KR20010047363A - Ac motor control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 AC모터 제어회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 PWM방식에 의한 AC모터 제어회로에서 마이콤을 사용하지 않고 간단하게 전압레벨의 변동에 따른 AC전원의 제로크로싱 주기에 따라 비교기를 통해 진폭을 변조하여 발생된 PWM신호로 AC모터를 제어하여 전원전압의 주파수 변동이나 외부의 노이즈변동에 관계없이 AC모터를 무단제어할 수 있도록 한 AC모터 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to an AC motor control circuit, and more particularly, in an AC motor control circuit using a PWM method, an amplitude is changed through a comparator according to a zero crossing period of an AC power supply according to a voltage level change without using a microcomputer. The present invention relates to an AC motor control circuit that controls an AC motor by modulating a PWM signal generated so that the AC motor can be controlled without regard to frequency fluctuations in power supply voltage or external noise fluctuations.
AC모터의 제어는 모터의 권선비를 이용하여 릴레이 접점을 이동하는 방식으로 모터의 속도를 2∼3단 정도로 조절하게 된다. 또한, 무단제어를 하기 위해서는 AC위상제어회로를 사용하게 되기 때문에 구성이 복잡하고 원가가 높아 사용을 기피하고 있다.The control of the AC motor controls the speed of the motor in two to three stages by moving the relay contact using the winding ratio of the motor. In addition, since the AC phase control circuit is used to perform the stepless control, the configuration is complicated and the cost is high, thereby avoiding the use.
한편, 권선비에 의한 2∼3단 정도의 조절에서도 정확한 모터의 회전속도를 보상하기 위해 마이콤을 사용한 PWM(Pulse Width Modulation)방식을 사용하고 있다.Meanwhile, PWM (Pulse Width Modulation) method using a microcomputer is used to compensate for the accurate rotation speed of the motor even in the adjustment of 2 to 3 steps by the winding ratio.
도 1은 종래의 PWM방식에 의한 AC모터 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.1 is a circuit diagram illustrating an AC motor control circuit using a conventional PWM method.
여기에 도시된 바와 같이 AC전원의 제로크로싱(zero-crossing)되는 시점의 위상을 찾아내기 위한 위상신호발생부(20)와, AC모터(60)의 RPM값과 위상신호발생부(20)의 출력값을 입력받아 PWM신호를 발생하는 마이콤(5)과, 마이콤(5)의 출력신호에 따라 AC모터(60)를 구동하는 구동부(50)로 이루어진다.As shown here, the phase signal generator 20 for finding the phase at the time of zero-crossing of the AC power source, the RPM value of the AC motor 60 and the phase signal generator 20 The microcomputer 5 receives the output value and generates a PWM signal, and the driving unit 50 drives the AC motor 60 according to the output signal of the microcomputer 5.
위와 같이 이루어진 PWM방식에 의한 AC모터(60) 제어는 AC모터(60)의 RPM값을 입력받은 마이콤(5)에서 AC전원의 위상에 따라 PWM신호를 발생하게 되는데, 이 마이콤(5)에서 출력되는 PWM신호에 따라 구동부(50)에서 AC전원을 단속하여 AC모터(60)의 속도를 제어하게 된다.The control of the AC motor 60 by the PWM method made as described above generates a PWM signal according to the phase of the AC power in the microcomputer 5 receiving the RPM value of the AC motor 60, which is output from the microcomputer 5. According to the PWM signal to be driven by the AC drive unit 50 to control the speed of the AC motor (60).
그런데, 위와 같이 마이콤(5) 내부에 내장되어 있는 PWM기능을 사용하는 방법은 편리한 면은 있으나 AC전원의 주파수 변화수 변화가 있을 경우 제어가 어렵고 매번 주파수 오차에 따른 위상 초기화를 위한 보상을 해야되는 단점이 있다. 또한 전원 주파수의 변화에 맞는 제어가 공용으로 사용 불가능하기 때문에 전용프로그램을 사용해야하는 불편함이 있다.However, there is a convenient way to use the PWM function built into the microcomputer 5 as described above. However, if there is a change in the frequency variation of the AC power, it is difficult to control and the compensation for the phase initialization according to the frequency error is required. There are disadvantages. In addition, it is inconvenient to use a dedicated program because the control according to the change of power frequency cannot be used in common.
한편, 전원 주파수변화에 적응하기 위해 마이콤(5) 내에 외부의 위상 입력을 받아서 프로그램으로 PWM신호를 발생하는 방법은 8비트의 위상 분할을 할 경우 256단계까지 제어 가능하지만 프로그램 설계에 많은 어려움이 따르고 인터럽트를 이용하므로 프로그램 내에서 차지하는 비중이 너무 크고 외부의 노이즈에 많은 영향을 받는 문제점이 있다.On the other hand, in order to adapt to the power frequency change, a method of generating a PWM signal by receiving an external phase input in the microcomputer 5 can control up to 256 steps when performing 8-bit phase division, but there are many difficulties in program design. Because of the use of interrupts, the portion of the program is too large and is affected by external noise.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 PWM방식에 의한 AC모터를 제어함에 있어 마이콤을 사용하지 않고 간단히 전압레벨의 변동에 따른 AC전원의 제로크로싱 주기에 따라 비교기를 통해 진폭을 변조하여 발생된 PWM신호로 AC모터를 제어하여 전원전압의 주파수 변동이나 외부의 노이즈변동에 관계없이 AC모터를 무단제어할 수 있도록 한 AC모터 제어회로를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to control the AC motor by the PWM method without using a microcomputer according to the zero crossing period of the AC power supply simply by the voltage level change. The present invention provides an AC motor control circuit that controls an AC motor with a PWM signal generated by modulating an amplitude through a comparator so that the AC motor can be controlled without regard to frequency fluctuations in power supply voltage or external noise fluctuations.
도 1은 종래의 PWM방식에 의한 AC모터 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.1 is a circuit diagram illustrating an AC motor control circuit using a conventional PWM method.
도 2는 본 발명에 의한 실시예로써 PWM방식에 의한 AC모터 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.2 is a circuit diagram illustrating an AC motor control circuit using a PWM method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 비교부의 출력신호의 발생을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the generation of the output signal of the comparison unit according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 구동부의 출력신호의 발생을 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining the generation of the output signal of the drive unit according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 다른 실시예로써 PWM방식에 의한 AC모터 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.5 is a circuit diagram illustrating an AC motor control circuit using a PWM method according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 비교부의 출력신호의 발생을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the generation of the output signal of the comparison unit according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
5 : 마이콤 10 : D/A변환부5: Micom 10: D / A converter
20 : 위상신호발생부 30 : 톱니파발생부20: phase signal generator 30: sawtooth wave generator
40 : 비교부 42 : OP앰프40: comparison unit 42: OP amplifier
50 : 구동부 55 : 포토트라이액50: drive unit 55: phototriac
60 : AC모터 70 : 전압레벨설정부60: AC motor 70: voltage level setting section
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 AC모터의 RPM값을 전압레벨값으로 변환하는 D/A변환부와, AC전원의 제로크로싱되는 시점의 위상을 찾아내기 위한 위상신호발생부와, 위상신호발생부의 출력신호를 톱니파로 변환하기 위한 톱니파발생부와, D/A변환부의 출력신호와 톱니파발생부의 출력신호를 서로 비교하는 비교부와, 비교부의 출력신호에 따라 AC전원을 단속하여 AC모터의 속도를 제어하는 구동부로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a D / A conversion unit for converting the RPM value of the AC motor to a voltage level value, a phase signal generator for finding the phase at the time of zero crossing of the AC power supply, and the phase A sawtooth generator for converting the output signal of the signal generator into a sawtooth wave, a comparator for comparing the output signal of the D / A converter and the output signal of the sawtooth generator, and an AC motor according to the output signal of the comparator Characterized in that the drive portion for controlling the speed of.
위와 같이 이루어진 본 발명은 D/A변환부에서 출력된 AC모터의 RPM값에 대한 전압레벨과 AC전원의 위상에 따라 형성된 톱니파를 비교부에서 비교함으로써 변동되는 전압레벨과 톱니파의 상승경사면 어느 지점과 일치될 경우 결정된 펄스폭으로 구동부에서 AC모터를 제어하게 된다.According to the present invention made as described above, the voltage level and the rising slope of the sawtooth wave which are changed by comparing the sawtooth wave formed according to the voltage level and the phase of the AC power source for the RPM value of the AC motor output from the D / A converter and If there is a match, the driver controls the AC motor with the determined pulse width.
또한, AC모터의 무단제어를 위해 전압레벨을 무단으로 변경함으로써 AC모터의 속도를 설정하는 전압레벨설정부와, AC전원의 제로크로싱되는 시점의 위상을 찾아내기 위한 위상신호발생부와, 위상신호발생부의 출력신호를 톱니파로 변환하기 위한 톱니파발생부와, 전압레벨설정부의 출력신호와 톱니파발생부의 출력신호를 서로 비교하는 비교부와, 비교부의 출력신호에 따라 AC전원을 단속하여 AC모터의 속도를 제어하는 구동부로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage level setting unit for setting the speed of the AC motor by changing the voltage level to unauthorized control of the AC motor, the phase signal generator for finding the phase at the time of zero crossing of the AC power supply, and the phase signal The speed of the AC motor is controlled by intermittent AC power according to the sawtooth generator for converting the output signal of the generator into a sawtooth wave, a comparison unit for comparing the output signal of the voltage level setting unit and the output signal of the sawtooth generator, and the output signal of the comparison unit. Characterized in that consisting of a drive unit for controlling the.
위와 같이 이루어진 본 발명은 AC모터의 속도를 자유롭게 조절하기 위해서 전압레벨설정부에서 설정된 전압레벨과 AC전원의 위상에 따라 형성된 톱니파를 비교부에서 비교함으로써 변동되는 전압레벨과 톱니파의 상승경사면 어느 지점과 일치될 경우 결정된 펄스폭으로 구동부에서 무단으로 AC모터를 제어하게 된다.According to the present invention made as described above, in order to freely adjust the speed of the AC motor, the voltage level set by the voltage level setting unit and the sawtooth wave formed according to the phase of the AC power supply are compared at any point of rising slope of the voltage level and the sawtooth wave. If there is a match, the driver controls the AC motor without permission at the determined pulse width.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only and the same parts as in the conventional configuration using the same reference numerals and names.
도 2는 본 발명에 의한 실시예로써 AC모터 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.2 is a circuit diagram illustrating an AC motor control circuit according to an embodiment of the present invention.
여기에 도시된 바와 같이 AC모터(60)의 RPM값을 전압레벨값으로 변환하기 위해 D/A변환부(10)와, AC전원의 제로크로싱되는 시점의 위상을 찾아내기 위한 위상신호발생부(20)와, 위상신호발생부(20)의 출력신호를 톱니파로 변환하기 위한 톱니파발생부(30)와, D/A변환부(10)의 출력신호와 톱니파발생부(30)의 출력신호를 서로 비교하는 비교부(40)와, 비교부(40)의 출력신호에 따라 AC전원을 단속하여 AC모터(60)의 속도를 제어하는 구동부(50)로 이루어진 것을 특징으로 한다.As shown here, in order to convert the RPM value of the AC motor 60 into a voltage level value, the D / A converter 10 and a phase signal generator for finding the phase at the time of zero crossing of the AC power supply ( 20), the sawtooth wave generator 30 for converting the output signal of the phase signal generator 20 into a sawtooth wave, the output signal of the D / A converter 10 and the output signal of the sawtooth wave generator 30 Comparing unit 40 to compare with each other, characterized in that consisting of a drive unit 50 for controlling the speed of the AC motor 60 by intermittent AC power in accordance with the output signal of the comparison unit 40.
도 2에 도시된 (가) 내지 (마)는 출력신호의 파형을 나타낸 것으로서 (가)는 위상신호발생부(20)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 A지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (나)는 톱니파발생부(30)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 B지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (다)는 D/A변환부(10)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 C지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (라)는 비교부(40)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 D지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (마)는 AC모터(60)에 공급되는 AC전원의 파형으로써 E지점의 신호파형을 나타낸 것이다.(A) to (e) in FIG. 2 show waveforms of the output signal, (a) shows waveforms of the output signal of the phase signal generator 20, and show the signal waveform at point A, and (b) Is a waveform representing the output signal of the sawtooth wave generator 30, and the signal waveform at point B, (c) is a waveform representing the output signal of the D / A converter 10, and a signal waveform at the C point. , (D) shows the output signal of the comparator 40 and shows the signal waveform at the point D, and (e) shows the signal waveform at the E point as the waveform of the AC power supplied to the AC motor 60. will be.
위와 같이 이루어진 본 실시예는 D/A변환부(10)에서 디지털 파형으로 입력되는 AC모터(60)의 RPM값을 제 1내지 제 2저항(R1,R2) 및 제 1커패시터(C1)에 의해 정류하여 평균전압을 생성하여 (다)와 같은 신호를 출력하게 된다.In the present embodiment made as described above, the RPM value of the AC motor 60 input as the digital waveform from the D / A converter 10 by the first to second resistors R1 and R2 and the first capacitor C1. After rectifying, the average voltage is generated to output a signal as shown in (c).
그리고, 위상신호발생부(20)에서 AC모터(60)에 공급되는 AC전원의 위상의 제로크로싱되는 시점을 브리지회로를 통해 검출하여 (가)와 같은 신호파형을 발생하게 된다.Then, the phase signal generator 20 detects the time point at which the phase of the AC power supplied to the AC motor 60 is zero-crossed through the bridge circuit to generate a signal waveform as shown in (a).
이 (가)와 같은 신호파형은 톱니파발생부(30)로 입력되어 인버터(INV)를 통해 반전되고, 반전된 신호는 제 2커패시터(C2)에 의해 충방전을 하여 (나)와 같은 톱니파를 발생하게 된다.Signal waveforms such as (a) are input to the sawtooth wave generator 30 and are inverted through the inverter INV, and the inverted signals are charged and discharged by the second capacitor C2 to generate sawtooth waves such as (b). Will occur.
이와 같이 D/A변환부(10)에서 출력된 신호와 톱니파발생부(30)에서 출력된 신호는 비교부(40)의 OP앰프(42)에 의해 전압레벨을 비교하여 펄스폭이 결정되어 (라)와 같은 PWM신호를 출력하게 된다.As such, the signal output from the D / A converter 10 and the signal output from the sawtooth wave generator 30 compare the voltage level by the OP amplifier 42 of the comparator 40 to determine the pulse width ( It outputs PWM signal like d).
도 3은 본 발명에 의한 비교부의 출력신호의 발생을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the generation of the output signal of the comparison unit according to the present invention.
비교부(40)는 (-)단에 톱니파발생부(30)의 출력신호가 입력되고 (+)단에 D/A변환부(10)의 출력신호가 입력되도록 연결된 OP앰프(42)와, OP앰프(42)의 출력신호를 안정되게 전달하는 버퍼(44)로 이루어진다.Comparator 40 is an OP amplifier 42 is connected so that the output signal of the sawtooth wave generator 30 is input to the (-) terminal and the output signal of the D / A converter 10 to the (+) terminal, It consists of a buffer 44 for stably transmitting the output signal of the OP amplifier 42.
따라서, 여기에 도시된 바와 같이 D/A변환부(10)의 출력신호레벨이 'a'값을 갖을 경우 톱니파의 상승경사면과 일치하는 지점을 기준으로 출력신호의 위상이 반전되면서 펄스폭이 결정되어 출력되는 OP앰프(42)의 출력신호는 버퍼(44)를 통해 전달되어 (가)와 같은 펄스폭을 갖는 파형이 출력된다. 그런데 만약 D/A변환부(10)의 출력신호레벨이 'b'값으로 낮아질 경우 즉, AC모터(60)의 RPM값이 낮아져 평균전압이 떨어질 경우 OP앰프(42)의 출력은 오프타임이 길어진 출력신호는 버퍼(44)를 통해 전달되어 (나)와 같은 펄스폭을 갖는 파형을 출력된다.Therefore, as shown here, when the output signal level of the D / A converter 10 has a value of 'a', the pulse width is determined while the phase of the output signal is inverted based on a point coinciding with the rising slope of the sawtooth wave. The output signal of the OP amplifier 42 is output through the buffer 44 to output a waveform having a pulse width equal to (a). However, if the output signal level of the D / A converter 10 is lowered to the 'b' value, that is, if the RPM value of the AC motor 60 is lowered and the average voltage falls, the output of the OP amplifier 42 has an off time. The longer output signal is transmitted through the buffer 44 to output a waveform having a pulse width equal to (b).
이렇게 출력된 PWM신호는 구동부(50)로 입력되는데 구동부(50)는 제어신호로써 고전압의 AC전원을 단속하기 위해 포토트라이액(55)을 사용하여 AC모터(60)로 공급되는 AC전원을 단속하게 된다. 따라서, 도 2의 (라)와 같은 PWM신호에 의한 제어는 포토트라이액(55)에 의해 고전위 부분에서 AC전원을 오프시키게 되고 저전위 부분에서 AC전원을 온시키게 된다.The output PWM signal is input to the driving unit 50. The driving unit 50 controls the AC power supplied to the AC motor 60 using the phototriac 55 to control the AC power having a high voltage as a control signal. Done. Therefore, the control by the PWM signal as shown in (d) of FIG. 2 turns off the AC power in the high potential portion by the phototriac 55 and turns on the AC power in the low potential portion.
도 4는 본 발명에 의한 구동부의 출력신호의 발생을 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining the generation of the output signal of the drive unit according to the present invention.
비교부(40)의 출력으로 (가)와 같은 신호파형이 출력될 때 고전위에서는 포토트라이액(55)이 오프되어 AC전원이 AC모터(60)에 공급되는 것을 차단하게 된다. 그러나, 저전위로 반전될 때에는 포토트라이액(55)이 온되어 AC전원이 AC모터(60)로 공급되어 정상적인 파형이 나타나게 된다. 따라서, (나)에서 볼 때 (가)에서 고전위 부분인 ΔT′동안 전원공급이 차단되고 있음을 알 수 있다. 그리고, (가)에서 저전위로 반전될 때 (나)의 그래프를 보면 전원이 공급되어 AC모터(60)를 작동시키고 있음을 알 수 있다.When a signal waveform such as (a) is output to the output of the comparator 40, at a high potential, the phototriac 55 is turned off to block the AC power from being supplied to the AC motor 60. However, when inverted to a low potential, the phototrial liquid 55 is turned on, and AC power is supplied to the AC motor 60 so that a normal waveform appears. Therefore, it can be seen from (b) that the power supply is cut off during the high potential portion ΔT 'in (a). In addition, when (a) is inverted to a low potential, the graph of (b) shows that power is supplied to operate the AC motor 60.
따라서, 비교부(40)에서 출력되는 PWM신호의 펄스폭에 따라 전원이 공급되는 시간과 차단되는 시간을 조절하여 AC모터(60)의 회전을 정확하게 제어하게 된다.Therefore, the rotation of the AC motor 60 is precisely controlled by adjusting the time for which power is supplied and the time for interrupting the power according to the pulse width of the PWM signal output from the comparator 40.
한편, AC모터(60)를 무단으로 제어하기 위해 가변저항(VR)을 통해 전압레벨을 조절함으로써 AC모터(60)의 속도를 자유롭게 조절할 수 있다.On the other hand, by controlling the voltage level through the variable resistor (VR) to control the AC motor 60 without permission, it is possible to freely adjust the speed of the AC motor (60).
도 5는 본 발명에 의한 다른 실시예로써 PWM방식에 의한 AC모터 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.5 is a circuit diagram illustrating an AC motor control circuit using a PWM method according to another embodiment of the present invention.
여기에 도시된 바와 같이 AC모터(60)의 무단제어를 위해 가변저항(VR)에 의해 AC모터(60)의 속도를 설정하는 전압레벨설정부(70)와, AC전원의 제로크로싱되는 시점의 위상을 찾아내기 위한 위상신호발생부(20)와, 위상신호발생부(20)의 출력신호를 톱니파로 변환하기 위한 톱니파발생부(30)와, 전압레벨설정부(70)의 출력신호와 톱니파발생부(30)의 출력신호를 서로 비교하는 비교부(40)와, 비교부(40)의 출력신호에 따라 AC전원을 단속하여 AC모터(60)의 속도를 제어하는 구동부(50)로 이루어진 것을 특징으로 한다.As shown here, the voltage level setting unit 70 sets the speed of the AC motor 60 by the variable resistor VR for the stepless control of the AC motor 60, and at the time of zero crossing of the AC power supply. Phase signal generator 20 for finding the phase, sawtooth wave generator 30 for converting the output signal of the phase signal generator 20 to sawtooth wave, and output signal and sawtooth wave of the voltage level setting unit 70 Comparing unit 40 for comparing the output signal of the generation unit 30 and the drive unit 50 for controlling the speed of the AC motor 60 by intermittent AC power in accordance with the output signal of the comparison unit 40 It is characterized by.
도 5에 도시된 (가) 내지 (마)는 출력신호의 파형을 나타낸 것으로서 (가)는 전압레벨설정부(70)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 A지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (나)는 톱니파발생부(30)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 B지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (다)는 D/A변환부(10)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 C지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (라)는 비교부(40)의 출력신호를 나타낸 파형으로써 D지점의 신호파형을 나타낸 것이고, (마)는 AC모터(60)에 공급되는 AC전원의 파형으로써 E지점의 신호파형을 나타낸 것이다.(A) to (e) in FIG. 5 show waveforms of the output signal. (A) shows waveforms of the output signal of the voltage level setting unit 70. The signal waveforms at the point A are shown. Is a waveform representing the output signal of the sawtooth wave generator 30, and the signal waveform at point B, (c) is a waveform representing the output signal of the D / A converter 10, and a signal waveform at the C point. , (D) shows the output signal of the comparator 40 and shows the signal waveform at the point D, and (e) shows the signal waveform at the E point as the waveform of the AC power supplied to the AC motor 60. will be.
위와 같이 이루어진 본 실시예는 전압레벨설정부(70)에서 가변저항(VR)에 의해 출력되는 전압레벨을 자유롭게 설정하여 (다)와 같은 신호를 출력하게 된다.In the present embodiment made as described above, the voltage level setting unit 70 freely sets the voltage level output by the variable resistor VR to output a signal as shown in (c).
그리고, 위상신호발생부(20)에서 AC모터(60)에 공급되는 AC전원의 위상의 제로크로싱되는 시점을 브리지회로를 통해 검출하여 (가)와 같은 신호파형을 발생하게 된다.Then, the phase signal generator 20 detects the time point at which the phase of the AC power supplied to the AC motor 60 is zero-crossed through the bridge circuit to generate a signal waveform as shown in (a).
이 (가)와 같은 신호파형은 톱니파발생부(30)로 입력되어 인버터(INV)를 통해 반전되고, 반전된 신호는 제 2커패시터(C2)에 의해 충방전을 하여 (나)와 같은 톱니파를 발생하게 된다.Signal waveforms such as (a) are input to the sawtooth wave generator 30 and are inverted through the inverter INV, and the inverted signals are charged and discharged by the second capacitor C2 to generate sawtooth waves such as (b). Will occur.
이와 같이 D/A변환부(10)에서 출력된 신호와 톱니파발생부(30)에서 출력된 신호는 비교부(40)의 OP앰프(42)에 의해 전압레벨을 비교하여 펄스폭이 결정되어 (라)와 같은 PWM신호를 출력하게 된다.As such, the signal output from the D / A converter 10 and the signal output from the sawtooth wave generator 30 compare the voltage level by the OP amplifier 42 of the comparator 40 to determine the pulse width ( It outputs PWM signal like d).
도 6은 본 발명에 의한 비교부의 출력신호의 발생을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the generation of the output signal of the comparison unit according to the present invention.
비교부(40)는 (-)단에 톱니파발생부(30)의 출력신호가 입력되고 (+)단에 전압레벨설정부(70)의 출력신호가 입력되도록 연결된 OP앰프(42)와, OP앰프(42)의 출력신호를 안정되게 전달하는 버퍼(44)로 이루어진다.Comparator 40 is an OP amplifier 42 is connected so that the output signal of the sawtooth wave generator 30 is input to the (-) stage and the output signal of the voltage level setting unit 70 is input to the (+) stage, OP It is composed of a buffer 44 for stably transmitting the output signal of the amplifier 42.
따라서, 여기에서 보는 바와 같이 전압레벨설정부(70)에서 출력되는 전압레벨값을 'c'값으로 설정했을 경우 톱니파의 상승경사면과 일치하는 지점을 기준으로 출력신호의 위상이 반전되면서 펄스폭이 결정되어 출력되는 OP앰프(42)의 출력신호는 버퍼(44)를 통해 전달되어 (가)와 같은 펄스폭을 갖는 파형이 출력된다. 그런데 만약 전압레벨설정부(70)에서 출력되는 전압레벨값을 'd'값으로 낮추었을 경우 OP앰프(42)의 출력은 오프타임이 길어진 출력신호는 버퍼(44)를 통해 전달되어 (나)와 같은 펄스폭을 갖는 파형을 출력된다.Therefore, as shown here, when the voltage level value output from the voltage level setting unit 70 is set to a 'c' value, the phase of the output signal is inverted based on the point coinciding with the rising slope of the sawtooth wave, and the pulse width is increased. The output signal of the OP amplifier 42 that is determined and output is transmitted through the buffer 44 to output a waveform having a pulse width equal to (a). However, if the voltage level value output from the voltage level setting unit 70 is lowered to the 'd' value, the output signal of the OP amplifier 42 is transmitted through the buffer 44 with a long off time (b) A waveform having the same pulse width is output.
이렇게 출력된 PWM신호는 구동부(50)로 입력되는데 구동부(50)는 제어신호로써 고전압의 AC전원을 단속하기 위해 포토트라이액(55)을 사용하여 AC모터(60)로 공급되는 AC전원을 단속하게 된다. 따라서, 도 5의 (라)와 같은 PWM신호에 의한 제어는 포토트라이액(55)에 의해 고전위 부분에서 AC전원을 오프시키게 되고 저전위 부분에서 AC전원을 온시키게 된다.The output PWM signal is input to the driving unit 50. The driving unit 50 controls the AC power supplied to the AC motor 60 using the phototriac 55 to control the AC power having a high voltage as a control signal. Done. Therefore, the control by the PWM signal as shown in (d) of FIG. 5 turns off the AC power in the high potential portion by the phototriac 55 and turns on the AC power in the low potential portion.
따라서, 전압레벨설정부(70)의 출력전압 레벨을 자유롭게 조절함으로써 AC모터(60)를 자유롭게 제어할 수 있게 된다.Therefore, the AC motor 60 can be freely controlled by freely adjusting the output voltage level of the voltage level setting unit 70.
상기한 바와 같이 본 발명은 PWM방식에 의한 AC모터 제어회로에서 마이콤을 사용하지 않고 간단한 비교회로를 통해 발생된 PWM신호로 AC모터를 제어하여 전원전압의 주파수 변동이나 외부의 노이즈변동에 관계없이 AC모터를 자유롭게 제어할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention controls the AC motor with a PWM signal generated through a simple comparison circuit without using a microcomputer in the AC motor control circuit using the PWM method, regardless of the frequency variation of the power voltage or external noise variation. The advantage is that the motor can be freely controlled.
또한, 마이콤을 사용하지 않음으로써 마이콤의 프로그램 설계에 따른 시간을 줄일 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.In addition, by not using a microcomputer can reduce the time according to the program design of the microcomputer has the advantage of reducing the cost.
한편, 비교회로에 입력되는 전압레벨을 무단으로 조절할 경우 AC모터를 무단변속으로 제어할 수 있게 된다.On the other hand, when the voltage level input to the comparison circuit is adjusted steplessly, it is possible to control the AC motor continuously variable.
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