KR20190114688A - Motor driving apparatus and method - Google Patents

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KR20190114688A KR1020180037778A KR20180037778A KR20190114688A KR 20190114688 A KR20190114688 A KR 20190114688A KR 1020180037778 A KR1020180037778 A KR 1020180037778A KR 20180037778 A KR20180037778 A KR 20180037778A KR 20190114688 A KR20190114688 A KR 20190114688A
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/22—Control of step size; Intermediate stepping, e.g. microstepping

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Abstract

Disclosed is a motor driving device which comprises: an acceleration table (100) storing an acceleration pulse time having a time value based a step increase corresponding to motor rotation; a timer (200) generating a timer interrupt every predetermined time; and a processor (300) counting a generation event of the timer interrupt and sequentially outputting a motor driving waveform corresponding to the step increase when the counted time corresponds to the acceleration pulse time. Therefore, a motor (400) can be driven by the time value based on the step increase corresponding to the motor rotation, and the motor driving waveform appropriate for the motor (400) in accordance with the step increase can be outputted. Moreover, voltage or current can be sensed from a coil winding of the motor (400) to correct the acceleration pulse time based on the sensed value and control a PWM of on and off sections in the motor driving waveform.

Description

모터 구동 장치 및 방법{MOTOR DRIVING APPARATUS AND METHOD}Motor driving device and method {MOTOR DRIVING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 모터 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a motor drive device for driving a motor.

모터 구동 장치에는 드라이버가 모터에 모터 구동 파형을 순차 출력해서 모터를 구동한다. 모터에는 BLDC 모터, 스텝 모터, 유도 전동기, 직류모터 등 다양하다. 모터 종류에 따라 드라이버가 출력하며 해당 모터를 구동하는 모터 구동 파형이 달라진다. 모터 종류마다 달라지는 모터 구동 파형이 사용됨은 모터마다 적합한 드라이버를 가지는 모터 구동 장치가 사용됨을 의미한다. 또한, 모터 구동 장치를 구성하는 모터 구동 알고리즘 또한 다르다는 것이다. 모터가 회전되도록 구동 신호를 출력하는 드라이버가 모터마다 사용되더라도 통합 제어에 있어서, 하나의 제어부를 구성하는 모터 구동 장치가 여러 종류의 모터를 구동할 수 있으려면 제어부에 탑재되는 모터 구동 알고리즘이 통합될 필요가 있다.In the motor drive device, a driver sequentially outputs a motor drive waveform to the motor to drive the motor. Motors include a variety of BLDC motors, step motors, induction motors, and DC motors. The driver outputs according to the motor type and the motor drive waveform to drive the motor varies. The use of a motor drive waveform that varies for each motor type means that a motor drive device with a suitable driver for each motor is used. In addition, the motor driving algorithm constituting the motor driving device is also different. Although a driver for outputting a drive signal to rotate the motor is used for each motor, in the integrated control, a motor driving algorithm mounted on the control unit may be integrated in order to enable the motor driving unit constituting one control unit to drive various types of motors. There is a need.

공개번호 제20-1997-0003445호, 스텝 모터 구동 장치Publication No. 20-1997-0003445, Step Motor Drive Device 공개번호 제10-1997-0004271호, 모터 구동 장치 및 방법Publication No. 10-1997-0004271, Motor Drive Device and Method 등록번호 제10-0100549호, 모터 구동 장치 및 그 방법Registration No. 10-0100549, Motor driving device and method thereof

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 모터 회전에 상응하는 스텝 증가에 기반한 시간값으로 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a motor drive device for driving a motor at a time value based on the step increase corresponding to the motor rotation.

또한, 스텝 증가에 따라 모터에 알맞은 모터 구동 파형을 출력하는 모터 구동 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a motor driving device that outputs a motor driving waveform suitable for a motor as the step increases.

또한, 모터의 코일 권선으로부터 전압 또는 전류를 센싱하고 센싱값에 기반하여 가속 펄스 시간을 보정하는 모터 구동 장치를 제공하는데 있다.The present invention also provides a motor driving device that senses a voltage or current from a coil winding of a motor and corrects an acceleration pulse time based on a sensing value.

또한, 모터 구동 파형에서 온 구간과 오프 구간을 PWM 제어하는 모터 구동 장치를 제공하는데 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a motor driving device for PWM controlling an on section and an off section in a motor driving waveform.

또한, 정지에서 가속, 일정 속도에서 가속을 포함하는 가속 테이블(100)을 사용하는 모터 구동 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a motor driving apparatus using an acceleration table 100 including acceleration at a stop and acceleration at a constant speed.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터 회전에 상응하는 스텝 증가에 기반한 시간값을 가지는 가속 펄스 시간을 저장하는 가속 테이블(100); 일정 시간 마다 타이머 인터럽트를 발생하는 타이머(200); 및 타이머 인터럽트의 발생 이벤트를 카운트하고 카운트된 시간이 가속 펄스 시간에 일치하면 스텝 증가에 대응하는 모터 구동 파형을 순차 출력하는 프로세서(300)를 포함한다.The present invention for achieving the above object, the acceleration table 100 for storing an acceleration pulse time having a time value based on the step increase corresponding to the motor rotation; A timer 200 generating a timer interrupt every predetermined time; And a processor 300 that counts the occurrence event of the timer interrupt and sequentially outputs a motor driving waveform corresponding to the step increment if the counted time coincides with the acceleration pulse time.

또한, 프로세서(300)는 모터(400)의 회전을 지시하는 스텝 증가에 따라 모터(400)에 알맞은 모터 구동 파형을 출력하는 출력부(310); 및 카운트된 시간과 가속 펄스 시간이 일치하면 스텝을 증가시키는 계산부(320)를 포함한다.In addition, the processor 300 includes an output unit 310 for outputting a motor driving waveform suitable for the motor 400 in accordance with the step increase indicating the rotation of the motor 400; And a calculation unit 320 for increasing a step if the counted time and the acceleration pulse time coincide.

또한, 프로세서(300)는 모터(400)의 코일 권선에 접속되어 전압 또는 전류를 센싱하는 아날로그 입력부(330)를 더 포함하고, 계산부(320)는 스텝의 증가시마다 아날로그 입력부(330)의 현재 센싱값과 이전 센싱값의 차인 에러값을 계산하고 PID 제어되는 에러값에 기반하여 가속 펄스 시간을 보정하고 에러값이 작으면 원래의 가속 펄스 시간을 사용한다.In addition, the processor 300 further includes an analog input unit 330 connected to the coil winding of the motor 400 to sense a voltage or a current, and the calculation unit 320 includes a current of the analog input unit 330 at every step increase. The error value, which is the difference between the sensed value and the previous sensed value, is calculated, and the acceleration pulse time is corrected based on the PID controlled error value. If the error value is small, the original acceleration pulse time is used.

또한, 출력부(310)는 타이머 인터럽트 발생 이벤트를 카운트하고, 카운트 값에 기반하여 모터 구동 파형에서 온 구간과 오프 구간을 PWM 제어한다.In addition, the output unit 310 counts a timer interrupt occurrence event, and PWM control the on section and the off section in the motor driving waveform based on the count value.

또한, 가속 테이블(100)은 모터 회전을 지시하는 스텝 증가에 상응하고, 모터(400)가 정지에서 가속하여 일정 속도에 도달하는 시간 상수를 저장하는 테이블과 모터(400)가 일정 속도에서 가속하여 다른 일정 속도에 도달하는 시간 상수를 저장하는 테이블을 포함한다.In addition, the acceleration table 100 corresponds to a step increase indicative of motor rotation, and the table 400 storing a time constant at which the motor 400 accelerates at a stop and reaches a constant speed is accelerated at a constant speed. Includes a table that stores time constants to reach different constant rates.

또한, 모터(400)는 스텝 모터, BLDC 모터, 유도 전동기, 직류모터 중 어느 하나가 선택되고, 출력부(310)는 선택된 모터(400)에 알맞으며 회전에 상응하는 모터 구동 파형을 출력한다.In addition, the motor 400 is one of a step motor, a BLDC motor, an induction motor, a DC motor is selected, the output unit 310 is suitable for the selected motor 400 and outputs a motor drive waveform corresponding to the rotation.

또한, 모터 드라이버에 PI 제어 상수 탐색 명령을 내리고, 모터 드라이버로부터 수신되는 PI 제어 상수를 테이블화하는 단말기; 단말기의 PI 제어 상수 탐색 명령에 따라 PI 제어 상수를 탐색하고, 탐색된 PI 제어 상수를 단말기로 전송하는 모터 드라이버; 및 모터 드라이버에 의해 구동되는 모터를 포함한다.In addition, the terminal to issue a PI control constant search command to the motor driver, and a table for listing the PI control constant received from the motor driver; A motor driver searching for a PI control constant according to a PI control constant search command of the terminal and transmitting the found PI control constant to the terminal; And a motor driven by the motor driver.

또한, 모터 드라이버는 타임값, 스텝값, 에러바운드를 설정하는 단계; 설정된 타임값과 스텝값 내에서 스텝 구동으로 모터를 구동하고, 에러값이 에러바운드를 초과하면 타임값을 초기값으로 설정하는 단계; 에러값이 문턱값을 초과하면 탈조로 판단하고 구동된 스텝값을 저장하고 모터 정지하는 단계; 저장된 스텝값이 이전 스텝값보다 크면 PI 제어 상수를 변경하고, 다른 PI 제어 상수에 대해 모터 구동하고, PI 제어 상수를 탐색하는 단계; 및 PI 제어 상수 탐색에서 자리수 반복을 마치면 탐색된 PI 제어 상수를 출력하는 단계를 포함한다.The motor driver may further include setting time values, step values, and error bounds; Driving the motor by step driving within the set time value and step value, and setting the time value to an initial value when the error value exceeds an error bound; Determining that the error value exceeds the threshold, storing the driven step value, and stopping the motor; If the stored step value is greater than the previous step value, changing the PI control constant, motor driving the other PI control constant, and searching for the PI control constant; And outputting the searched PI control constants after completion of the digit repetition in the PI control constant search.

또한, 탐색하는 단계는 PI 제어 상수의 적분 상수를 고정하고 PI 제어 상수의 비례 상수를 탐색하고, 탐색된 비례 상수를 고정하고, 적분 상수를 탐색하고, 탐색된 적분 상수를 고정하고 비례 상수를 탐색함을 반복하는 단계를 포함한다.In addition, the step of searching fixes the integral constant of the PI control constant and searches for the proportional constant of the PI control constant, fixes the found proportional constant, searches for the integral constant, fixes the found integral constant and searches for the proportional constant. Repeating the process.

또한, 설정하는 단계는 타임값, 스텝값 및 에러바운드를 변경하는 단계를 포함한다.The setting may also include changing the time value, step value, and error bound.

상기와 같은 본 발명에 따른 모터 구동 장치를 이용할 경우에는 모터 회전에 상응하는 스텝 증가에 기반한 시간값으로 모터(400)를 구동할 수 있다.In the case of using the motor driving apparatus according to the present invention as described above, the motor 400 may be driven with a time value based on the step increase corresponding to the motor rotation.

또한, 스텝 증가에 따라 모터(400)에 알맞은 모터 구동 파형을 출력하는 장점이 있다.In addition, there is an advantage of outputting a motor drive waveform suitable for the motor 400 in accordance with the step increase.

또한, 모터(400)의 코일 권선으로부터 전압 또는 전류를 센싱하고 센싱값에 기반하여 가속 펄스 시간을 보정할 수 있다.In addition, a voltage or a current may be sensed from the coil winding of the motor 400 and the acceleration pulse time may be corrected based on the sensed value.

또한, 모터 구동 파형에서 온 구간과 오프 구간을 PWM 제어할 수 있다.In addition, it is possible to PWM control the on section and the off section in the motor driving waveform.

도 1은 모터 구동 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 프로세서(300)의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 프로세서(300)의 다른 실시예를 보인 블록도이다.
도 4는 출력부(310)의 구성을 보인 예시도이다.
도 5는 가속 테이블(100)의 구성을 보인 예시도이다.
도 6은 모터(400)와 출력부(310)의 구성을 보인 예시도이다.
도 7은 아날로그 입력부의 실시예를 보인 예시도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a motor drive device.
2 is a block diagram illustrating a configuration of the processor 300.
3 is a block diagram illustrating another embodiment of a processor 300.
4 is a diagram illustrating a configuration of the output unit 310.
5 is an exemplary view illustrating a configuration of the acceleration table 100.
6 is an exemplary view showing the configuration of the motor 400 and the output unit 310.
7 is an exemplary view showing an embodiment of an analog input unit.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 모터 구동 장치의 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a motor drive device.

모터 구동 장치는 모터 회전에 상응하는 스텝 증가에 기반한 시간값을 가지는 가속 펄스 시간을 저장하는 가속 테이블(100); 일정 시간 마다 타이머 인터럽트를 발생하는 타이머(200); 및 타이머 인터럽트의 발생 이벤트를 카운트하고 카운트된 시간이 가속 펄스 시간에 일치하면 스텝 증가에 대응하는 모터 구동 파형을 순차 출력하는 프로세서(300)를 포함한다.The motor drive device includes an acceleration table 100 for storing an acceleration pulse time having a time value based on a step increase corresponding to motor rotation; A timer 200 generating a timer interrupt every predetermined time; And a processor 300 that counts the occurrence event of the timer interrupt and sequentially outputs a motor driving waveform corresponding to the step increment if the counted time coincides with the acceleration pulse time.

모터 구동 장치는 정지 시점에서 가속 테이블(100)로 가속한다. 가속 테이블(100)은 일정 시간을 정하고

Figure pat00001
(N은 자연수)비율로 감속한다. 가속 테이블(100)은 정지일 때 속도 방정식을 풀어서 얻어진 해이다. 시간 방정식은 S=1/2adt2이다.The motor drive device accelerates to the acceleration table 100 at the stop point. Acceleration table 100 sets a certain time
Figure pat00001
(N is a natural number) Deceleration rate Acceleration table 100 is a solution obtained by solving the velocity equation when stationary. The time equation is S = 1 / 2adt 2 .

모터 구동 장치는 일정 속도에서 다른 일정 속도로 가속하는 가속 테이블(100)로 가속한다. 가속 테이블(100)은 일정 시간를 정하고

Figure pat00002
(N은 자연수)비율로 감소한다. 가속 테이블(100)은 일정 속도일 때 시간 방정식을 풀어서 얻어진 해이다. 시간 방정식은 S=vt + 1/2adt2이다.The motor drive device accelerates to an acceleration table 100 which accelerates from a constant speed to another constant speed. Acceleration table 100 sets a certain time
Figure pat00002
(N is a natural number) decreases. The acceleration table 100 is a solution obtained by solving a time equation at a constant speed. The time equation is S = vt + 1 / 2adt 2 .

가속 테이블(100)은 일정 속도에서 가속하므로 가속 테이블(100)과는 다른 비율을 가진다.Since the acceleration table 100 accelerates at a constant speed, the acceleration table 100 has a different ratio from that of the acceleration table 100.

모터 구동 장치는 시간 값에 따라 가속 테이블(100)의 수치를 변화하고 가속에 적용한다.The motor driving device changes the numerical value of the acceleration table 100 according to the time value and applies it to acceleration.

속도는 시간에 비례하므로 모터 구동 장치는 펄스 시간을 다르게 적용해서 가속한다. 펄스 시간은 가속 테이블(100)의 수치에 따라 정해지며, 수치에 비례 상수를 곱해 값을 변화시킨다. 펄스 시간은 시작 시간을 설정하고 가속 테이블(100)의 비율을 적용해서 가속 구간을 정하게 된다.Because speed is proportional to time, the motor-drive unit accelerates by applying a different pulse time. The pulse time is determined according to the numerical value of the acceleration table 100, and multiplies the numerical value by a proportional constant to change the value. The pulse time sets the start time and applies the ratio of the acceleration table 100 to determine the acceleration section.

모터 구동 장치는 가속 테이블(100)에 따라 모터 구동 파형의 구동 시간이 계산되면 계산된 구동 시간에서 시작 시간을 선택하고 가속 테이블(100)을 시작 시간에 맞추어 적용할 수 있다.When the driving time of the motor driving waveform is calculated according to the acceleration table 100, the motor driving apparatus may select a start time from the calculated driving time and apply the acceleration table 100 to the start time.

모터 구동 장치는 가속 테이블(100)을 적용하고 계산된 스텝 증가에서 시작 시간을 선택하고 가속 테이블(100)을 선택된 시작 시간에 맞추어 적용할 수 있다.The motor driving apparatus may apply the acceleration table 100, select a start time from the calculated step increment, and apply the acceleration table 100 to the selected start time.

모터 구동 장치는 가속 테이블(100)을 여러 번 반복 적용해서 모터(400)를 급가속할 수 있다.The motor driving device may rapidly accelerate the motor 400 by repeatedly applying the acceleration table 100 several times.

가속 테이블(100)은 모터 회전에 상응하는 스텝 증가에 기반한 시간값을 가지는 가속 펄스 시간을 저장한다. 모터(400)가 회전하면 스텝이 증가하고 스텝마다 시간값이 달라질 수 있다. 가속 펄스 시간은 스텝에 대응한 시간값을 지시한다.The acceleration table 100 stores the acceleration pulse time having a time value based on the step increment corresponding to the motor rotation. As the motor 400 rotates, the steps increase and the time value may vary for each step. The acceleration pulse time indicates a time value corresponding to the step.

타이머(200)는 일정 시간 마다 타이머 인터럽트를 발생한다. 타이머(200)는 프로세서(300)에 내장되어 있는 프로세서(300)의 경우 내장 타이머(200)를 이용한다.The timer 200 generates a timer interrupt every predetermined time. The timer 200 uses the built-in timer 200 in the case of the processor 300 embedded in the processor 300.

프로세서(300)는 타이머 인터럽트의 발생 이벤트를 카운트하고 카운트된 시간이 가속 펄스 시간에 일치하면 스텝 증가에 대응하는 모터 구동 파형을 순차 출력한다. 모터(400)가 회전하는데 모터 구동 파형이 필요하다. 프로세서(300)는 스텝 증가시 모터 구동 파형을 출력한다. 스텝 증가는 가속 펄스 시간에 의해 조정된다. 프로세는 타이머 인터럽트의 발생 이벤트로 카운트된 시간이 가속 펄스 시간에 일치할 때 스텝을 증가시킨다.The processor 300 counts the occurrence event of the timer interrupt and sequentially outputs a motor driving waveform corresponding to the step increment when the counted time coincides with the acceleration pulse time. The motor drive waveform is required for the motor 400 to rotate. The processor 300 outputs a motor driving waveform when the step increases. The step increment is adjusted by the acceleration pulse time. The processor increments the step when the time counted by the occurrence event of the timer interrupt coincides with the acceleration pulse time.

프로세서(300)는 외부 컴퓨터로부터 가속 구간을 입력받을 수 있다. 컴퓨터는 데이터 통신으로 모터 구동 장치의 프로세서(300)에 가속 구간과 구동 명령을 내리면 프로세서(300)는 가속 구간과 구동 명령에 따라 가속 구간에 상응하게 모터(400)를 가속시켜 구동한다. 실시예로, 프로세서(300)가 모터(400) 종류별로 식별자를 부여하고 컴퓨터에서 식별자를 사용해서 구동 명령을 내릴 수 있다. 프로세서(300)는 식별자에 대응하는 해당 모터(400)를 구동 명령에 의해 구동한다. The processor 300 may receive an acceleration period from an external computer. When the computer issues an acceleration period and a driving command to the processor 300 of the motor driving device through data communication, the processor 300 accelerates and drives the motor 400 in accordance with the acceleration period and the driving command. In an embodiment, the processor 300 may assign an identifier for each type of the motor 400 and issue a driving command using the identifier in a computer. The processor 300 drives the corresponding motor 400 corresponding to the identifier by the drive command.

도 2는 프로세서(300)의 구성을 보인 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of the processor 300.

프로세서(300)는 모터(400)의 회전을 지시하는 스텝 증가에 따라 모터(400)에 알맞은 모터 구동 파형을 출력하는 출력부(310); 및 카운트된 시간과 가속 펄스 시간이 일치하면 스텝을 증가시키는 계산부(320)를 포함한다.The processor 300 includes an output unit 310 for outputting a motor driving waveform suitable for the motor 400 in accordance with a step increase indicating the rotation of the motor 400; And a calculation unit 320 for increasing a step if the counted time and the acceleration pulse time coincide.

출력부(310)는 모터(400)의 회전을 지시하는 스텝 증가에 따라 모터(400)에 알맞은 모터 구동 파형을 출력한다. 모터(400)가 회전하면 스텝이 증가하고, 출력부(310)는 스텝 증가에 따라 모터(400)에 알맞은 모터 구동 파형을 출력한다. 출력부(310)에 의해 구동되는 모터 종류는 다양하다. 모터(400)는 종류에 따라 모터 구동 파형이 다르지만 모터(400)가 구동될 때 일정 회전 각도로 회전되는 특성을 가진다.The output unit 310 outputs a motor driving waveform suitable for the motor 400 according to the step increase indicating the rotation of the motor 400. When the motor 400 rotates, the step increases, and the output unit 310 outputs a motor driving waveform suitable for the motor 400 as the step increases. There are various types of motors driven by the output unit 310. The motor 400 has a motor driving waveform different according to the type, but has a characteristic of being rotated at a predetermined rotation angle when the motor 400 is driven.

계산부(320)는 카운트된 시간과 가속 펄스 시간이 일치하면 스텝을 증가시킨다. 계산부(320)는 타이머(200)를 이용해서 카운트된 시간과 가속 테이블(100)의 가속 펄스 시간을 비교해서 일치하면 스텝을 증가시킨다. 계산부(320)는 프로세서(300)의 연산 로직을 이용한다. 계산부(320)는 덧셈과 비교를 통해 스텝 증가를 달성한다. 스텝 증가는 모터(400)를 가속시키고 일정 속도에 도달하면 가속을 멈추고 정속 주행을 수행한다. 정속 주행에는 아날로그 입력부(330)가 사용되며 실시간 달라지는 모터 구동에 적응하여 가속 펄스 시간이 보정된다.The calculator 320 increments the step when the counted time and the acceleration pulse time coincide. The calculation unit 320 compares the time counted using the timer 200 with the acceleration pulse time of the acceleration table 100 and increases the step if it matches. The calculator 320 uses arithmetic logic of the processor 300. The calculator 320 achieves a step increase through addition and comparison. The step increase accelerates the motor 400 and stops the acceleration and reaches the constant speed when reaching a certain speed. An analog input unit 330 is used for constant speed driving, and the acceleration pulse time is corrected by adapting to a motor driving that is changed in real time.

도 3은 프로세서(300)의 다른 실시예를 보인 블록도이다.3 is a block diagram illustrating another embodiment of a processor 300.

프로세서(300)는 모터(400)의 코일 권선에 접속되어 전압 또는 전류를 센싱하는 아날로그 입력부(330)를 더 포함하고, 계산부(320)는 스텝의 증가시마다 아날로그 입력부(330)의 현재 센싱값과 이전 센싱값의 차인 에러값을 계산하고 PID 제어되는 에러값에 기반하여 가속 펄스 시간을 보정하고 에러값이 작으면 원래의 가속 펄스 시간을 사용한다.The processor 300 further includes an analog input unit 330 connected to the coil winding of the motor 400 to sense a voltage or a current, and the calculation unit 320 includes a current sensing value of the analog input unit 330 at every step increase. Calculate the error value, which is the difference between the previous and previous sensing values, and correct the acceleration pulse time based on the PID controlled error value. If the error value is small, use the original acceleration pulse time.

아날로그 입력부(330)는 모터(400)의 코일 권선에 접속되어 전압 또는 전류를 센싱한다. 전압의 경우 분배 회로가 사용되고, 전류의 경우 전류 센서가 사용된다.The analog input unit 330 is connected to the coil winding of the motor 400 to sense a voltage or a current. In the case of voltage a distribution circuit is used and in the case of a current a current sensor is used.

계산부(320)는 스텝의 증가시마다 아날로그 입력부(330)의 현재 센싱값과 이전 센싱값의 차인 에러값을 계산하고 PID 제어되는 에러값에 기반하여 가속 펄스 시간을 보정하고 에러값이 작으면 원래의 가속 펄스 시간을 사용한다. 실시예로, 에러값 PI제어가 사용될 수 있다.The calculation unit 320 calculates an error value that is a difference between the current sensing value and the previous sensing value of the analog input unit 330 at each step increase, and corrects the acceleration pulse time based on the PID-controlled error value. Use the acceleration pulse time of In an embodiment, error value PI control may be used.

도 4는 출력부(310)의 구성을 보인 예시도이다.4 is a diagram illustrating a configuration of the output unit 310.

출력부(310)는 타이머 인터럽트의 발생 이벤트를 카운트하고, 카운트 값에 기반하여 모터 구동 파형에서 온 구간과 오프 구간을 PWM 제어한다. 출력부(310)는 카운트 값의 증가와 복귀에 따라 모터 구동 파형에서 온 구간과 오프 구간을 정할 수 있다. 출력부(310)는 온 구간과 오프 구간을 조정해서 모터 구동 파형을 PWM 제어할 수 있다. 모터(400)에 공급되는 전류량이 제어되어야 한다. PWM 제어는 전류량을 제어할 수 있다.The output unit 310 counts the occurrence event of the timer interrupt, and PWM control the on section and the off section in the motor driving waveform based on the count value. The output unit 310 may determine an on section and an off section in the motor driving waveform as the count value increases and returns. The output unit 310 may PWM control the motor driving waveform by adjusting the on period and the off period. The amount of current supplied to the motor 400 must be controlled. PWM control can control the amount of current.

도 5는 가속 테이블(100)의 구성을 보인 예시도이다.5 is an exemplary view illustrating a configuration of the acceleration table 100.

가속 테이블(100)은 모터 회전을 지시하는 스텝 증가에 상응하고, 모터(400)가 정지에서 가속하여 일정 속도에 도달하는 시간 상수를 저장하는 테이블과 모터(400)가 일정 속도에서 가속하여 다른 일정 속도에 도달하는 시간 상수를 저장하는 테이블을 포함한다.Acceleration table 100 corresponds to a step increase indicative of motor rotation, and a table that stores time constants at which motor 400 accelerates from a stop and reaches a constant speed, and motor 400 accelerates at a constant speed to produce another constant. Contains a table that stores time constants for reaching speed.

도 6은 모터(400)와 출력부(310)의 구성을 보인 예시도이다.6 is an exemplary view showing the configuration of the motor 400 and the output unit 310.

모터(400)는 스텝 모터, BLDC 모터, 유도 전동기, 직류모터 중 어느 하나가 선택되고, 출력부(310)는 선택된 모터(400)에 알맞으며 회전에 상응하는 모터 구동 파형을 출력한다. 실시예로, 스텝 모터의 경우 2상 바이폴라, 2상 유니폴라에 따라 모터 구동 파형이 달라지고, BLDC 모터와 유도 전동기의 경우 3상 결선에 따라 모터 구동 파형이 달라진다. 모터(400)가 그림자 전자기 작용하는 쉐이딩 코일이 적용되어 코일에 디지털 권선을 만드는 쉐이딩 모터의 경우, 본 발명 모터 구동 장치는 디지털 구동 방법으로 모터(400)를 구동하며, 디지털 구동 방법은 쉐이딩 모터에 발전 효과를 배가시키게 되며, 모터에 부가되는 회생 회로는 쉐이딩 모터에 의해 발전된 전력을 회생시킴으로써 쉐이딩 모터가 회전할 수 있도록 동작한다.The motor 400 is one of a step motor, a BLDC motor, an induction motor, a DC motor is selected, the output unit 310 is suitable for the selected motor 400 and outputs a motor drive waveform corresponding to the rotation. In an embodiment, the motor driving waveform is changed according to the two-phase bipolar and the two-phase unipolar in the case of a step motor, and the motor driving waveform is changed according to the three-phase wiring in the BLDC motor and the induction motor. In the case of a shading motor in which the shading coil in which the motor 400 acts as a shadow electromagnetic is applied to make a digital winding in the coil, the motor driving apparatus of the present invention drives the motor 400 by a digital driving method, and the digital driving method is applied to the shading motor. The power generation effect is doubled, and the regenerative circuit added to the motor operates so that the shading motor can rotate by regenerating the power generated by the shading motor.

[실시예 1]Example 1

도 7은 아날로그 입력부의 실시예를 보인 예시도이다.7 is an exemplary view showing an embodiment of an analog input unit.

아날로그 입력부(330)는 모터 각 상의 전류를 센싱하여 아날로그 전압을 출력하는 아날로그 회로를 포함할 수 있다. 아날로그 회로는 하나의 상에 대응한 아날로그 회로로 기준 전압보다 큰 전압에 대해 전류 에러값을 출력한다. 아날로그 회로는 모터 각 상에 대한 전류 에러값을 측정하는데 사용될 수 있다.The analog input unit 330 may include an analog circuit for sensing an electric current of each motor phase and outputting an analog voltage. The analog circuit outputs a current error value for a voltage larger than the reference voltage to the analog circuit corresponding to one phase. Analog circuitry can be used to measure the current error value for each motor phase.

[실시예2]Example 2

도 8은 엔코더의 실시예를 보인 예시도이다.8 is an exemplary view showing an embodiment of an encoder.

엔코더는 회전축에서 이격된 편심 원; 편심 원과의 거리를 측정하는 광 센서; 광 센서의 센서값을 디지털 변환하여 측정된 거리에 대응한 편심 원의 반경을 계산해서 회전 각도를 출력하는 계산부를 포함한다. 프로세서(300)는 엔코더로부터 출력되는 회전 각도를 참조해서 모터의 회전 각도에 따른 모터 구동 파형을 제어할 수 있다.The encoder is an eccentric circle spaced apart from the axis of rotation; An optical sensor for measuring a distance from the eccentric circle; And a calculator configured to digitally convert sensor values of the optical sensor, calculate a radius of the eccentric circle corresponding to the measured distance, and output a rotation angle. The processor 300 may control the motor driving waveform according to the rotation angle of the motor with reference to the rotation angle output from the encoder.

모터 자동 튜닝 장치의 구성을 설명한다.The structure of a motor automatic tuning apparatus is demonstrated.

모터 자동 튜닝 장치는 모터 드라이버에 PI 제어 상수 탐색 명령을 내리고, 모터 드라이버로부터 수신되는 PI 제어 상수를 테이블화하는 단말기; 단말기의 PI 제어 상수 탐색 명령에 따라 PI 제어 상수를 탐색하고, 탐색된 PI 제어 상수를 단말기로 전송하는 모터 드라이버; 및 모터 드라이버에 의해 구동되는 모터를 포함한다.The motor autotuning apparatus may include a terminal that issues a PI control constant search command to the motor driver and tabulates the PI control constant received from the motor driver; A motor driver searching for a PI control constant according to a PI control constant search command of the terminal and transmitting the found PI control constant to the terminal; And a motor driven by the motor driver.

단말기는 모터 드라이버에 PI 제어 상수 탐색 명령을 내리고, 모터 드라이버로부터 수신되는 PI 제어 상수를 테이블화한다.The terminal issues a PI control constant search command to the motor driver, and lists the PI control constants received from the motor driver.

모터 드라이버는 단말기의 PI 제어 상수 탐색 명령에 따라 PI 제어 상수를 탐색하고, 탐색된 PI 제어 상수를 단말기로 전송한다.The motor driver searches for the PI control constant according to the PI control constant search command of the terminal and transmits the found PI control constant to the terminal.

모터는 모터 드라이버에 의해 구동된다.The motor is driven by a motor driver.

PI 제어 상수 탐색 방법을 설명한다.Describes how to search for PI control constants.

모터 드라이버는 타임값, 스텝값, 에러바운드를 설정하는 단계; 설정된 타임값과 스텝값 내에서 스텝 구동으로 모터를 구동하고, 에러값이 에러바운드를 초과하면 타임값을 초기값으로 설정하는 단계; 에러값이 문턱값을 초과하면 탈조로 판단하고 구동된 스텝값을 저장하고 모터 정지하는 단계; 저장된 스텝값이 이전 스텝값보다 크면 PI 제어 상수를 변경하고, 다른 PI 제어 상수에 대해 모터 구동하고, PI 제어 상수를 탐색하는 단계; 및 PI 제어 상수 탐색에서 자리수 반복을 마치면 탐색된 PI 제어 상수를 출력하는 단계를 포함한다.The motor driver setting a time value, a step value, and an error bound; Driving the motor by step driving within the set time value and step value, and setting the time value to an initial value when the error value exceeds an error bound; Determining that the error value exceeds the threshold, storing the driven step value, and stopping the motor; If the stored step value is greater than the previous step value, changing the PI control constant, motor driving the other PI control constant, and searching for the PI control constant; And outputting the searched PI control constants after completion of the digit repetition in the PI control constant search.

탐색하는 단계는 PI 제어 상수의 적분 상수를 고정하고 PI 제어 상수의 비례 상수를 탐색하고, 탐색된 비례 상수를 고정하고, 적분 상수를 탐색하고, 탐색된 적분 상수를 고정하고 비례 상수를 탐색함을 반복하는 단계를 포함한다.The searching steps include fixing the integral constant of the PI control constant and searching for the proportional constant of the PI control constant, fixing the found proportional constant, searching for the integral constant, fixing the found integral constant, and searching for the proportional constant. Repeating the steps.

설정하는 단계는 타임값, 스텝값 및 에러바운드를 변경하는 단계를 포함한다.The setting includes changing the time value, step value and error bound.

모터 드라이버는 타임값, 스텝값 및 에러바운드를 변경 설정한다.The motor driver changes and sets the time value, step value and error bound.

모터 드라이버는 설정된 타임값과 스텝값 내에서 스텝 구동으로 모터를 구동하고, 하고, 에러값이 에러바운드를 초과하면 타임값을 초기값으로 설정한다.The motor driver drives the motor by step driving within the set time value and step value, and sets the time value to the initial value when the error value exceeds the error bound.

모터 드라이버는 에러값이 문턱값을 초과하면 탈조로 판단하고 구동된 스텝값을 저장하고 모터 정지한다.If the error value exceeds the threshold, the motor driver determines that the motor is out of step, stores the driven step value, and stops the motor.

모터 드라이버는 저장된 스텝값이 이전 스텝값보다 크면 PI 제어 상수를 변경하고, 다른 PI 제어 상수에 대해 모터 구동하고, PI 제어 상수를 탐색한다.The motor driver changes the PI control constant if the stored step value is greater than the previous step value, motor-drives the other PI control constant, and searches for the PI control constant.

모터 드라이버는 PI 제어 상수의 적분 상수를 고정하고 PI 제어 상수의 비례 상수를 탐색하고, 탐색된 비례 상수를 고정하고, 적분 상수를 탐색하고, 탐색된 적분 상수를 고정하고 비례 상수를 탐색함을 반복한다.The motor driver repeats fixing the integral constant of the PI control constant, searching for the proportional constant of the PI control constant, fixing the found proportional constant, searching for the integral constant, fixing the found integral constant, and searching for the proportional constant. do.

모터 드라이버는 PI 제어 상수 탐색에서 자리수 반복을 마치면 탐색된 PI 제어 상수를 출력한다.The motor driver outputs the searched PI control constant after completing the digit repetition in the PI control constant search.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

100: 가속 테이블 200: 타이머
300: 프로세서 310: 출력부
320: 계산부 330: 아날로그 입력부
400: 모터100: acceleration table 200: timer
300: processor 310: output unit
320: calculation unit 330: analog input unit
400: motor

Claims (10)

모터 회전에 상응하는 스텝 증가에 기반한 시간값을 가지는 가속 펄스 시간을 저장하는 가속 테이블(100);
일정 시간 마다 타이머 인터럽트를 발생하는 타이머(200);
상기 타이머 인터럽트의 발생 이벤트를 카운트하고 카운트된 시간이 상기 가속 펄스 시간에 일치하면 상기 스텝 증가에 대응하는 모터 구동 파형을 순차 출력하는 프로세서(300)를 포함하는 모터 구동 장치.An acceleration table 100 for storing acceleration pulse times having time values based on step increments corresponding to motor rotation;
A timer 200 generating a timer interrupt every predetermined time;
And a processor (300) for counting an occurrence event of the timer interrupt and sequentially outputting a motor driving waveform corresponding to the step increment if the counted time coincides with the acceleration pulse time. 제1항에 있어서,
상기 프로세서(300)는 모터(400)의 회전을 지시하는 스텝 증가에 따라 상기 모터(400)에 알맞은 모터 구동 파형을 출력하는 출력부(310);
상기 카운트된 시간과 상기 가속 펄스 시간이 일치하면 스텝을 증가시키는 계산부(320)를 포함하는 모터 구동 장치.The method of claim 1,
The processor 300 includes an output unit 310 for outputting a motor driving waveform suitable for the motor 400 in accordance with the step increase instructing the rotation of the motor 400;
And a calculation unit (320) for increasing a step if the counted time and the acceleration pulse time coincide. 제2항에 있어서,
상기 프로세서(300)는 상기 모터(400)의 코일 권선에 접속되어 전압 또는 전류를 센싱하는 아날로그 입력부(330)를 더 포함하고,
상기 계산부(320)는 상기 스텝의 증가시마다 상기 아날로그 입력부(330)의 현재 센싱값과 이전 센싱값의 차인 에러값을 계산하고 PID 제어되는 에러값에 기반하여 상기 가속 펄스 시간을 보정하고 상기 에러값이 작으면 원래의 가속 펄스 시간을 사용하는 모터 구동 장치.The method of claim 2,
The processor 300 further includes an analog input unit 330 connected to the coil winding of the motor 400 to sense a voltage or a current.
The calculation unit 320 calculates an error value that is a difference between the current sensing value and the previous sensing value of the analog input unit 330 each time the step is increased, and corrects the acceleration pulse time based on the PID-controlled error value. If the value is small, the motor-drive unit uses the original acceleration pulse time. 제2항에 있어서,
상기 출력부(310)는 상기 타이머 인터럽트의 발생 이벤트를 카운트하고, 카운트 값에 기반하여 상기 모터 구동 파형에서 온 구간과 오프 구간을 PWM 제어하는 모터 구동 장치.The method of claim 2,
The output unit (310) counts the occurrence event of the timer interrupt, the motor driving device for PWM control the on and off periods in the motor driving waveform based on the count value. 제1항에 있어서,
상기 가속 테이블(100)은 모터 회전을 지시하는 스텝 증가에 상응하고, 모터(400)가 정지에서 가속하여 일정 속도에 도달하는 시간 상수를 저장하는 테이블과 상기 모터(400)가 일정 속도에서 가속하여 다른 일정 속도에 도달하는 시간 상수를 저장하는 테이블을 포함하는 모터 구동 장치.The method of claim 1,
The acceleration table 100 corresponds to a step increase indicative of motor rotation, and stores a time constant at which the motor 400 accelerates from stop and reaches a constant speed, and the motor 400 accelerates at a constant speed. A motor drive device comprising a table for storing time constants reaching different constant speeds. 제2항에 있어서,
상기 모터(400)는 스텝 모터, BLDC 모터, 유도 전동기, 직류모터 중 어느 하나가 선택되고,
상기 출력부(310)는 선택된 모터(400)에 알맞으며 회전에 상응하는 모터 구동 파형을 출력하는 모터 구동 장치.The method of claim 2,
The motor 400 is any one of a step motor, a BLDC motor, an induction motor, a direct current motor,
The output unit 310 is a motor driving device suitable for the selected motor 400 and outputs a motor drive waveform corresponding to the rotation. 모터 드라이버에 PI 제어 상수 탐색 명령을 내리고, 모터 드라이버로부터 수신되는 PI 제어 상수를 테이블화하는 단말기;
단말기의 PI 제어 상수 탐색 명령에 따라 PI 제어 상수를 탐색하고, 탐색된 PI 제어 상수를 단말기로 전송하는 모터 드라이버; 및
모터 드라이버에 의해 구동되는 모터를 포함하는 모터 구동 장치.A terminal for issuing a PI control constant search command to the motor driver and tabulating the PI control constants received from the motor driver;
A motor driver searching for a PI control constant according to a PI control constant search command of the terminal and transmitting the found PI control constant to the terminal; And
A motor drive device comprising a motor driven by a motor driver. 모터 드라이버는 타임값, 스텝값, 에러바운드를 설정하는 단계;
설정된 타임값과 스텝값 내에서 스텝 구동으로 모터를 구동하고, 에러값이 에러바운드를 초과하면 타임값을 초기값으로 설정하는 단계;
에러값이 문턱값을 초과하면 탈조로 판단하고 구동된 스텝값을 저장하고 모터 정지하는 단계;
저장된 스텝값이 이전 스텝값보다 크면 PI 제어 상수를 변경하고, 다른 PI 제어 상수에 대해 모터 구동하고, PI 제어 상수를 탐색하는 단계; 및
PI 제어 상수 탐색에서 자리수 반복을 마치면 탐색된 PI 제어 상수를 출력하는 단계를 포함하는 모터 구동 방법.The motor driver setting a time value, a step value, and an error bound;
Driving the motor by step driving within the set time value and step value, and setting the time value to an initial value when the error value exceeds an error bound;
Determining that the error value exceeds the threshold, storing the driven step value, and stopping the motor;
If the stored step value is greater than the previous step value, changing the PI control constant, motor driving the other PI control constant, and searching for the PI control constant; And
Outputting the retrieved PI control constant upon completion of the digit repetition in the PI control constant search. 제8항에 있어서,
탐색하는 단계는 PI 제어 상수의 적분 상수를 고정하고 PI 제어 상수의 비례 상수를 탐색하고, 탐색된 비례 상수를 고정하고, 적분 상수를 탐색하고, 탐색된 적분 상수를 고정하고 비례 상수를 탐색함을 반복하는 단계를 포함하는 모터 구동 방법.The method of claim 8,
The searching steps include fixing the integral constants of the PI control constants, searching for the proportional constants of the PI control constants, fixing the found proportional constants, searching for the integral constants, fixing the found integral constants, and searching for the proportional constants. A motor driving method comprising the step of repeating. 제8항에 있어서,
설정하는 단계는 타임값, 스텝값 및 에러바운드를 변경하는 단계를 포함하는 모터 구동 방법.The method of claim 8,
The setting step includes changing the time value, step value and error bound.
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