Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101280241B1 - 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법 - Google Patents

회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101280241B1
KR101280241B1 KR1020120025625A KR20120025625A KR101280241B1 KR 101280241 B1 KR101280241 B1 KR 101280241B1 KR 1020120025625 A KR1020120025625 A KR 1020120025625A KR 20120025625 A KR20120025625 A KR 20120025625A KR 101280241 B1 KR101280241 B1 KR 101280241B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pulse signal
hall sensor
speed
rotor
multiplication
Prior art date
Application number
KR1020120025625A
Other languages
English (en)
Inventor
이상훈
Original Assignee
(재)대구기계부품연구원
주식회사 세양
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (재)대구기계부품연구원, 주식회사 세양 filed Critical (재)대구기계부품연구원
Priority to KR1020120025625A priority Critical patent/KR101280241B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101280241B1 publication Critical patent/KR101280241B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G15/00—Mechanical devices for initiating a movement automatically due to a specific cause
    • G05G15/06—Mechanical devices for initiating a movement automatically due to a specific cause due to the speed of rotation or of bodily movement of a member, e.g. passing an upper or lower limit thereof
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/60—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling combinations of dc and ac dynamo-electric motors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

본 발명은, 회전기의 회전축에 N극과 S극이 교대로 배열된 링 마그네트와, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 링 마그네트 자장의 변화에 따른 펄스신호를 발생시키는 홀센서와, 1개의 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호를 이용하여 직교하는 2체배 펄스신호를 출력하는 2체배 펄스신호 발생부와, 상기 2체배 펄스신호로부터 논리적으로 XOR하여 생성된 4체배 펄스신호를 출력하는 4체배 펄스신호 발생부와, 상기 4체배 펄스신호를 이용하여 회전기의 회전속도를 산출하는 속도 측정부 및 상기 2체배 펄스신호를 이용하여 정방향 또는 역방향 회전 여부를 판단하는 회전방향 판별부를 포함하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 고속 회전기에서 고장 또는 사용상의 이유로 신호검출이 가능한 홀센서가 1개가 되는 경우에도 속도 검출뿐만 아니라 회전방향의 검출이 가능하고, 1개의 홀센서를 이용하여 회전방향 검출과 속도 검출이 가능함으로써 일정 속도 이상의 고속 회전기에서 안정적인 모터 제어가 가능할 수 있다.

Description

회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법{Apparatus and method for detecting velocity and rotational direction of rotator}
본 발명은 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속 회전기에서 고장 또는 사용상의 이유로 신호검출이 가능한 홀센서가 1개가 되는 경우에도 속도 검출뿐만 아니라 회전방향의 검출이 가능하고, 1개의 홀센서를 이용하여 회전방향 검출과 속도 검출이 가능함으로써 일정 속도 이상의 고속 회전기에서 안정적인 모터 제어가 가능한 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 수만 RPM에 이르는 고속 회전기의 경우 속도 검출을 위한 엔코더(encoder)는 자체에 내장된 볼 베어링의 강성 및 외부 진동과 같은 기구적인 영향 등을 고려할 때 광학식 엔코더에 비해 자기식 엔코더가 보다 강점을 가지게 된다.
자기식 엔코더는 축에 취부된 회전판의 구조에 따라 기어휠(toothed gear wheel) 방식 또는 자기휠(magnetic wheel) 방식으로 구분할 수 있으며, 회전기의 속도 및 회전에 따른 자속 밀도의 변화를 일정 간격을 두고 위치한 자기검출소자가 비접촉 상태에서 구형파의 형태로 출력 가능하므로 고속 회전기의 속도 검출에 적합하다.
그러나 기존 2개 내지 3개의 홀센서를 적용하는 고속 회전기에서 고장 또는 사용상의 이유로 신호검출이 가능한 홀센서가 1개가 되는 경우 직접적인 속도 검출은 가능하지만, 회전방향의 검출은 불가능하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고속 회전기에서 고장 또는 사용상의 이유로 신호검출이 가능한 홀센서가 1개가 되는 경우에도 속도 검출뿐만 아니라 회전방향의 검출이 가능하고, 1개의 홀센서를 이용하여 회전방향 검출과 속도 검출이 가능함으로써 일정 속도 이상의 고속 회전기에서 안정적인 모터 제어가 가능한 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 1개의 홀센서를 이용하여 회전방향 검출과 속도 검출이 가능한 로직을 제안함으로써 일정 속도 이상의 고속 회전기에서 안정적인 모터 제어가 가능한 회전기의 속도 및 회전방향 측정방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 회전기의 회전축에 N극과 S극이 교대로 배열되어 결합된 링 마그네트와, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 링 마그네트 자장의 변화에 따른 펄스신호를 발생시키는 홀센서와, 1개의 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호를 이용하여 직교하는 2체배 펄스신호를 출력하는 2체배 펄스신호 발생부와, 상기 2체배 펄스신호로부터 논리적으로 XOR하여 생성된 4체배 펄스신호를 출력하는 4체배 펄스신호 발생부와, 상기 4체배 펄스신호를 이용하여 회전기의 회전속도를 산출하는 속도 측정부 및 상기 2체배 펄스신호를 이용하여 정방향 또는 역방향 회전 여부를 판단하는 회전방향 판별부를 포함하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치를 제공한다.
상기 2체배 펄스신호는, 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 상승모서리가 발생할 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제1 펄스신호와, 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 하강모서리가 될 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제2 펄스신호를 포함한다.
회전방향의 판별은, 상기 2체배 펄스신호의 제1 펄스신호의 상태천이 시점에서 상기 2체배 펄스신호의 제2 펄스신호의 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 판단하여 정방향 또는 역방향에 따른 상태신호의 차이를 이용한다.
상기 홀센서가 복수 개 구비되고, 상기 2체배 펄스신호 발생부는 복수 개의 홀센서에서 입력되는 펄스신호에 대하여 선택적으로 상기 2체배 펄스신호를 발생시킬 수 있다.
상기 링 마그네트는 N극과 S극이 교대로 4개 배치된 8폴로 구비될 수 있으며, 상기 홀센서는 22.5°의 각도로 이격 배치된 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, N극과 S극이 교대로 배열된 링 마그네트가 구비된 회전기의 회전축이 회전하고 상기 회전축의 회전에 따라 상기 링 마그네트 자장의 변화에 따른 펄스신호를 홀센서를 통해 발생시키는 단계와, 1개의 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호를 이용하여 직교하는 2체배 펄스신호를 출력하는 단계와, 상기 2체배 펄스신호로부터 논리적으로 XOR하여 4체배 펄스신호를 발생시키는 단계와, 상기 4체배 펄스신호를 이용하여 회전기의 회전속도를 산출하는 단계 및 상기 2체배 펄스신호를 이용하여 정방향 또는 역방향 회전 여부를 판단하여 회전방향을 판별하는 단계를 포함하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정방법을 제공한다.
상기 2체배 펄스신호는, 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 상승모서리가 발생할 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제1 펄스신호와, 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호가 매 사이클의 하강모서리가 될 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제2 펄스신호를 포함한다.
회전방향의 판별은, 상기 2체배 펄스신호의 제1 펄스신호의 상태천이 시점에서 상기 2체배 펄스신호의 제2 펄스신호의 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 판단하여 정방향 또는 역방향에 따른 상태신호의 차이를 이용한다.
복수 개의 홀센서에서 입력되는 펄스신호에 대하여 2체배 펄스신호 발생부에 의해 선택적으로 상기 2체배 펄스신호를 발생시킬 수 있다.
상기 링 마그네트는 N극과 S극이 교대로 4개 배치된 8폴로 구비될 수 있으며, 상기 홀센서는 22.5°의 각도로 이격 배치된 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 고속 회전기에서 고장 또는 사용상의 이유로 신호검출이 가능한 홀센서가 1개가 되는 경우에도 직접적인 속도 검출뿐만 아니라 회전방향의 검출도 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 1개의 홀센서를 이용하여 회전방향 검출과 속도 검출이 가능함으로써 일정 속도 이상의 고속 회전기에서 안정적인 모터 제어가 가능하다.
도 1은 일 예에 따른 회전기의 링 마그네트(ring magnet) 및 홀센서(hall sensor)를 보여주는 도면이다.
도 2는 2개의 홀센서를 이용한 펄스열 검출을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 홀센서에서 발생된 펄스신호(H_1)의 상태천이 조건을 이용하여 생성된 2체배 펄스신호를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
회전기의 속도 및 회전방향 측정장치는, 회전기의 회전축에 N극과 S극이 교대로 배열되어 결합된 링 마그네트(ring magnet)와, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 링 마그네트 자장의 변화에 따른 펄스신호를 발생시키는 홀센서(hall sensor)를 포함한다. 링 마그네트는 회전기의 극수와 일치하는 극수로 회전기의 회전축에 고정결합되어 있다.
도 1은 일 예에 따른 회전기의 링 마그네트 및 홀센서를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 링 마그네트(110)는 N극과 S극이 교대로 4개 배치된 8폴(pole)로 구비될 수 있으며, 상기 홀센서는 22.5°의 각도로 이격 배치된 제1 홀센서(H1)와 제2 홀센서(H2)를 포함할 수 있다. 여기서는 8폴(8 pole) 링 마그네트와 2개의 홀센서를 사용한 경우를 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
고속 회전기의 회전축에 N극과 S극이 교대로 배열된 영구자석을 포함하는 링 마그네트(ring magnet)(110)가 장착되고, 회전축 부근에 홀센서(hall sensor) 2개(H1, H2)가 설치되어 있을 수 있으며, 회전축의 회전에 따라 홀센서(H1, H2)에서 자장의 변화에 따른 펄스신호를 발생시킨다. 제1 홀센서(H1)와 제2 홀센서(H2)는 22.5°의 각도로 이격되게 배치되어 있을 수 있다.
회전기가 회전시 회전축이 회전하기 때문에 회전축에 결합된 링 마그네트(110)가 회전하면서 링 마그네트(110)의 자장이 N극과 S극이 교번하여 홀센서(H1, H2)들에 인가된다. 홀센서(H1, H2)는 링 마그네트(110)의 회전에 의해 발생하는 자장의 변화를 감지하여 신호화한다.
홀센서(H1, H2)들의 출력 펄스신호인 구형파들을 각각 검지하고, 이렇게 검지된 신호는 제어부에 전달됨으로써, 원하는 모터 제어의 센서 입력 신호로 사용할 수 있다. 제어부는 홀센서(H1, H2)로부터의 펄스신호에 의해 회전기의 회전속도를 판별하며, 상기 회전기의 속도를 제어할 수 있다. 홀센서(H1, H2)로부터 발생한 펄스신호의 단위시간당 갯수를 카운트한 값으로서 회전기의 속도를 검출할 수 있다. 홀센서(H1, H2)들의 출력 펄스신호(H_1, H_2)로부터 회전기의 회전방향을 검출할 수도 있다.
2개의 홀센서(H1, H2)를 이용한 경우 회전기의 회전축 회전에 따른 속도 검출 및 회전방향 검출은 도 2에서 직교하는 두 신호 H_1과 H_2를 이용하여 회전방향 검출과 속도 검출이 가능하다. 도 2는 2개의 홀센서(hall sensor)를 이용한 펄스열 검출을 보여주는 도면이다.
즉, H_1 신호의 상태 천이시점에서 H_2 신호가 하이(High) 또는 로우(Low) 레벨의 신호를 알 수 있기 때문에 회전기 구동 시 회전방향을 알 수 있고, 두 신호를 논리적으로 배타적 논리합(exclusibe or; 이하 'XOR'이라 함) 하면 4체배된 펄스신호를 회전속도로 계산할 수 있다.
그러나, 1개의 홀센서를 사용하는 경우에는 직교하는 두 신호를 얻을 수 없기 때문에 직접적인 회전방향 판단을 할 수 없게 된다.
이를 고려하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치는, 1개의 홀센서에서 발생된 펄스신호(H_1)를 이용하여 직교하는 2체배 펄스신호(H_11, H_12)를 출력하는 2체배 펄스신호 발생부(120)와, 상기 2체배 펄스신호(H_11, H_12)로부터 논리적으로 XOR하여 생성된 4체배 펄스신호를 출력하는 4체배 펄스신호 발생부(130)와, 상기 4체배 펄스신호를 이용하여 회전기의 회전속도를 산출하는 속도 측정부(140) 및 상기 2체배 펄스신호(H_11, H_12)를 이용하여 정방향 또는 역방향 회전 여부를 판단하는 회전방향 판별부(150)를 포함한다. 상기 2체배 펄스신호는, 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호(H_1)의 상태천이 조건에서 매 사이클의 상승모서리가 발생할 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제1 펄스신호(H_11)와, 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 하강모서리가 될 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제2 펄스신호(H_12)를 포함한다. 회전방향의 판별은, 상기 2체배 펄스신호의 제1 펄스신호(H_11)의 상태천이 시점에서 상기 2체배 펄스신호의 제2 펄스신호(H_12)의 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 판단하여 정방향 또는 역방향에 따른 상태신호의 차이를 이용한다. 상기 홀센서가 복수 개 구비될 수 있고, 이 경우 2체배 펄스신호 발생부(120)는 복수 개의 홀센서에서 입력되는 펄스신호에 대하여 선택적으로 2체배 펄스신호를 발생시킬 수 있게 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전기의 속도 및 회전방향 측정방법은, N극과 S극이 교대로 배열된 링 마그네트가 구비된 회전기의 회전축이 회전하고 상기 회전축의 회전에 따라 상기 링 마그네트 자장의 변화에 따른 펄스신호(H_1)를 홀센서를 통해 발생시키는 단계와, 1개의 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호(H_1)를 이용하여 직교하는 2체배 펄스신호(H_11, H_12)를 출력하는 단계와, 상기 2체배 펄스신호(H_11, H_12)로부터 논리적으로 XOR하여 4체배 펄스신호를 발생시키는 단계와, 상기 4체배 펄스신호를 이용하여 회전기의 회전속도를 산출하는 단계 및 상기 2체배 펄스신호(H_11, H_12)를 이용하여 정방향 또는 역방향 회전 여부를 판단하여 회전방향을 판별하는 단계를 포함한다.
2개 내지 3개의 홀센서를 적용하는 고속 회전기에서 고장 또는 사용상의 이유로 신호검출이 가능한 홀센서가 1개가 되는 경우 직접적인 속도 검출은 가능하지만, 회전방향의 검출은 불가능하게 된다. 종래에 따른 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법을 이용하여서는 1개의 홀센서를 사용하는 경우에 직교하는 두 신호를 얻을 수 없기 때문에 직접적인 회전방향 판단을 할 수 없기 때문이다.
본 발명에서는 1개의 홀센서를 사용하는 경우에도 속도 검출은 물론이고 회전방향 검출도 가능하게 한다.
직교하는 신호를 얻기 위해서 도 4에 도시된 바와 같이 H_1의 상태천이 조건을 이용하여 제1 펄스신호(H_11)과 제2 펄스신호(H_12)와 같이 2체배된 신호를 생성한다. 즉, H_1의 상태천이 조건에서 매 사이클 상승모서리가 발생할 때마다 상보적으로 액티브 하이(Active High) 또는 액티브 로우(Active Low) 상태를 갖는 H_11을 생성하고, H_1의 상태천이 조건에서 매 사이클 하강모서리가 될 때마다 상보적으로 액티브 하이(Active High) 또는 액티브 로우(Active Low) 상태를 갖는 H_12를 생성할 수 있다. 도 4에서는 제1 홀센서(H1)에서 발생된 H_1 신호를 이용하여 2체배 펄스신호 발생부(120)에서 2체배 펄스신호(H_11, H_12)를 발생시키는 것으로 설명하였으나, 제2 홀센서(H2)에서 발생된 펄스신호를 이용하여 2체배 펄스신호 발생부(120)에서 2체배 펄스신호를 발생시킬 수도 있음은 물론이다. 2체배 펄스신호 발생부(120)는 홀센서가 복수 개인 경우에 복수 개의 홀센서에서 입력되는 펄스신호에 대하여 선택적으로 2체배 펄스신호를 발생시킬 수 있게 구비될 수 있다.
이를 통해 직교하는 두 신호 H_11 과 H_12로부터 모터의 정방향(CW), 역방향(CCW) 따른 상태신호의 차이를 활용하여 안정적으로 회전방향을 검출할 수 있다. 예컨대, H_11의 상승모서리가 발생할 때 H_12가 액티브 하이(Active High) 상태이면 정방향이고 액티브 로우(Active Low) 상태이면 역방향이며, H_11의 하강모서리가 발생할 때 H_12가 액티브 하이(Active High) 상태이면 역방향이고 액티브 로우(Active Low) 상태이면 정방향이다. H_12의 상승모서리가 발생할 때 H_11이 액티브 하이(Active High) 상태이면 정방향이고 액티브 로우(Active Low) 상태이면 역방향이며, H_12의 하강모서리가 발생할 때 H_11이 액티브 하이(Active High) 상태이면 역방향이고 액티브 로우(Active Low) 상태이면 정방향이다.
또한, 2개의 홀센서를 이용한 시스템과 같이 생성된 두 신호로부터 논리적으로 XOR 하면 4체배된 펄스신호(도 1의 H_1 신호와 동일함)를 회전속도로 계산할 수 있다. 4체배 펄스신호의 단위시간당 갯수를 카운트한 값으로서 회전기의 속도를 산출할 수 있다.
1개의 홀센서 신호를 사용함으로써 속도계산에 요구되는 분해능은 2개의 홀센서를 사용한 경우에 비하여 논리적으로 4체배가 한 경우는 절반으로 줄어드는 단점은 있으나, 1체배를 하는 경우는 2개의 홀센서를 적용한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
속도 측정부(140) 및 회전방향 판별부(150)에서 각각 검지된 신호는 제어부(160)에 전달됨으로써, 원하는 모터 제어의 센서 입력 신호로 사용할 수 있다.
부가적으로는 본 방법을 이용할 경우 2개의 홀센서를 사용한 시스템에서 1개의 홀센서가 이상 또는 오류로 인식될 경우 1개의 홀센서를 사용하면서도 고속 회전기의 안정적인 정지운전, 한계운전 등 폴트(Fault) 및 페일 세이프티(Fail Safety)를 판단하는데 중요한 근거신호로 사용될 수 있다.
한편, 도 3에서 속도 측정부(140)는 제어부(160)와 별도로 구성되게 도시하였으나, 속도 측정부(140)가 제어부(160)에 결합되게 구성되어 속도 측정부(140)의 역할을 제어부(160)에서 담당할 수도 있으며, 이 경우에 제어부(160)에서 속도를 산출할 수 있게 구성된다. 또한, 도 3에서 회전방향 판별부(150)는 제어부(160)와 별도로 구성되게 도시하였으나, 회전방향 판별부(150)가 제어부(160)에 결합되게 구성되어 회전방향 판별부(150)의 역할을 제어부(160)에서 담당할 수도 있으며, 이 경우에 제어부(160)에서 회전방향을 판별할 수 있게 구성된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
110: 링 마그네트
120: 2체배 펄스신호 발생부
130: 4체배 펄스신호 발생부
140: 속도 측정부
150: 회전방향 판별부
160: 제어부
H1: 제1 홀센서
H2: 제2 홀센서
H_1: 제1 홀센서의 출력 펄스신호
H_11: 2체배된 제1 펄스신호
H_12: 2체배된 제2 펄스신호

Claims (7)

  1. 회전기의 회전축에 N극과 S극이 교대로 배열되어 결합된 링 마그네트;
    상기 회전축의 회전에 따라 상기 링 마그네트 자장의 변화에 따른 펄스신호를 발생시키는 홀센서;
    1개의 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호를 이용하여 직교하는 2체배 펄스신호를 출력하는 2체배 펄스신호 발생부;
    상기 2체배 펄스신호로부터 논리적으로 XOR하여 생성된 4체배 펄스신호를 출력하는 4체배 펄스신호 발생부;
    상기 4체배 펄스신호를 이용하여 회전기의 회전속도를 산출하는 속도 측정부; 및
    상기 2체배 펄스신호를 이용하여 정방향 또는 역방향 회전 여부를 판단하는 회전방향 판별부를 포함하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2체배 펄스신호는,
    상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 상승모서리가 발생할 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제1 펄스신호; 및
    상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 하강모서리가 될 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제2 펄스신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치.
  3. 제2항에 있어서, 회전방향의 판별은,
    상기 2체배 펄스신호의 제1 펄스신호의 상태천이 시점에서 상기 2체배 펄스신호의 제2 펄스신호의 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 판단하여 정방향 또는 역방향에 따른 상태신호의 차이를 이용하는 것을 특징으로 하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 홀센서가 복수 개 구비되고, 상기 2체배 펄스신호 발생부는 복수 개의 홀센서에서 입력되는 펄스신호에 대하여 선택적으로 상기 2체배 펄스신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 링 마그네트는 N극과 S극이 교대로 4개 배치된 8폴로 구비되며,
    상기 홀센서는 22.5°의 각도로 이격 배치된 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치.
  6. N극과 S극이 교대로 배열된 링 마그네트가 구비된 회전기의 회전축이 회전하고 상기 회전축의 회전에 따라 상기 링 마그네트 자장의 변화에 따른 펄스신호를 홀센서를 통해 발생시키는 단계;
    1개의 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호를 이용하여 직교하는 2체배 펄스신호를 출력하는 단계;
    상기 2체배 펄스신호로부터 논리적으로 XOR하여 4체배 펄스신호를 발생시키는 단계;
    상기 4체배 펄스신호를 이용하여 회전기의 회전속도를 산출하는 단계; 및
    상기 2체배 펄스신호를 이용하여 정방향 또는 역방향 회전 여부를 판단하여 회전방향을 판별하는 단계를 포함하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 2체배 펄스신호는,
    상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 상승모서리가 발생할 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제1 펄스신호; 및
    상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 상태천이 조건에서 매 사이클의 하강모서리가 될 때마다 상보적으로 액티브 하이 또는 액티브 로우 상태를 갖는 제2 펄스신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전기의 속도 및 회전방향 측정방법.
KR1020120025625A 2012-03-13 2012-03-13 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법 KR101280241B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120025625A KR101280241B1 (ko) 2012-03-13 2012-03-13 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120025625A KR101280241B1 (ko) 2012-03-13 2012-03-13 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101280241B1 true KR101280241B1 (ko) 2013-07-05

Family

ID=48996184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120025625A KR101280241B1 (ko) 2012-03-13 2012-03-13 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101280241B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106869670A (zh) * 2017-03-23 2017-06-20 东莞雅音电子科技有限公司 电动车门检测装置及检测控制方法
CN107448996A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 电磁加热烹饪系统及其功率调节装置
CN109959393A (zh) * 2019-04-10 2019-07-02 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 用于电动惯导转台飞车状态的判定装置及其方法
CN111381071A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 北京奇虎科技有限公司 基于霍尔传感器的速度异常检测装置及方法
CN111965380A (zh) * 2020-07-31 2020-11-20 同济大学 一种集成多种转速测量方法的转速测量演示平台及方法
CN113325192A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 湖南湘依铁路机车电器股份有限公司 一种轴端霍尔速度传感器倍频方法
CN114047354A (zh) * 2021-10-20 2022-02-15 太原理工大学 一种旋转轴状态测量装置及测量方法
KR20230142991A (ko) * 2022-04-04 2023-10-11 주식회사 모컴 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0746873A (ja) * 1993-07-26 1995-02-14 Sanyo Electric Co Ltd Ｆｇ信号逓倍装置
JP2010236965A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Hitachi Ltd 速度検出装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0746873A (ja) * 1993-07-26 1995-02-14 Sanyo Electric Co Ltd Ｆｇ信号逓倍装置
JP2010236965A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Hitachi Ltd 速度検出装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107448996A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 电磁加热烹饪系统及其功率调节装置
CN106869670A (zh) * 2017-03-23 2017-06-20 东莞雅音电子科技有限公司 电动车门检测装置及检测控制方法
CN106869670B (zh) * 2017-03-23 2019-08-30 东莞雅音电子科技有限公司 电动车门检测装置及检测控制方法
CN111381071A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 北京奇虎科技有限公司 基于霍尔传感器的速度异常检测装置及方法
CN109959393A (zh) * 2019-04-10 2019-07-02 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 用于电动惯导转台飞车状态的判定装置及其方法
CN111965380A (zh) * 2020-07-31 2020-11-20 同济大学 一种集成多种转速测量方法的转速测量演示平台及方法
CN111965380B (zh) * 2020-07-31 2023-08-01 同济大学 一种集成多种转速测量方法的转速测量演示平台及方法
CN113325192A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 湖南湘依铁路机车电器股份有限公司 一种轴端霍尔速度传感器倍频方法
CN113325192B (zh) * 2021-05-28 2024-01-16 湖南湘依铁路机车电器股份有限公司 一种轴端霍尔速度传感器倍频方法
CN114047354A (zh) * 2021-10-20 2022-02-15 太原理工大学 一种旋转轴状态测量装置及测量方法
KR20230142991A (ko) * 2022-04-04 2023-10-11 주식회사 모컴 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치
KR102628771B1 (ko) 2022-04-04 2024-01-23 주식회사 모컴 기어의 기어톱니를 감지하는 단일 마그네틱 홀 센서를 이용한 모터 회전 방향 판별장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101280241B1 (ko) 회전기의 속도 및 회전방향 측정장치와 측정방법
JP6552637B2 (ja) 回転角度を測定する装置および回転角度を測定する方法
JP6756035B2 (ja) シャフトの絶対回転角度を検出するセンサシステム、シャフトの絶対回転角度を検出する方法、及びセンサシステムを有する車両
JP2011022126A (ja) 位相差式レゾルバ
JP2011085406A (ja) 回転検出装置
CN103439907B (zh) 多信号采集的测速及反转保护控制装置和反转判定方法
RU2540455C2 (ru) Датчик углового положения и узел, содержащий вращающуюся систему и такой датчик
CN104426439B (zh) 用于监测电机的旋转位置的方法和设备
KR20090056112A (ko) 홀소자를 이용한 회전자의 속도 및 각도 측정 장치
JP4797096B2 (ja) ステッピングモータの回転角検出装置
KR101271828B1 (ko) 차량 조향각 감지 장치를 이용한 조향각 산출 방법
CN103712746A (zh) 一种转子动平衡试验中机械滞后角的求取方法
JP2010271151A (ja) 回転体の角度位置／速度検出装置および動力試験システム
JP2013024766A (ja) モータ速度検出装置およびモータ制御装置
JP6714929B2 (ja) モータ回転速度検出装置
Incze et al. Modeling and simulation of an incremental encoder used in electrical drives
JP2008259347A (ja) モータ制御装置
CN103995144A (zh) 一种无刷直流电机高性能测速方法
JP7100677B2 (ja) 試験システム
Garmabdari et al. Study on the effectiveness of dual complementary Hall-effect sensors in water flow measurement for reducing magnetic disturbance
JP2012149924A (ja) ロータリーエンコーダによる測定角度の誤差算出方法
RU2523044C1 (ru) Система и способ определения характеристик крутильных колебаний вращающегося вала
KR20120007404U (ko) 차량 조향각 감지 장치
JPH0854205A (ja) 回転電機の回転位置検出装置
JP2017044665A (ja) 回転センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170608

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180625

Year of fee payment: 6