[논문]Hall Effect Sensor를 이용한 위치센서 검출회로개발

정성인

doi:10.7236/jiibc.2021.21.2.143

Hall Effect Sensor를 이용한 위치센서 검출회로개발
Development of Position Sensor Detection Circuit using Hall Effect Sensor 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.21 no.2, 2021년, pp.143 - 149

정성인 (광주대학교 미래자동차공학과)

초록
AI-Helper

BLDC 전동기는, 영구자석의 고성능화를 비롯한 소재 기술 향상, 고집적·고기능화를 갖는 구동 IC 기술의 진보, 고점적율화 등의 조립 기술 개선 등으로 인하여 성능이 점점 좋아지고 있다. 이러한 구형파 구동 BLDC 전동기의 장점이 있으면서 보다 사용자의 요구에 대응하기 위해 구형파 구동 BLDC 영구자석 전동기 설계 및 개발, 위치검출방식 회로와 드라이버 개발에 관심이 증가하고 있다. 그러나 스위칭 손실에 의한 효율 저하 및 진동, 소음 등으로 인하여 가격적·기능적인 장점에도 불구하고 그 응용에 있어서는 다소 제한적인 실정이다. 따라서 본 논문에서는 정현파가 발생하는 Hall Effect Sensor를 사용하여 BLDC 전동기 회전자의 자속에 비례하여 정현파 신호를 만드는 위치검출 회로를 연구하여 전동기의 효율 증대, 리플 저감, 속도 및 토크 특성이 우수한 정현파 전류 구동을 구현하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

BLDC motors are getting better performance due to the improvement of material technology including high performance of permanent magnets, advancement of driving IC technology with high integration and high functionality, and improvement of assembly technology such as high point ratio. While having the advantage of such a square wave driven BLDC motor, interest in the design and development of a square wave driven BLDC permanent magnet motor and development of a position detection circuit and driver is increasing in order to more meet the needs of users. However, in spite of the cost and functional advantages due to reduced efficiency, switching loss and vibration, noise, etc., the application is somewhat limited. Therefore, in this paper, we study a position detection circuit that generates a sinusoidal signal in proportion to the magnetic flux of a BLDC motor rotor using a Hall Effect Sensor that generates a sinusoidal wave to increase the efficiency of the motor, reduce ripple, and drive a sinusoidal current with excellent speed and torque characteristics.

주제어

표/그림 (13)

그림 그림 1. 속도제어 알고리즘 (BLDC 구형파 구동) Fig. 1. Speed control algorithm (BLDC square wave drive)
그림 그림 2. 속도제어 알고리즘 (BLDC 정현파구동) Fig. 2. Speed control algorithm (BLDC sine wave drive)
그림 그림 3. 정현파 구동 BLDC 전동기의 효과 Fig. 3. Effect of sinusoidal driven BLDC motor
그림 그림 4. Hall Effect sensor에 의한 위치 신호 발생 Fig. 4. Position signal generation by Hall Effect sensor
그림 그림 5. 신호 보상을 위한 블록도 Fig. 5. Block diagram for signal compensation
그림 그림 6. 자속검출 회로 Fig. 6. Magnetic flux detection circuit
그림 그림 7. 정현파 구동 BLDC 전동기의 구동 시스템 블록도 Fig. 7. Block diagram of driving system of sine wave driven BLDC motor
그림 그림 8. 구형파 구동 BLDC 전동기 전류제어 Fig. 8. Square wave drive BLDC motor current control
그림 그림 9. 구형파 구동 전류에 의한 토크리플 Fig. 9. Torque ripple by square wave drive current
그림 그림 10. EMF 고조파에 의한 토크리플 Fig. 10. Torque ripple due to EMF harmonics
그림 그림 11. Signal 변환 Fig. 11. Signal conversion
그림 그림 12. Offset이 포함된 정현파 홀센서 신호처리 Fig. 12. Sine wave Hall sensor signal processing with offset
그림 그림 13. Signal 변환 후 검출된 A, B상 회전자 전기각 신호 Fig. 13. A, B phase rotor electric angle signal detected after signal conversion

참고문헌 (6)

T. Kenjo and S. Nagamori, Permanent Magnet and Brushless DC Motors, Tokyo: Sogo Electronics, 1984.
D. C. Hanselman, Brushless Permanent-Magnet Motor Design, New York : McGraw-Hill, 1994.
S.J. Mun, Y.H. Kim, D.D Lee, J.H. Lee, "A Study on the Brushless DC Motor Using a Sine Wave Driving System and a Position Sensor," Conf. KIEE. pp. 790-791, 2008.
Maher Kayal, Frederic Burger, and Radivoje S. popovic, "Magnetic Angular Encoder Using an offset compensation Technique", IEEE Sensors journal, Vol.4. No.6, pp. 759-763, 2004. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2004.836864

상세보기
Franvcis A. Phan, "A Hall-Effect Magnetic Field Detectior", IEEE Bio engineering conference, pp. 255-256, 1991. DOI: https://doi.org/10.1109/NEBC.1991.154671
Continuous-Time Ratonetric Linear Hall Effect Sensors (1301 and A1302), Allegro Microsystem, Inc.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증