KR940005141B1 - Arrangement for starting brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명에 의한 무정류자 직류모터의 기동제어 장치 구성도.1 is a configuration diagram of a start control device for a non-commutator DC motor according to the present invention.
제2도는 제1도에 따른 기동제어회로의 상세회로도.2 is a detailed circuit diagram of the start control circuit according to FIG.
제3a도는 내지 제3b도는 제2도에 따른 기동제어회로의 동작 타이밍도.3A to 3B are operation timing diagrams of the start control circuit according to FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 구동 논리회로 20 : 전력구동회로10: driving logic circuit 20: power driving circuit
30 : 구동전압 검출기 40 : 모터30: drive voltage detector 40: motor
41 : 회전 속도검출기 50 : 과부하 검출부41: rotational speed detector 50: overload detection unit
60 : 기동 제어회로 61 : 리세트신호 발생부60: start control circuit 61: reset signal generator
62 : 기동 제어부 63 : 재기동 제어부62: start control 63: restart control
63-1 : 분주기 70 : 전원부63-1: divider 70: power supply
SW1 : 모터구동 스위치 MM1 : 모노멀티 바이브레이터SW1: Motor Drive Switch MM1: Mono Multi Vibrator
IN1, IN2 : 인버터 게이트 AND1 : 앤드 게이트IN1, IN2: inverter gate AND1: AND gate
NAND1 : 낸드 게이트 OR1 : 오아 게이트NAND1: NAND gate OR1: OA gate
본 발명은 무정류자 직류모터의 기동제어 장치에 관한 것으로, 특히 밀페형 전동압축기의 무정류자 직류모터의 기동실패시 소정간격으로 자동재기동을 시도하고 일정횟수 이상 기동실패시 기동을 완전 차단시키도록 하여 직류모터를 보호하기위한 무정류자 직류모터의 기동제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a start control device for a non-commutator DC motor, and in particular, attempts to restart automatically at a predetermined interval when the starter failure of a non-commutator DC motor of a hermetic type electric compressor, and to completely shut off the start in a certain number of times. The present invention relates to a start control device for a non-commutator DC motor for protecting a DC motor.
일반적으로 압축펌프식 냉동 공조기에 있어서, 기동시에 걸리는 부하량은 일정치 않고, 즉 냉동 싸이클에 따른 내부압력이 운전시킨대에 따라 다르고 주위온도등 기후조건에 따라서도 압축기의 기동부하는 다르다. 따라서 일정 토오크로 기동하는 모터는 전동압축기의 부하조건에 적응할 수 있는 조건에서는 다시 기동회복이 가능하게 하는 것이 바람직하게 된다.In general, in a compression pump type refrigeration air conditioner, the load applied at startup is not constant, i.e., the internal pressure according to the refrigeration cycle varies depending on the operation, and the starting load of the compressor also varies depending on climatic conditions such as ambient temperature. Therefore, it is preferable that the motor starting at a constant torque can be started again under conditions that can be adapted to the load conditions of the electric compressor.
종래에는 전동압축기의 과부하로 인한 기동불능 또는 정상기동하여 모터구동 전류를 차단하는 수단으로 모터를 보호하도록 하였다.Conventionally, the motor is protected by means of blocking the motor driving current by inability to start or normal operation due to the overload of the electric compressor.
그러나 이와 같은 수단은 한번 작동하면 자동 재기동이 이루어지지 않았기 때문에 재기동 시도에 불편함이 있었고, 또는 재기동 시도가 있는 장치에서는 무한정 연속하여 재기동을 시도하므로, 결과적으로는 모터의 소손을 가져오는등 냉동공조기에 있어서 전동 압축기의 특성에 맞는 재기동 보호 목적을 달성시키기에는 충분한 기능을 제공하지 못하였다.However, such a device was inconvenient for restart attempts because the automatic restart was not performed once, or the apparatus that restarts attempted to restart continuously indefinitely, resulting in the damage of the refrigeration air conditioner. In order to achieve the purpose of restart protection for the characteristics of the motor-compressor, it did not provide sufficient function.
본 발명의 목적은 전동압축기용 무정류자 직류 모터의 과부하 검출 신호에 따라 기동 실패시 모터의 보호 기능을 발휘케하고, 기동실패시 수회에 걸쳐 자동적으로 재기동을 시도케한 다음 정해진 수회의 재기동에서도 실패로 끝날경우 원인제거를 하지 않는한 재기동이 되지 않도록 하여 모터를 보호하는 무정류자 직류모터의 기동제어 장치를 제공하는데 있다.The object of the present invention is to show the protection function of the motor when the start failure according to the overload detection signal of the non-commutator DC motor for the electric compressor, to automatically restart the operation several times after the start failure, and then fails even after a predetermined number of restarts. It is to provide the start control device of the non-commutator DC motor that protects the motor by not restarting it unless the cause is eliminated.
본 발명의 또다른 목적은 상기 기능을 제공함에 있어서 간단하고 경제적인 논리부품을 사용하여 완전한 기능을 발휘케 한다는 데 있다. 재기동 시도를 하고 소정횟수 재기동 실패시 기동차단을 하는 기동제어회로와, 그 기동제어회로의 제어에 따라 동작하여 모터를 구동시키는 전력구동회로와, 모터의 회전속도를 검출하여 모터의 구동속도 및 위상 제어를 하는 구동논리회로로 본 발명 무정류자 직류모터의 기동제어 장치를 구성하여 달성되는 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 상세히 설명하면 다음과 같다.Another object of the present invention is to provide a complete function by using a simple and economical logic component in providing the function. A start control circuit that attempts to restart and shuts off when a predetermined number of restarts fail, a power drive circuit that operates under the control of the start control circuit to drive the motor, and detects the rotational speed of the motor to drive the motor speed and phase It is achieved by configuring the start control device of the present invention rectifier DC motor with a drive logic circuit for controlling, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 의한 무정류자 직류모터의 기동제어 장치 구성도이고, 제2도는 제1도에 따른 기동제어회로의 상세회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 속도 검출기(41)를 통해 모터(40)의 회전속도를 검출하여 그 모터(40)의 구동속도 및 위상을 제어하는 구동논리회로(10)와, 그동 논리회로(10)의 속도 및 위상 제어신호와 기동제어신호에 의해 상기 모터(40)를 구동시키는 전력구동회로(20)와, 구동전압 검출기(30)를 통해 상기 모터(10)의 구동 전압을 체크하여 정상기동 인지 과부하 상태인지를 판별하는 과부하 검출부(50)와, 모터구동 스위치(SW1)의 제어신호 및 상기 과부하 검출부(50)의 과부하 검출출력에 따라 모터기동 및 재기동 시도를 위한 기동제어신호를 상기 전력 구동회로(20)에 출력하는 기동제어회로(60)와, 모터구동스위치(SW1)의 온에 의해 각부에 전원을 공급하는 전원부(70)로 구성되어 있다.FIG. 1 is a configuration diagram of a start control device for a non-commutator DC motor according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a start control circuit according to FIG. 1, and as shown in FIG. Drive logic circuit 10 for detecting the rotational speed of the motor 40 and controlling the driving speed and phase of the motor 40, and the motor 40 by the speed and phase control signals and the start control signal of the driving logic circuit 10. And an overload detection unit 50 for checking a driving voltage of the motor 10 through a driving voltage detector 30 to determine whether the vehicle is in a normal startup or an overload state, and a motor driving switch. A start control circuit 60 for outputting a start control signal for starting and restarting the motor to the power driving circuit 20 according to the control signal of SW1 and the overload detection output of the overload detection unit 50, and the motor driving Each part is turned on by the switch SW1 It consists of the power supply part 70 which supplies power.
여기서, 기동제어회로(60)는, 제2도에 도시된 바와 같이 모터구동 스위치(SW1)의 구동신호(Vcc)를 소정시간 지연시켜 과부하 검출부(50)의 과부하 검출신호(OS)와의 논리합에 의해 리세트신호를 발생하는 리세트신호 발생부(61)와, 그 리세트신호 발생부(61)의 출력신호를 리세트신호로 인가받아 모터기동신호를 출력함과 아울러 기동실패로 인한 리세트해제시 소정 시정수를 주기로 재기동신호를 반복하여 발생하는 기동 제어부(62)와, 그 기동제어부(62)의 출력신호를 모터기동신호(SS)를 출력함과 아울러 재기동 시도 횟수가 소정횟수 이상이 되면 자동으로 모터기동신호(SS)를 차단시키는 제기동 제어부(63)로 구성되어 있다.Here, the start control circuit 60 delays the drive signal Vcc of the motor drive switch SW1 by a predetermined time, as shown in FIG. 2, to a logical sum with the overload detection signal OS of the overload detection unit 50. The reset signal generator 61 which generates the reset signal and the output signal of the reset signal generator 61 are applied as the reset signal to output the motor start signal and reset due to the start failure. At the time of release, the start control unit 62 repeatedly generates a restart signal at a predetermined time constant, outputs the motor start signal SS to the output signal of the start control unit 62, and the number of restart attempts is more than a predetermined number of times. It is composed of the raised motion control unit 63 to automatically cut off the motor start signal (SS).
여기서 상리 리세트신호 발생부(61)는, 모터구동 스위치(SW1)의 출력신호를 저항(R1), (R2) 및 콘덴서(C1)에 의해 적분시킨 뒤 슈미트 트리거 인버터 게이츠(IN1) 및 인버터 게이트(IN2)를 순차로 통해 앤드게이트(AND1)에 입력시켜서 과부하 검출부(50)의 출력신호(OS)와 조합하여 리세트신호를 출력하도록 구성되어 있다.Here, the early reset signal generator 61 integrates the output signal of the motor drive switch SW1 by the resistors R1, R2, and the capacitor C1, and then the Schmitt trigger inverter gates IN1 and the inverter gate. (IN2) is sequentially input to the AND gate AND1, and is configured to output the reset signal in combination with the output signal OS of the overload detection section 50.
또, 기동제어부(62)는, 상기 리세트신호 발생부(61)의 출력신호를 리세트신호로 인기받고 저항(R3), (R4) 및 콘덴서(C2)에 의한 시정수를 갖는 모노멀티바이브레이터(MM1)의 출력신호를 기동신호 출력하도록 구성되어 있다.In addition, the start controller 62 is a monomultivibrator having the output signal of the reset signal generator 61 as a reset signal and having time constants by the resistors R3, R4, and the capacitor C2. A start signal is outputted to the output signal of MM1.
또, 재기동 재어부(63)는, 상기 리세트신호 발생부(61)의 출력신호 및 외부 리세트신호(RESET)를 낸드게이트(NAND1)를 통해 분주기(63-1)의 클리어신호(CL)로 인가하고, 그 분주기(63-1)의 출력신호를 상기 기동제어부(62)의 출력신호와 오아게이트(OR1)를 통해 조합하여 그 오아게이트(OR1)의 출력신호를 상기 분주기(63-1)의 클럭신호(CK)로 피드백시킴과 아울러 전력구동 회로(20)에 모터기동신호(SS)로 출력하도록 구성되어 있다.In addition, the restart control unit 63 sends the output signal of the reset signal generator 61 and the external reset signal RESET to the clear signal CL of the frequency divider 63-1 through the NAND gate NAND1. ), The output signal of the divider 63-1 is combined with the output signal of the start control unit 62 through the OR gate OR1, and the output signal of the OR gate OR1 is combined with the divider ( It is configured to feed back to the clock signal CK of 63-1) and to output the motor start signal SS to the power drive circuit 20.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 제3a도 내지 제3f도에 도시된 제2도에 따른 재기동시의 각신호 파형도를 참조해 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the present invention configured as described above will be described with reference to the angular signal waveform diagram upon restarting according to FIG. 2 shown in FIGS. 3A to 3F.
모터구동 스위치(SW1)를 온시키면, 구동논리회로(10), 전력구동회로(20) 및 기동제어회로(60)에 전원부(70)의 전원(Vcc)이 공급되어 모터(40)의 기동을 시도하게 된다.When the motor drive switch SW1 is turned on, the power supply Vcc of the power supply unit 70 is supplied to the drive logic circuit 10, the power drive circuit 20, and the start control circuit 60 to start the motor 40. Will try.
먼저, 기동제어회로(60)의 리세트신호발생부(51)는, 모터구동 스위치(SW1)를 통해 입력받는 전원(Vcc)이 저항(R1)을 통해 콘덴서(C1)에 충전되기 시작한다. 이때 콘덴서(C1)의 충전전압이 슈미트 트리거 인버터 게이트(IN1)의 스냅(Snap) 전압(통상 1.7V) 이하에서는 그 슈미트 트리거 인버터 게이트(IN1) 출력이 하이("H")가 되고, 다시 인버터 게이트(IN2)를 통해 반전되어 로우(L'')신호로 앤드게이트(AND1)에 입력된다. 따라서 모터구동 스위치(SW1)가 온된후, 콘덴서(C1)의 충전전압이 1.7V 정도 이르기까지 저항(R1)과 콘덴서(C1)의 시정수 시간만큼 인버터 게이트(IN2)의 출력은 로우("L")상태를 유지하게 되므로, 리세트신호는 그 시정수 시간동안에는 로우상태가 유지되어 기동을 시도할 수 있게 하며, 그 시정수 시간 이후 인버터 게이트(IN2)의 출력이 "H"상태로 되어 과전압 검출부(50)의 과전압 검출 유/무에 따라서 리세트 제어를 하게 된다.First, the reset signal generation unit 51 of the start control circuit 60 starts to charge the capacitor C1 through the resistor R1 with the power supply Vcc received through the motor drive switch SW1. At this time, when the charging voltage of the capacitor C1 is lower than the snap voltage (normally 1.7V) of the Schmitt-trigger inverter gate IN1, the output of the Schmitt-trigger inverter gate IN1 becomes high ("H"), and the inverter again. Inverted through the gate IN2 and input to the AND gate AND1 as a low L ″ signal. Therefore, after the motor drive switch SW1 is turned on, the output of the inverter gate IN2 is low ("L" for a time constant time of the resistor R1 and the capacitor C1 until the charging voltage of the capacitor C1 reaches about 1.7V. Since the reset signal is kept low during the time constant time, the reset signal can be started, and after the time constant time, the output of the inverter gate IN2 becomes the "H" state and the overvoltage The reset control is performed depending on whether or not the overvoltage is detected by the detector 50.
한편, 기동 제어부(62)는, 모노 멀티바이브레이트(MM1)의 리세트단자에 상기 앤드게이트(AND1)의 로우신호가 인가되므로, 리세트상태가 되어 즉시 리세트상태의 로우신호를 출력하여 모터의 기동을 시도한다.On the other hand, since the low signal of the AND gate AND1 is applied to the reset terminal of the mono multivibration MM1, the start-up control unit 62 becomes the reset state and immediately outputs the low signal of the reset state to the motor. Attempt to start.
그 모노 멀티바이브레이터(MM1)가 로우 신호를 출력할때, 재기동제어부(63)는 상기 앤드게이트(AND1)의 출력이 로우이므로, 낸드게이트(NAND1)가 타측이 입력에 무관하게 하이신호를 출력하여 분주기(63-1)을 클리어시켜 그 분주기(63-1)의 출력이 로우신호가 된다. 그 분주기(63-1)의 출력이 로우신호이므로, 상기 모노 멀티바이브레이트(MM1)의 로우신호와 오아게이트(OR1)에서 조합되어 기동신호(SS)를 로우신호로 액티브시킨다.When the mono multivibrator MM1 outputs a low signal, the restart control unit 63 outputs a high signal regardless of the input of the NAND gate NAND1 because the output of the AND gate AND1 is low. The frequency divider 63-1 is cleared, and the output of the frequency divider 63-1 becomes a low signal. Since the output of the divider 63-1 is a low signal, the low signal of the mono multivibration MM1 and the OR gate OR1 are combined to activate the start signal SS as a low signal.
따라서, 로우 액티브상태의 기동신호(SS)에 의해 상기 전력 구동회로(20)는 인에이블 되어 모터(40)에 구동 전력을 공급하여 그 모터(40)를 기동 시킨다. 여기서, 전력 구동회로(20)는 로우신호에 의해 인에이블 되는 것으로 본다.Accordingly, the power driving circuit 20 is enabled by the low active start signal SS to supply driving power to the motor 40 to start the motor 40. Here, the power driving circuit 20 is considered to be enabled by the low signal.
이후, 모터(40)가 정상적인 구동상태이면, 구동전압 검출기(30)를 통해 모터(40)의 구동전압을 체크하여 과부하를 검출하는 과부하 검출기(50)가 로우신호를 출력시켜 기동회로부(60)의 리세트신호 발생부(61)가 계속해서 로우신호를 출력시키도록 한다. 그러므로 기동 회로부(60)는 계속해서 액티브상태의 기동신호(SS)를 출력하여 모터구동스위치(SW1)가 오프 될때까지 모터를 구동시키도록 한다.Subsequently, when the motor 40 is in a normal driving state, the overload detector 50 which detects the overload by checking the drive voltage of the motor 40 through the drive voltage detector 30 outputs a low signal to output the starting circuit unit 60. The reset signal generator 61 continues to output the low signal. Therefore, the starter circuit unit 60 continuously outputs an active start signal SS to drive the motor until the motor drive switch SW1 is turned off.
만약, 모터(40)가 정상구동이 아니거나, 기동실패시에는 과부하 검출부(50)가 하이신호로 과부하 검출신호(OS)를 출력하는데, 과부하 검출신호가 하이신호로 출력되면, 기동 제어부(61)의 시정수시간 경과후에 인버터 게이트(IN2)의 출력신호가 하이신호가 되므로, 상기 하이상태의 과부하 검출신호(OS)와 앤드조합되어 하이상태의 리세트 신호를 출력 하게된다.If the motor 40 does not operate normally or when the start fails, the overload detection unit 50 outputs the overload detection signal OS with a high signal, but the overload detection signal is output with a high signal. Since the output signal of the inverter gate IN2 becomes a high signal after the time constant time elapses), it is combined with the overload detection signal OS in the high state to output the reset signal in the high state.
이에따라 모노 멀티바이브레이터(MM1)는, 리세트 해제되어 모터구동스위치(SW1)에 의해 공급받는 전원(Vcc)을 저항(R3), (R4) 및 콘덴서(C2)에 의해 적분시키는 시정수를 주기로하여 하이("H")신호와 로우("L")신호를 반복적으로 출력시키게 된다. 즉, 소정시정수를 주기로 반복적으로 모터기동신호를 출력시켜 재기동을 시도한다.Accordingly, the mono multivibrator MM1 has a time constant that resets and integrates the power Vcc supplied by the motor drive switch SW1 by the resistors R3, R4, and the capacitor C2. The high ("H") and low ("L") signals are repeatedly output. In other words, the motor start signal is repeatedly outputted at a predetermined time constant to restart.
그 모노 멀티바이브레이터(MM1)가 소정주기로 하이와 로우의 출력을 하게되면, 제기동제어부(63)는 오아게이트(OR1)의 출력이 하이신호가 될때 분주기(63-1)가 클럭신호를 하나씩 입력받아 소정의 분주값으로 분주시켜 출력하므로, 재기동 시도 횟수가 그 분주기(63-1)의 분주값에 따른 횟수가 되면, 그 분주기(63-1)의 출력이 하이신호가 되어 오아게이트(OR1)의 출력을 하이신호로 고정시키게 되므로 재기동 시도를 중단시키게 된다.When the mono multivibrator MM1 outputs high and low at predetermined periods, the dead motion controller 63 inputs the clock signal one by one when the output of the OR gate OR1 becomes a high signal. Since the number of restart attempts is the number of times according to the division value of the frequency divider 63-1, the output of the frequency divider 63-1 becomes a high signal, and the output is divided into an oragate ( Since the output of OR1) is fixed to the high signal, the restart attempt is stopped.
가동신호가 차단되어 제기동 시도가 중단되면, 시스템의 에러원인이 제거되어 외부 리세트신호가 로우신호로 입력되기전까지는 모터기동시도를 할 수 없게되어 무리한 재기동 시도로부터 모터를 보호할 수가 있게 된다.When the start signal is interrupted because the start signal is blocked, the error cause of the system is eliminated, and the motor start attempt cannot be performed until the external reset signal is inputted as a low signal, thereby protecting the motor from excessive restart attempts.
재기동 시도횟수는, 분주기(63-1)의 분주값 세팅에 의해 결정되는데, 예를 들어, 10분주기로 하였을 경우, 제3c도와 같이 모노멀티 바이브레이트(MM1)의 출력이 인액티브신호(RT1-RT5)와 액티브신호(Dt1-Dt5)를 교대로 출력하므로 분주기(63-1)는 5회의 인액티브신호가 클럭신호(CK)로 입력된뒤 하이신호를 출력시켜 제3e도와 같이 재기동시도를 차단 시키게된다. 이와 같이 5회의 재기동이 시도되고 5회의 정지시간이 있게된후 5회째에도 과부하 상태로 기동운전이 불가능할 경우 인위적인 처리를 하지 않는 한 영구히 정지되도록 출력이 "H" 상태를 유지한다.The number of restart attempts is determined by the division value setting of the frequency divider 63-1. For example, when the frequency divider is set to 10, the output of the mono-multiplex vibrator MM1 is inactive as shown in FIG. 3C. Since the RT5 and the active signals Dt1-Dt5 are alternately outputted, the divider 63-1 attempts to restart the drive as shown in FIG. 3E by outputting a high signal after five inactive signals are inputted to the clock signal CK. Will be blocked. In this way, if five restarts are attempted and five stop times have elapsed, if the start operation is not possible due to the overload condition, the output remains “H” so as to be permanently stopped unless artificial processing is performed.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전원투입 초기시에 스스로 기동신호를 출력하여 기동이 가능케 하고, 기동 및 운전 불능시에는 즉시 모터 구동전원을 차단할 뿐만아니라 수회에 걸쳐서 일정간격으로 자동 재기동을 시도하고 수차례에 걸쳐서도 기동· 운전이 불가능할 경우 영구차단 기능을 갖게 되므로, 자동재기동에 따른 편리함과 모터보호에 효과적이고, 또, 이를 지극히 간단한 논리회로 수단을 통해 제공할 수 있어서, 원가 절감 및 집적도를 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention outputs a start signal by itself at the beginning of power-on, and enables starting, and immediately starts and restarts the motor driving power at several intervals, and automatically restarts the motor at a predetermined interval. If it is impossible to start or run even after a turn, it has a permanent blocking function, which is effective for automatic restart and effective motor protection, and can be provided through extremely simple logic circuit means to reduce costs and increase integration. It can be effective.
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G160 | Decision to publish patent application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20080422 Year of fee payment: 15 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |