JP2013233069A - モータの駆動装置及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの一つの相が故障した場合でも、駆動する相の数を変更せずに駆動できるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータのＮ個の相（ｐｈａｓｅ）を順に励磁させるメイン駆動部１１及び励磁されたＮ個の相のうち故障した相を代替するスペア相を励磁させるスペア駆動部１３を含むインバータと、インバータからモータ３０に入力されるＮ個の相それぞれの出力信号を検出する検出部２０と、励磁されたＮ個の相のうち故障した相にスペア駆動部１３のスペア相が連結されるようにスイッチングするスイッチング部４０と、インバータを駆動して、検出されたＮ個の相それぞれの出力信号から前記メイン駆動部の相が故障したか否かを判断し、相が故障した場合、該相がスペア相に連結されるように前記スイッチング部を制御する制御部５０と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明はモータの駆動装置及び駆動方法に関する。

通常、モータは様々な分野の産業設備において動力を伝達するために広く使用されており、最近、各種工程設備が精密に制御できる技術に対する要求が増大するにつれて、単相または多相モータの駆動時に前記モータを駆動する相（ｐｈａｓｅ）の異常を素早く検知して効率的で安定的に駆動するための技術に対する研究の必要性もまた増加している。

これに対して、韓国特許第１０−０３６０２４７号に開示された従来モータの駆動装置及び方法は３相モータの駆動時に各相のコイルに電流を印加して測定された電流値によって該相の故障有無を判断する。
その後、前記３相（ｕ、ｖ、ｗ）のうち何れか一相の故障が検出された場合、マイクロコンピュータから受信した制御出力信号に応じて該相のコイルに流れる電流を遮断するように該スイッチ素子をオフさせることによりモータの劣化や損傷を防止する。

しかし、このような従来技術によるモータ駆動装置及び駆動方法は、故障した相を除いた残りの相でモータを駆動しなければならないため、駆動方法が複雑になる。また、前記モータを駆動する相の数の減少によって非効率的かつ不安定に駆動され、信頼性が低下する可能性があるだけでなく、状況によっては前記モータを駆動する駆動部全体を交替しなければならないため、コストが上昇する可能性がある。

韓国特許第１０−０３６０２４７号

本発明は、前記のような問題点を解決するために導き出されたものであり、Ｎ個の相で駆動するインバータにスペア相を設け、前記Ｎ個の相のうち何れか一つの相が故障した場合、該相をスペア相に代替することにより、相の数を変更せずに駆動することができるモータの駆動装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。

本発明の実施例によるモータの駆動装置は、モータのＮ個の相（ｐｈａｓｅ）を順に励磁させるメイン駆動部及び前記励磁されたＮ個の相のうち故障した相を代替するスペア相を励磁させるスペア駆動部を含むインバータと、前記インバータから前記モータに入力される前記Ｎ個の相それぞれの出力信号を検出する検出部と、前記励磁されたＮ個の相のうち故障した相に前記スペア駆動部のスペア相が連結されるようにスイッチングするスイッチング部と、前記インバータを駆動して、前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号から前記メイン駆動部の相が故障したか否かを判断し、相が故障した場合、該相が前記スペア相に連結されるように前記スイッチング部を制御する制御部と、を含んで構成される。

また、前記インバータは、前記メイン駆動部及び前記スペア駆動部に電源を供給する電源部をさらに含むことを特徴とする。
第１実施例において、前記モータはスイッチドリラクタンスモータ（ＳＲＭ）であることを特徴とする。
前記第１実施例において、前記インバータのメイン駆動部は、前記モータに設けられたＮ個の相に対応し、電流が入出力される上位端子及び下位端子を有するＮ個のコイルと、前記Ｎ個のコイルの上位端子と下位端子にそれぞれ直列に連結された上位スイッチ素子及び下位スイッチ素子で構成されたＮ対のスイッチ素子と、前記Ｎ対のスイッチ素子のうち何れか一つのスイッチ素子がオフされる場合、該コイルの巻線電流が還流するように前記上位スイッチ素子にそれぞれ並列に連結された上位ダイオード及び前記下位スイッチ素子にそれぞれ並列に連結された下位ダイオードで構成されたＮ対のダイオードと、を含むことを特徴とする。

前記第１実施例において、前記インバータのスペア駆動部は、前記モータに設けられたＮ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部の相の該コイルに対応する上位スペア端子及び下位スペア端子と、前記上位スペア端子と下位スペア端子にそれぞれ直列に連結された上位スペアスイッチ素子及び下位スペアスイッチ素子で構成された少なくとも一対以上のスペアスイッチ素子と、前記一対以上のスペアスイッチ素子のうち何れか一つのスペアスイッチ素子がオフされる場合、該コイルの巻線電流が還流するように前記上位スペアスイッチ素子にそれぞれ並列に連結された上位スペアダイオード及び前記下位スペアスイッチ素子にそれぞれ並列に連結された下位スペアダイオードで構成された少なくとも一対以上のスペアダイオードと、を含むことを特徴とする。

前記第１実施例において、前記スイッチング部は、一端が前記上位スペア端子に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルの上位端子にそれぞれ連結され、前記制御部から入力されたスイッチング制御信号に応じて前記上位スペア端子が前記Ｎ個のコイルの上位端子のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個の上位スイッチと、一端が前記下位スペア端子に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルの下位端子にそれぞれ連結され、前記スイッチング制御信号に応じて前記下位スペア端子が前記Ｎ個のコイルの下位端子のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個の下位スイッチと、を含むことを特徴とする。
前記第１実施例において、前記制御部は、前記Ｎ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部の該コイルを前記スペア駆動部に連結するために、前記スペア駆動部の上位スペア端子が前記メイン駆動部の該コイルの上位端子に連結されるように該上位スイッチを制御すると共に、前記スペア駆動部の下位スペア端子が前記メイン駆動部の該コイルの下位端子に連結されるように該下位スイッチを制御することを特徴とする。

第２実施例において、前記モータは永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ）であることを特徴とする。
前記第２実施例において、前記インバータのメイン駆動部は、前記モータに設けられたＮ個の相に対応し、Ｎ個のコイルそれぞれが接続される一つの接続点及び電流が入出力される共通端子を有し、前記接続点とそれぞれの共通端子との間に設けられたＮ個のコイルと、前記Ｎ個のコイルの共通端子の上端と下端にそれぞれ直列に連結された上位スイッチ素子及び下位スイッチ素子で構成されたＮ対のスイッチ素子と、を含むことを特徴とする。

前記第２実施例において、前記インバータのスペア駆動部は、前記モータに設けられたＮ個の相のうち故障した相に該当する前記メイン駆動部の相の該コイルに対応する共通スペア端子と、前記共通スペア端子の上下端にそれぞれ直列に連結された上位スペアスイッチ素子及び下位スペアスイッチ素子で構成された少なくとも一対以上のスペアスイッチ素子と、を含むことを特徴とする。
前記第２実施例において、前記スイッチング部は、一端が前記スペア共通端子に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルの共通端子にそれぞれ連結され、前記制御部から入力されたスイッチング制御信号に応じて前記共通スペア端子が前記Ｎ個のコイルの共通端子のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個のスイッチを含むことを特徴とする。

前記第２実施例において、前記制御部は、前記Ｎ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部の該コイルを前記スペア駆動部に連結するために、前記スペア駆動部の共通スペア端子が前記メイン駆動部の該コイルの共通端子に連結されるように該スイッチを制御することを特徴とする。

また、前記検出部は電流センサ、電圧センサ、相位置センサまたはその組み合わせであることを特徴とする。
また、前記検出信号は電流信号、電圧信号、相位置信号またはその組み合わせであることを特徴とする。

一方、本発明の一実施例によるモータの駆動方法は、（Ａ）インバータのメイン駆動部を駆動してモータに設けられたＮ個の相（ｐｈａｓｅ）を順に励磁させる段階と、（Ｂ）検出部が前記インバータから前記モータに入力される前記メイン駆動部の励磁されたＮ個の相からそれぞれの出力信号を検出する段階と、（Ｃ）前記制御部が前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号から前記メイン駆動部の相が故障したか否かを判断し、相が故障した場合、該相がこれを代替するインバータのスペア駆動部に連結されるようにスイッチングする段階と、を含む。

また、前記（Ｃ）段階は、（Ｃ１）前記制御部が前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号から前記メイン駆動部の相が故障したか否かを判断する段階と、（Ｃ２）前記メイン駆動部の相が故障した場合、前記制御部が該相を代替する前記スペア駆動部のスペア相に前記メイン駆動部の該相が連結されるようにスイッチングする段階と、を含むことを特徴とする。

また、前記（Ｃ１）段階は、（Ｃ１−１）前記制御部が前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａであるか否かを判断する段階と、（Ｃ１−２）前記Ｎ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａである場合、該相が故障したと判断する段階と、を含むことを特徴とし、この際、前記Ｎ個の相それぞれの出力信号は電流信号であり、前記設定値Ａは０ｍＡであることを特徴とする。
また、前記（Ｃ１）段階は、前記（Ｃ１−１）段階の後、（Ｃ１−３）前記Ｎ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａである場合、設定時間Ｂの間待機した後、前記Ｎ個の相それぞれの再出力信号を再検出する段階と、（Ｃ１−４）前記再検出された前記Ｎ個の相それぞれの再出力信号が設定値Ａであるか否かを判断する段階と、（Ｃ１−５）前記Ｎ個の相それぞれの再検出信号が設定値Ａである場合、該相が故障したと判断する段階と、をさらに含むことを特徴とし、この際、前記Ｎ個の相それぞれの出力信号及び再出力信号は電流信号であり、前記設定値Ａは０ｍＡであり、設定時間Ｂは１５秒〜２５秒であることを特徴とする。

また、前記（Ｃ１−１）段階において、前記Ｎ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａでない場合、該相が正常であると判断する段階を含むことを特徴とする。
また、前記（Ｃ１−４）段階において、前記Ｎ個の相それぞれの再検出信号が設定値Ａでない場合、該相が正常であると判断する段階を含むことを特徴とする。
また、前記（Ｃ２）段階は、（Ｃ２−１）前記メイン駆動部の相が故障した場合、前記制御部が該相に対応するコイルの端子と前記スペア駆動部のスペア相に対応するスペア端子とを連結するように構成されたスイッチング部にスイッチング制御信号を提供する段階と、（Ｃ２−２）前記制御部から提供されたスイッチング制御信号に応じて前記スイッチング部が前記メイン駆動部の該相に対応するコイルの端子を前記スペア端子に連結されるようにスイッチングする段階と、を含むことを特徴とする。

本発明によると、Ｎ個の相で駆動するインバータにスペア相が設けられており、前記Ｎ個の相のうち何れか一つの相が故障した場合、該相をスペア相に代替してモータを駆動することができる。
特に、前記Ｎ個の相のうち何れか一つの相が故障した場合、インバータを交替することなくモータを駆動することができるため、コストが下がるだけでなく、相の数を変更せずにモータを駆動するため効率的で安定的なモータの駆動が可能となる。

本発明の目的、特定の利点及び新規の特徴は添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものでない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例によるモータの駆動装置のブロック図である。
図１を参照すると、本発明の一実施例によるモータの駆動装置は、インバータ１０、検出部２０、モータ３０、スイッチング部４０及び制御部５０を含んで構成される。

前記インバータ１０は、モータ３０を駆動するためのものであって、モータ３０の固定子の内側に位置して回転する回転子に正方向のトルク（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｏｒｑｕｅ）が発生するように、前記モータ３０に設けられたＮ個の相（ｐｈａｓｅ）を順に励磁（Activate）させるメイン駆動部１１と、前記メイン駆動部１１で励磁されたＮ個の相のうち故障した相に該当する前記メイン駆動部１１の相を代替するスペア相（Ｓｐａｒｅ ｐｈａｓｅ）を励磁させるスペア駆動部１３と、前記メイン駆動部１１及び前記スペア駆動部１３に電源を供給する電源部１５と、で構成される。

ここで、前記「スペア相（Ｓｐａｒｅ ｐｈａｓｅ）」とは、前記モータ３０に設けられたＮ個の相の他にさらに設けられた相であって、前記モータ３０を駆動するＮ個の相のうち何れか一つが故障した場合、該相を前記スペア相に代替することにより、前記モータ３０を駆動する際、例えば、Ｎ−１個の相でなく、最初のＮ個の相で正常動作させることができるようにする余分な相を意味する。

このような前記インバータ１０のメイン駆動部１１及びスペア駆動部１３の詳細な回路構成は前記モータ３０の種類に応じて変わることができ、これは図２及び図３を参照して詳細に説明する。
前記インバータ１０の電源部１５は、前記メイン駆動部１１及び前記スペア駆動部１３に並列に連結されたソース電源と、前記ソース電源に並列に連結されてソース電源電圧Ｖｓを平滑化して出力するキャパシタＣと、で構成される。
前記検出部２０は、前記モータ３０と前記インバータ１０との間に設けられ、前記インバータ１０から前記モータ３０に入力される前記Ｎ個の相それぞれの出力信号を検出する。
このような前記検出部２０は、電流センサ、電圧センサ、相位置センサまたはその組み合わせを含むことができる。従って、前記Ｎ個の相それぞれの出力信号、例えば、電流信号、電圧信号、相位置信号またはその組み合わせを含むことができる。

前記スイッチング部４０は、前記メイン駆動部１１と前記スペア駆動部１３との間に設けられ、前記メイン駆動部１１の励磁されたＮ個の相が故障した場合、制御部５０からスイッチング制御信号の入力を受け、前記メイン駆動部１１の故障した相が前記スペア駆動部１３のスペア相に連結されるようにスイッチングする。
前記制御部５０は、本発明の一実施例によるモータの駆動装置を全体的に制御するものであって、前記インバータ１０を駆動してＮ個の相を順に励磁させ、前記検出部２０から検出した前記励磁されたＮ個の相それぞれの出力信号の入力を受けて前記メイン駆動部１１の相が故障したか否かを判断し、前記メイン駆動部１１の相が故障した場合、該相が前記スペア駆動部１３のスペア相に連結されるように前記スイッチング部４０を制御する。
このような前記制御部５０のモータの駆動方法は図４及び５を参照して詳細に説明する。
一方、前記のように、前記モータ３０の種類による図１に図示されたモータの駆動装置を詳細に説明する。

図２は図１に図示されたモータの駆動装置の第１実施例による回路図である。
図２に図示されたように、本実施例では前記モータ３０としてスイッチドリラクタンスモータ（Ｓｗｉｔｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ；ＳＲＭ）３１が使用される。
前記ＳＲＭモータ３１が使用された場合、前記インバータ１０のメイン駆動部１１−１は前記ＳＲＭモータ３１に設けられたＮ個の相に対応し、電流が入出力される上位端子ｕ、ｖ、ｗ及び下位端子ｕ´、ｖ´、ｗ´を有するＮ個のコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３と、前記Ｎ個のコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３の上位端子ｕ、ｖ、ｗと下位端子ｕ´、ｖ´、ｗ´にそれぞれ直列に連結された上位スイッチ素子Ｑ_１、Ｑ_３、Ｑ_５及び下位スイッチ素子Ｑ_２、Ｑ_４、Ｑ_６で構成されたＮ対のスイッチ素子と、が連結されている。
また、前記インバータ１０のメイン駆動部１１−１は、前記Ｎ対のスイッチ素子（Ｑ_１〜Ｑ_６））のうち何れか一つのスイッチ素子がオフされる場合、該コイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３の巻線電流が還流するように上位スイッチ素子Ｑ_１、Ｑ_３、Ｑ_５にそれぞれ並列に連結された上位ダイオードｄ_１、ｄ_３、ｄ_５と、下位スイッチ素子Ｑ_２、Ｑ_４、Ｑ_６にそれぞれ並列に連結された下位ダイオードｄ_２、ｄ_４、ｄ_６と、で構成されたＮ対のダイオードが備えられている。

このように構成されたＳＲＭモータ３１のインバータ１０のメイン駆動部１１−１は、前記ＳＲＭモータ３１の固定子の内側に位置して回転する回転子に正方向のトルク（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｏｒｑｕｅ）が発生するように、Ｎ個の相に対応するＮ個のコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３を順に励磁（Activate）させる。
そのために、本実施例による前記インバータ１０は４個のモード（モード１〜４）を有することができる。

前記インバータ１０が駆動されるモード１は、励磁されることを所望する該相（例えば、第１相（Ｕ相））に対応するコイルＬ_１の該上位スイッチ素子Ｑ_１と下位スイッチ素子Ｑ_２が両方ともターンオンされ、これによってソース電源電圧Ｖｓの全てが該コイルＬ_１に印加されて巻線電流が流れる。
次に、前記インバータ１０が駆動されるモード２は、励磁を所望しない該コイル（例えば、Ｌ_１）の該二つのスイッチ素子Ｑ_１とＱ_２が両方ともターンオフされ、巻線電流が上位ダイオードｄ_１と下位ダイオードｄ_２を介してキャパシタＣ側にエネルギーを還元させる方法により電流を減少させる。

この際、該相（例えば、第１相（Ｕ相））のインダクタンスが負の勾配（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｌｏｐｅ）を有する前に電流を完全に消滅させるか極めて少量になるようにしなければならない。前記モード２で該コイルＬ_１に印加される電圧は負のソース電源電圧−Ｖｓである。
また、前記インバータ１０が駆動されるモード３は、該コイル（例えば、Ｌ_１）の上位スイッチ素子Ｑ_１のみターンオンされ、巻線電流は該上位スイッチ素子Ｑ_１、上位ダイオードｄ_１及び巻線を循環する。この際、該コイルＬ_１に印加される電圧は０である。

また、前記インバータ１０が駆動されるモード４は、該コイル（例えば、Ｌ_１）の下位スイッチ素子Ｑ_２のみターンオンされ、巻線電流は該下位スイッチ素子Ｑ_２、下位ダイオードｄ_２及び巻線を循環する。この際、コイルに印加される電圧は０である。
このような動作モードを有する前記インバータ１０は、制御部５０で提供されるインバータ制御信号に応じてモード１〜４で駆動され、該相に対応するコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３を順に励磁させる。

例えば、前記制御部５０は、第１相（Ｕ相）を励磁させるために、第１相（Ｕ相）に対応する第１コイルＬ_１をモード１で駆動し、残りの相（第２相（Ｖ相）及び第３相（Ｗ相））に対応する第２及び第３コイルＬ_２、Ｌ_３をモード２〜４で駆動するように前記インバータ１０に第１インバータ駆動信号を提供する。
その後、前記制御部５０は、第２相（Ｖ相）を励磁させるために第２相（Ｖ相）に対応する第１コイルＬ_２をモード１で駆動し、残りの相（第１相（Ｕ相）及び第３相（Ｗ相））に対応する第１及び第３コイルＬ_１、Ｌ_３をモード２〜４で駆動するように前記インバータ１０に第２インバータ駆動信号を提供する。

同様に、前記制御部５０は、第３相（Ｗ相）を励磁させるために、第３相（Ｗ相）に対応する第３コイルＬ_３をモード１で駆動し、残りの相（第１相（Ｕ相）及び第２相（Ｖ相））に対応する第１及び第２コイルＬ_１、Ｌ_２をモード２〜４で駆動するように前記インバータ１０に第３インバータ駆動信号を提供する。
ここで、前記第１インバータ駆動信号は、前記第１相（Ｕ相）に対応する第１コイルＬ_１を駆動するために、第１コイルＬ_１に巻線電流が流れるように第１上位スイッチ素子Ｑ_１及び第１下位スイッチ素子Ｑ_２が両方ともターンオンするように制御し、残りの第２相（Ｖ相）及び第３相（Ｗ相）に対応する第２及び第３コイルＬ_２、Ｌ_３に巻線電流が０になるようにしたり、該スイッチ素子Ｑ_３〜Ｑ_６、ダイオードｄ_３〜ｄ_６及び巻線を循環するように第２及び第３コイルＬ_２、Ｌ_３の第２、第３上位スイッチ素子Ｑ_３、Ｑ_５及び第２、第３下位スイッチ素子Ｑ_４、Ｑ_６のうち少なくとも一つがターンオフするように制御する信号である。

また、前記第２インバータ駆動信号は、前記第２相（Ｖ相）に対応する第２コイルＬ_２を駆動させるために、第２コイルＬ_２に巻線電流が流れるように第２上位スイッチ素子Ｑ_３及び第２下位スイッチ素子Ｑ_４が両方ともターンオンするように制御し、残りの第１相（Ｕ相）及び第３相（Ｗ相）に対応する第１、第３コイルＬ_１、Ｌ_３に巻線電流が０になるようにしたり、該スイッチ素子Ｑ_１〜Ｑ_２及びＱ_５〜Ｑ_６、ダイオードｄ_１〜ｄ_２及びｄ_５〜ｄ_６、及び巻線を循環するように第１、第３コイルＬ_１、Ｌ_３の第１、第３上位スイッチ素子Ｑ_１、Ｑ_５及び第１、第３下位スイッチ素子Ｑ_２、Ｑ_６のうち少なくとも一つがターンオフするように制御する信号である。

同様に、前記第３インバータ駆動信号は、前記第３相（Ｗ相）に対応する第３コイルＬ_３を駆動するために、第３コイルＬ_３に巻線電流が流れるように第３上位スイッチ素子Ｑ_５及び第３下位スイッチ素子Ｑ_６が両方ともターンオンするように制御し、残りの第１相（Ｕ相）及び第２相（Ｖ相）に対応する第１、第２コイルＬ_１、Ｌ_２に巻線電流が０になるようにしたり、該スイッチ素子Ｑ_１〜Ｑ_４、ダイオードｄ_１〜ｄ_４及び巻線を循環するように第１、第２コイルＬ_１、Ｌ_２の第１、第２上位スイッチ素子Ｑ_１、Ｑ_３及び第１、第２スイッチ素子Ｑ_２、Ｑ_４のうち少なくとも一つがターンオフするように制御する信号である。
このように動作する前記インバータ１０のメイン駆動部１１−１のＮ個の相のうち何れか一つが故障した場合、該相はスイッチング部４０を介して前記スペア駆動部１３−１のスペア相に連結される。

このような前記インバータ１０のスペア駆動部１３−１は、スペア相（Ｓｐａｒｅ ｐｈａｓｅ；Ｓ相）に対応するスペアコイルＬ_Ｓ−即ち、前記ＳＲＭモータ３１に設けられたＮ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部１１−１の相の該コイル−に対応する上位スペア端子ｓ及び下位スペア端子ｓ´を有し、前記上位スペア端子ｓ及び下位スペア端子ｓ´にそれぞれ直列に連結された上位スペアスイッチ素子Ｑ_Ｓ１及び下位スペアスイッチ素子Ｑ_Ｓ２で構成された少なくとも一対以上のスペアスイッチ素子が連結されている。

また、前記インバータ１０のスペア駆動部１３−１は、前記一対のスペアスイッチ素子のうち何れか一つのスペアスイッチ素子がオフされる場合、該コイルの巻線電流が還流するように上位スペアスイッチ素子Ｑ_Ｓ１にそれぞれ並列に連結された上位スペアダイオードｄ_Ｓ１と、下位スペアスイッチ素子Ｑ_Ｓ２にそれぞれ並列に連結された下位スペアダイオードｄ_Ｓ２と、で構成された少なくとも一対以上のスペアダイオードが備えられている。
ここで、前記スペアコイルＬ_Ｓは、前記メイン駆動部１１−１のＮ個の相のうち故障した相に対応するコイルであって、例えば、第１相（Ｕ相）が故障した場合、前記スペアコイルＬ_Ｓは第１相（Ｕ相）に対応するコイルＬ_１であり、第２相（Ｖ相）が故障した場合、前記スペアコイルＬ_Ｓは第２相（Ｖ相）に対応するコイルＬ_２であり、第３相（Ｗ相）が故障した場合、前記スペアコイルＬ_Ｓは第３相（Ｗ相）に対応するコイルＬ_３であることができる。

スイッチング部４１は、一端が前記上位スペア端子ｓに連結され、他端が前記Ｎ個のコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３それぞれの上位端子ｕ、ｖ、ｗにそれぞれ連結され、前記制御部５０から入力されたスイッチング制御信号に応じて前記上位スペア端子ｓが前記Ｎ個のコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３それぞれの上位端子ｕ、ｖ、ｗのうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個の上位スイッチＳ_１〜Ｓ_３、及び一端が前記下位スペア端子ｓ´に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３それぞれの下位端子ｕ´、ｖ´、ｗ´にそれぞれ連結され、前記スイッチング制御信号に応じて前記下位スペア端子ｓ´が前記Ｎ個のコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３それぞれの下位端子ｕ´、ｖ´、ｗ´のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個の下位スイッチＳ_４〜Ｓ_６で構成される。
前記制御部５０は、前記メイン駆動部１１−１のＮ個の相のうち故障した相を前記スペア駆動部１３−１のスペア相（Ｓ相）に代替するために、前記スイッチング部４１にスイッチング制御信号を提供して前記スペア駆動部１３−１の前記上位スペア端子ｓ及び前記下位スペア端子ｓ´が前記メイン駆動部１１−１の故障した相に対応するコイルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３の上位端子ｕ、ｖ、ｗ及び下位端子ｕ´、ｖ´、ｗ´にそれぞれ連結されるように、前記上位スイッチＳ_１〜Ｓ_３と下位スイッチＳ_４〜Ｓ_６が対を成して同時にスイッチングされるように制御する。

例えば、前記メイン駆動部１１−１の第１相（Ｕ相）が故障した場合、前記スイッチング部４１は制御部５０から入力された第１スイッチング制御信号に応じて前記スペア駆動部１３−１の上位スペア端子ｓが前記メイン駆動部１１−１の第１相（Ｕ相）に対応するコイルＬ_１の上位端子ｕに連結されるように前記スイッチング部４１の上位スイッチＳ_１〜Ｓ_３のうち第１上位スイッチＳ_１でスイッチングされると共に、前記下位スペア端子ｓ´が前記メイン駆動部１１−１の第１相（Ｕ相）に対応するコイルＬ_１の下位端子ｕ´に連結されるように前記スイッチング部４１の下位スイッチＳ_４〜Ｓ_６のうち第１下位スイッチ端子Ｓ_４でスイッチングされる。
また、前記メイン駆動部１１−１の第２相（Ｖ相）が故障した場合、前記スイッチング部４１は制御部５０から入力された第２スイッチング制御信号に応じて前記スペア駆動部１３−１の上位スペア端子ｓが前記メイン駆動部１１−１の第２相（Ｖ相）に対応するコイルＬ_２の上位端子ｖに連結されるように前記スイッチング部４１の上位スイッチＳ_１〜Ｓ_３のうち第２上位スイッチＳ_２でスイッチングされると共に、前記下位スペア端子ｓ´が前記メイン駆動部１１−１の第２相（Ｖ相）に対応するコイルＬ_２の下位端子ｖ´に連結されるように前記スイッチング部４１下位スイッチＳ_４〜Ｓ_６のうち第２下位スイッチＳ_５でスイッチングされる。

同様に、前記メイン駆動部１１−１の第３相（Ｗ相）が故障した場合、前記スイッチング部４１は、制御部５０から入力された第３スイッチング制御信号に応じて、前記スペア駆動部１３−１の上位スペア端子ｓが前記メイン駆動部１１−１の第３相（Ｗ相）に対応するコイルＬ_３の上位端子ｗに連結されるように前記スイッチング部４１の上位スイッチＳ_１〜Ｓ_３のうち第３上位スイッチＳ_３でスイッチングされると共に、前記下位スペア端子ｓ´が前記メイン駆動部１１−１の第３相（Ｗ相）に対応するコイルＬ_３の下位端子ｗ´に連結されるように前記スイッチング部４１の下位スイッチＳ_４〜Ｓ_６のうち第３下位スイッチＳ_６でスイッチングされる。

図３は図１に図示されたモータの駆動装置の第２実施例による回路図である。
図３に図示されたように、本実施例では前記モータ３０として永久磁石同期モータ（Ｐｅｒｍａｎｅｔ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ；ＰＭＳＭ）３２が使用される。
前記ＰＭＳＭモータ３２が使用された場合、前記インバータ１０のメイン駆動部１１−２は、前記ＰＭＳＭモータ３２に設けられたＮ個の相に対応し、Ｎ個のコイルそれぞれが接続される一つの接続点Ｏと、電流が入出力される共通端子ｕ、ｖ、ｗと、を有し、前記接続点Ｏとそれぞれの共通端子との間に設けられたＮ個のコイルＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_６、前記Ｎ個のコイルＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_６の共通端子ｕ、ｖ、ｗの上端及び下端にそれぞれ直列に連結された上位スイッチ素子Ｑ_７、Ｑ_９、Ｑ_１１と下位スイッチ素子Ｑ_８、Ｑ_１０、Ｑ_１２で構成されたＮ対のスイッチ素子が連結されている。

このように構成されたＰＭＳＭモータ３２のインバータ１０のメイン駆動部１１−２は、前記ＰＭＳＭモータ３２の固定子の内側に位置して回転する回転子に正方向のトルク（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｏｒｑｕｅ）が発生するようにＮ個の相に対応するＮ個のコイルＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_６を順に励磁（Activatｅ）させる。
そのために、本実施例による前記インバータ１０は２個のモード（モード１〜２）を有することができる。

前記インバータ１０が駆動されるモード１は励磁されることを所望する該相（例えば、第１相（Ｕ相））に対応するコイルＬ_４に該当する上位スイッチ素子Ｑ_７と下位スイッチ素子Ｑ_１０またはＱ_１２が全てターンオンされ、これによってソース電源電圧Ｖｓ全てが該コイルＬ_４に印加されて巻線電流が流れる。
次に、前記インバータ１０が駆動されるモード２は励磁されることを所望しない相に対応するコイル（例えば、Ｌ_４）に該当する上位スイッチ素子Ｑ_７と下位スイッチ素子Ｑ_１０またはＱ_１２のうち何れか一つまたは両方ともターンオフされ、これによって該コイルＬ_４に電流が流れなくなる。

このような動作モードを有する前記インバータ１０は、制御部５０で提供されるインバータ制御信号に応じてモード１または２で駆動され、該相に対応するコイルＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_６を順に励磁させる。
例えば、前記制御部５０は、第１相（Ｕ相）を励磁させるために第１相（Ｕ相）に対応する第４コイルＬ_４をモード１で駆動し、残りの相（第２相（Ｖ相）及び第３相（Ｗ相））に対応する第５及び第６コイルＬ_５、Ｌ_６をモード２で駆動するように前記インバータ１０に第４インバータ駆動信号を提供する。

その後、前記制御部５０は、第２相（Ｖ相）を励磁させるために第２相（Ｖ相）に対応する第５コイルＬ_５をモード１で駆動し、残りの相（第１相（Ｕ相）及び第３相（Ｗ相））に対応する第４及び第６コイルＬ_４、Ｌ_６をモード２で駆動するように前記インバータ１０に第５インバータ駆動信号を提供する。
同様に、前記制御部５０は、第３相（Ｗ相）を励磁させるために第３相（Ｗ相）に対応する第６コイルＬ_６をモード１で駆動し、残りの相（第１相（Ｕ相）及び第２相（Ｖ相））に対応する第４及び第５コイルＬ_４、Ｌ_５をモード２で駆動するように前記インバータ１０に第６インバータ駆動信号を提供する。

ここで、前記第４インバータ駆動信号は、前記第１相（Ｕ相）に対応する第４コイルＬ_４を駆動するために前記第４コイルＬ_４に巻線電流が流れるように第７上位スイッチ素子Ｑ_７と第１０下位スイッチ素子Ｑ_１０を両方ともターンオンしたり、第７上位スイッチ素子Ｑ_７と第１２下位スイッチ素子Ｑ_１２を全てターンオンするように制御し、残りの第２相（Ｖ相）及び第３相（Ｗ相）に対応する第５及び第６コイルＬ_５、Ｌ_６を駆動させないようにするために、前記第５コイルＬ_５に該当する第９上位スイッチ素子Ｑ_９と第８下位スイッチ素子Ｑ_８のうち何れか一つまたは両方ともターンオフしたり、前記第９上位スイッチ素子Ｑ_９と第１２下位スイッチ素子Ｑ_１２のうち何れか一つまたは両方ともターンオフするように制御し、前記第６コイルＬ_６に該当する第１１上位スイッチ素子Ｑ_１１と第８下位スイッチ素子Ｑ_８のうち何れか一つまたは両方ともターンオフしたり、前記第１１上位スイッチ素子Ｑ_１１と第１０下位スイッチ素子Ｑ_１０のうち何れか一つまたは両方ともターンオフするように制御する信号である。

また、前記第５インバータ駆動信号は、前記第２相（Ｖ相）に対応する第５コイルＬ_５を駆動するために前記第５コイルＬ_５に巻線電流が流れるように第９上位スイッチ素子Ｑ_９と第８下位スイッチ素子Ｑ_８を両方ともターンオンしたり、前記第９上位スイッチ素子Ｑ_９と第１２下位スイッチ素子Ｑ_１２を両方ともターンオンするように制御し、残りの第１相（Ｕ相）及び第３相（Ｗ相）に対応する第４及び第６コイルＬ_４、Ｌ_６を駆動させないようにするために、前記第４コイルＬ_４に該当する第７上位スイッチ素子Ｑ_７と第１０下位スイッチ素子Ｑ_１０のうち何れか一つまたは両方ともターンオフしたり、前記第７上位スイッチ素子Ｑ_７と第１２下位スイッチ素子Ｑ_１２のうち何れか一つまたは両方ともターンオフするように制御し、前記第６コイルＬ_６に該当する第１１上位スイッチ素子Ｑ_１１と第８下位スイッチ素子Ｑ_８のうち何れか一つまたは両方ともターンオフしたり、前記第１１上位スイッチ素子Ｑ_１１と第１０下位スイッチ素子Ｑ_１０のうち何れか一つまたは両方ともターンオフするように制御する信号である。

同様に、前記第６インバータ駆動信号は、前記第３相（Ｗ相）に対応する第６コイルＬ_６を駆動するために前記第６コイルＬ_６に巻線電流が流れるように前記第６コイルＬ_６に該当する第１１上位スイッチ素子Ｑ_１１と第８下位スイッチ素子Ｑ_８を両方ともターンオンしたり、前記第１１上位スイッチ素子Ｑ_１１と第１０下位スイッチ素子Ｑ_１０を両方ともターンオンするように制御し、残りの第１相（Ｕ相）及び第２相（Ｖ相）に対応する第４及び第５コイルＬ_４、Ｌ_５を駆動させないようにするために、前記第４コイルＬ_４に該当する第７上位スイッチ素子Ｑ_７と第１０下位スイッチ素子Ｑ_１０のうち何れか一つまたは両方ともターンオフしたり、前記第７上位スイッチ素子Ｑ_７と第１２下位スイッチ素子Ｑ_１２のうち何れか一つまたは両方ともターンオフするように制御し、前記第５コイルＬ_５に該当する第９上位スイッチ素子Ｑ_９と第８下位スイッチ素子Ｑ_８のうち何れか一つまたは両方ともターンオフしたり、前記第９上位スイッチ素子Ｑ_９と第１２下位スイッチ素子Ｑ_１２のうち何れか一つまたは両方ともターンオフするように制御する信号である。

このように動作する前記インバータ１０のメイン駆動部１１−２のＮ個の相のうち何れか一つが故障した場合、該相はスイッチング部４２を介して前記スペア駆動部１３−２のスペア相に連結される。
このような前記インバータ１０のスペア駆動部１３−２は、スペア相（Ｓ相）に対応するスペアコイルＬ_Ｓ（不図示）−即ち、前記ＰＭＳＭモータ３２に設けられたＮ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部１１−２の相の該コイル−に対応する共通スペア端子ｓを有し、前記共通スペア端子ｓの上端と下端にそれぞれ直列に連結された上位スペアスイッチ素子Ｑ_Ｓ３と下位スペアスイッチ素子Ｑ_Ｓ４で構成された少なくとも一対以上のスペアスイッチ素子が連結されている。

ここで、前記スペアコイルＬ_Ｓ（不図示）は、前記メイン駆動部１１−２のＮ個の相のうち故障した相に対応するコイルであって、例えば第１相（Ｕ相）が故障した場合、前記スペアコイルＬ_Ｓは第１相（Ｕ相）に対応するコイルＬ_４であり、第２相（Ｖ相）が故障した場合、前記スペアコイルＬ_Ｓは第２相（Ｖ相）に対応するコイルＬ_５であり、第３相（Ｗ相）が故障した場合、前記スペアコイルＬ_Ｓは第３相（Ｗ相）に対応するコイルＬ_６であることができる。
前記スイッチング部４２は、一端が前記スペア共通端子（Ｓ）に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_６の共通端子ｕ、ｖ、ｗにそれぞれ連結され、前記制御部５０から入力されたスイッチング制御信号に応じて前記共通スペア端子ｓが前記Ｎ個のコイルの共通端子のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個のスイッチＳ_７〜Ｓ_９で構成される。

前記制御部５０は、前記メイン駆動部１１−２のＮ個の相のうち故障した相を前記スペア駆動部１３−２のスペア相（Ｓ相）に代替するために、前記スイッチング部４２にスイッチング制御信号を提供し、前記スペア駆動部１３−２の前記共通スペア端子ｓが前記メイン駆動部１１−２のＮ個の相に対応するコイルＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_６の共通端子ｕ、ｖ、ｗのうち故障したコイルの該端子に連結されるように前記Ｎ個のスイッチＳ_７〜Ｓ_９をスイッチングされるように制御する。
例えば、前記メイン駆動部１１−２の第１相（Ｕ相）が故障した場合、前記スイッチング部４２は制御部５０から入力された第４スイッチング制御信号に応じて前記スペア駆動部１３−２の共通スペア端子ｓが前記メイン駆動部１１−２の第１相（Ｕ相）の共通端子ｕに連結されるように前記スイッチング部４２のＮ個のスイッチＳ_７〜Ｓ_９のうち第７スイッチＳ_７でスイッチングされる。

また、前記メイン駆動部１１−２の第２相（Ｖ相）が故障した場合、前記スイッチング部４２は、制御部５０から入力された第５スイッチング制御信号に応じて前記スペア駆動部１３−２の共通スペア端子ｓが前記メイン駆動部１１−２の第２相（Ｖ相）の共通端子ｖに連結されるように前記スイッチング部４２のＮ個のスイッチＳ_７〜Ｓ_９のうち第８スイッチＳ_８でスイッチングされる。
同様に、前記メイン駆動部１１−２の第３相（Ｗ相）が故障した場合、前記スイッチング部４２は、制御部５０から入力された第６スイッチング制御信号に応じて前記スペア駆動部１３−２の共通スペア端子ｓが前記メイン駆動部１１−２の第３相（Ｗ相）の共通端子ｗに連結されるように前記スイッチング部４２のＮ個のスイッチＳ_７〜Ｓ_９のうち第９スイッチＳ_９でスイッチングされる。

図４は本発明の一実施例によるモータの駆動方法を示すフローチャートであり、図５は図４に図示されたモータの駆動方法の一部の詳細なフローチャートである。
図４及び５を参照すると、本発明の一実施例によるモータの駆動方法は、先ず、制御部５０がインバータ１０のメイン駆動部１１にインバータ駆動信号を提供し、前記モータ３０に設けられたＮ個の相（ｐｈａｓｅ）を順に励磁させるように該相に対応する前記インバータ１０のメイン駆動部１１の該コイルに順に電流を印加するように制御する（Ｓ１００）。

その後、順に励磁されたＮ個の相から出力信号を検出し（Ｓ２００）、前記検出されたＮ個の相の出力信号でそれぞれの相が故障したか否かを判断する（Ｓ３００）。ここで、前記段階（Ｓ３００）は、図５に図示されたような段階を経てそれぞれの相が故障したか否かを判断する。
具体的に、前記制御部５０は、検出部２０から検出された第１相（Ｕ相）の出力信号、即ち、検出電流Ｉ_Ｕが設定値Ａ（例えば、Ｉ_Ｕ＝０）であるか否かを判断する（Ｓ３１０）。

前記段階（Ｓ３１０）において、前記第１相（Ｕ相）の検出電流Ｉ_Ｕが設定値Ａ（Ｉ_Ｕ＝０）でない場合、前記制御部５０は第２相（Ｖ相）の出力信号、即ち検出電流Ｉ_Ｖが設定値Ａ（例えば、Ｉ_Ｖ＝０）であるか否かを判断する（Ｓ３２０）。
前記段階（Ｓ３２０）において、前記第２相（Ｖ相）の検出電流Ｉ_Ｖが設定値Ａ（Ｉ_Ｖ＝０）でない場合、前記制御部５０は第３相（Ｗ相）の出力信号、即ち検出電流Ｉ_Ｗが設定値Ａ（例えば、Ｉ_Ｗ＝０）であるか否かを判断する（Ｓ３３０）。
前記段階（Ｓ３３０）において、前記第３相（Ｗ相）の検出電流Ｉ_Ｗが設定値Ａ（Ｉ_Ｗ＝０）でない場合、前記制御部５０は前記モータ３０に設けられたＮ個の相が全て正常であると判断してインバータ１０のメイン駆動部１１で前記モータ３０を正常動作させる（Ｓ３４０）。

一方、前記段階（Ｓ３１０）において、前記第１相（Ｕ相）の検出電流Ｉ_Ｕが設定値Ａ（Ｉ_Ｕ＝０）である場合、前記制御部５０は待機時間Ｉ_ＵＣｏｕｎｔをカウントして（Ｓ３１２）、設定時間Ｂ（例えば、２０秒）の間（Ｉ_ＵＣｏｕｎｔ＝２０）待機した後（Ｓ３１４）、前記第１相（Ｕ相）の再出力信号、即ち再検出電流Ｉ_{ｕＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ｕＣｏｕｎｔ}＝０）であるか否かを判断する（Ｓ３１６）。
前記段階（Ｓ３１６）において、前記制御部５０は、前記第１相（Ｕ相）の再検出電流Ｉ_{ｕＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ｕＣｏｕｎｔ}＝０）である場合、前記第１相（Ｕ相）が故障したと判断し（Ｓ３１８）、前記第１相（Ｕ相）の再検出電流Ｉ_{ｕＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ｕＣｏｕｎｔ}＝０）でない場合、前記段階（Ｓ３２０）に戻り、次の段階を繰り返す。
また、前記段階（Ｓ３２０）において、前記第２相（Ｖ相）の検出電流Ｉ_Ｖが設定値Ａ（Ｉ_Ｖ＝０）である場合、前記制御部５０は待機時間Ｉ_ＶＣｏｕｎｔをカウントして（Ｓ３２２）、設定時間Ｂ（例えば、２０秒）の間（Ｉ_ＶＣｏｕｎｔ＝２０）待機した後（Ｓ３２４）、前記第２相（Ｖ相）の再出力信号、即ち再検出電流Ｉ_{ＶＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ＶＣｏｕｎｔ}＝０）であるか否かを判断する（Ｓ３２６）。
前記段階（Ｓ３２６）において、前記制御部５０は、前記第２相（Ｖ相）の再検出電流Ｉ_{ＶＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ＶＣｏｕｎｔ}＝０）である場合、前記第２相（Ｖ相）が故障したと判断し（Ｓ３２８）、前記第２相（Ｖ相）の再検出電流（Ｉ_{ＶＣｏｕｎｔ}）が設定値Ａ（Ｉ_{ＶＣｏｕｎｔ}＝０）でない場合、前記段階（Ｓ３３０）に戻り、次の段階を繰り返す。
同様に、前記段階（Ｓ３３０）において、前記第３相（Ｗ相）の検出電流Ｉ_Ｗが設定値Ａ（Ｉ_Ｗ＝０）である場合、前記制御部５０は待機時間Ｉ_ＷＣｏｕｎｔをカウントして（Ｓ３３２）、設定時間Ｂ（例えば、２０秒）の間（Ｉ_ＷＣｏｕｎｔ＝２０）待機した後（Ｓ３３４）、前記第３相（Ｗ相）の再出力信号、即ち、再検出電流Ｉ_{ＷＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ＷＣｏｕｎｔ}＝０）であるか否かを判断する（Ｓ３３６）。

前記段階（Ｓ３３６）において、前記制御部５０は、前記第３相（Ｗ相）の再検出電流Ｉ_{ＷＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ＷＣｏｕｎｔ}＝０）である場合、前記第３相（Ｗ相）が故障したと判断し（Ｓ３３８）、前記第３相（Ｗ相）の再検出電流Ｉ_{ＷＣｏｕｎｔ}が設定値Ａ（Ｉ_{ＷＣｏｕｎｔ}＝０）でない場合、前記段階（Ｓ３１０）に戻り、次の段階を繰り返す。
このように、前記段階（Ｓ３００）で前記Ｎ個の相のうち故障した相が検出されると、前記制御部５０はスイッチング部４０にスイッチング制御信号を提供して、前記モータ３０に設けられたＮ個の相のうち故障した相に対応する前記インバータ１０のメイン駆動部１１の該コイルを前記インバータ１０のスペア駆動部１３のスペア相（Ｓ相）に代替するように制御する（Ｓ４００）。

具体的に、図５に図示されたように、前記段階（Ｓ３１８）で前記制御部５０が前記モータ３０に設けられたＮ個の相のうち第１相（Ｕ相）が故障したと判断した場合、前記制御部５０は、スイッチング部４０に第１スイッチング制御信号を提供して、前記第１相（Ｕ相）に対応する前記インバータ１０のメイン駆動部１１の該コイルが前記インバータ１０のスペア駆動部１３のスペア相（Ｓ相）に連結されるようにスイッチング部４０をスイッチングする（Ｓ４１０）。
また、前記段階（Ｓ３２８）で前記制御部５０が前記モータ３０に設けられたＮ個の相のうち第２相（Ｖ相）が故障したと判断した場合、前記制御部５０は、スイッチング部４０に第２スイッチング制御信号を提供して、前記第２相（Ｖ相）に対応する前記インバータ１０のメイン駆動部１１の該コイルが前記インバータ１０のスペア駆動部１３のスペア相（Ｓ相）に連結されるようにスイッチング部４０をスイッチングする（Ｓ４２０）。

同様に、前記段階（Ｓ３３８）で前記制御部５０が前記モータ３０に設けられたＮ個の相のうち第３相（Ｗ相）が故障したと判断した場合、前記制御部５０は、スイッチング部４０に第３スイッチング制御信号を提供して、前記第３相（Ｗ相）に対応する前記インバータ１０のメイン駆動部１１の該コイルが前記インバータ１０のスペア駆動部１３のスペア相（Ｓ相）に連結されるようにスイッチング部４０をスイッチングする（Ｓ４３０）。
前記のように、本発明の一実施例によるモータの駆動装置及び方法は、モータ３０に設けられたＮ個の相のうち何れか一つの相が故障した場合でもこれをスペア相に代替することにより、Ｎ−１個の上でなく、最初のＮ個の相に前記モータ３０を正常動作させることができる。
従って、前記モータ３０を駆動するインバータ１０を交替することなく、最初に設けられた相の変化なしにモータ３０を駆動することができるため、コストが下がるだけでなく、効率的で安定的なモータ３０の駆動が可能になることができる。
本発明の実施例ではモータ３０を駆動する相の数が３相であると説明したが、単相モータは無論２相以上の多相モータに全て適用することができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明の一実施例によるモータの駆動装置のブロック図である。 図１に図示されたモータの駆動装置の第１実施例による回路図である。 図１に図示されたモータの駆動装置の第２実施例による回路図である。 本発明の一実施例によるモータの駆動方法を示すフローチャートである。 図４に図示されたモータの駆動方法の一部の詳細なフローチャートである。

１０ インバータ
１１、１１−１、１１−２ メイン駆動部
１３、１３−１、１３−２ スペア駆動部
１５ 電源部
２０ 検出部
３０、３１、３２ モータ
４０、４１、４２ スイッチング部
５０ 制御部

Claims (23)

1. モータのＮ個の相（ｐｈａｓｅ）を順に励磁させるメイン駆動部及び前記励磁されたＮ個の相のうち故障した相を代替するスペア相を励磁させるスペア駆動部を含むインバータと、
   前記インバータから前記モータに入力される前記Ｎ個の相それぞれの出力信号を検出する検出部と、
   前記励磁されたＮ個の相のうち故障した相に前記スペア駆動部のスペア相が連結されるようにスイッチングするスイッチング部と、
   前記インバータを駆動して、前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号から前記メイン駆動部の相が故障したか否かを判断し、相が故障した場合、該相が前記スペア相に連結されるように前記スイッチング部を制御する制御部と、
   を含むモータの駆動装置。
2. 前記インバータは、
   前記メイン駆動部及び前記スペア駆動部に電源を供給する電源部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動装置。
3. 前記モータはスイッチドリラクタンスモータ（ＳＲＭ）であることを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動装置。
4. 前記インバータのメイン駆動部は、
   前記モータに設けられたＮ個の相に対応し、電流が入出力される上位端子及び下位端子を有するＮ個のコイルと、
   前記Ｎ個のコイルの上位端子と下位端子にそれぞれ直列に連結された上位スイッチ素子及び下位スイッチ素子で構成されたＮ対のスイッチ素子と、
   前記Ｎ対のスイッチ素子のうち何れか一つのスイッチ素子がオフされる場合、該コイルの巻線電流が還流するように前記上位スイッチ素子にそれぞれ並列に連結された上位ダイオード及び前記下位スイッチ素子にそれぞれ並列に連結された下位ダイオードで構成されたＮ対のダイオードと、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載のモータの駆動装置。
5. 前記インバータのスペア駆動部は、
   前記モータに設けられたＮ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部の相の該コイルに対応する上位スペア端子及び下位スペア端子と、
   前記上位スペア端子と下位スペア端子にそれぞれ直列に連結された上位スペアスイッチ素子及び下位スペアスイッチ素子で構成された少なくとも一対以上のスペアスイッチ素子と、
   前記一対以上のスペアスイッチ素子のうち何れか一つのスペアスイッチ素子がオフされる場合、該コイルの巻線電流が還流するように前記上位スペアスイッチ素子にそれぞれ並列に連結された上位スペアダイオード及び前記下位スペアスイッチ素子にそれぞれ並列に連結された下位スペアダイオードで構成された少なくとも一対以上のスペアダイオードと、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載のモータの駆動装置。
6. 前記スイッチング部は、
   一端が前記上位スペア端子に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルの上位端子にそれぞれ連結され、前記制御部から入力されたスイッチング制御信号に応じて前記上位スペア端子が前記Ｎ個のコイルの上位端子のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個の上位スイッチと、
   一端が前記下位スペア端子に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルの下位端子にそれぞれ連結され、前記スイッチング制御信号に応じて前記下位スペア端子が前記Ｎ個のコイルの下位端子のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個の下位スイッチと、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載のモータの駆動装置。
7. 前記制御部は、
   前記Ｎ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部の該コイルを前記スペア駆動部に連結するために、前記スペア駆動部の上位スペア端子が前記メイン駆動部の該コイルの上位端子に連結されるように該上位スイッチを制御すると共に、前記スペア駆動部の下位スペア端子が前記メイン駆動部の該コイルの下位端子に連結されるように該下位スイッチを制御することを特徴とする請求項６に記載のモータの駆動装置。
8. 前記モータは永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ）であることを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動装置。
9. 前記インバータのメイン駆動部は、
   前記モータに設けられたＮ個の相に対応し、Ｎ個のコイルそれぞれが接続される一つの接続点及び電流が入出力される共通端子を有し、前記接続点とそれぞれの共通端子との間に設けられたＮ個のコイルと、
   前記Ｎ個のコイルの共通端子の上端と下端にそれぞれ直列に連結された上位スイッチ素子及び下位スイッチ素子で構成されたＮ対のスイッチ素子と、
   を含むことを特徴とする請求項８に記載のモータの駆動装置。
10. 前記インバータのスペア駆動部は、
    前記モータに設けられたＮ個の相のうち故障した相に該当する前記メイン駆動部の相の該コイルに対応する共通スペア端子と、
    前記共通スペア端子の上下端にそれぞれ直列に連結された上位スペアスイッチ素子及び下位スペアスイッチ素子で構成された少なくとも一対以上のスペアスイッチ素子と、
    を含むことを特徴とする請求項９に記載のモータの駆動装置。
11. 前記スイッチング部は、
    一端が前記スペア共通端子に連結され、他端が前記Ｎ個のコイルの共通端子にそれぞれ連結され、前記制御部から入力されたスイッチング制御信号に応じて前記共通スペア端子が前記Ｎ個のコイルの共通端子のうち何れか一つに連結されるようにスイッチングするＮ個のスイッチを含むことを特徴とする請求項１０に記載のモータの駆動装置。
12. 前記制御部は、
    前記Ｎ個の相のうち故障した相に対応する前記メイン駆動部の該コイルを前記スペア駆動部に連結するために、前記スペア駆動部の共通スペア端子が前記メイン駆動部の該コイルの共通端子に連結されるように該スイッチを制御することを特徴とする請求項１１に記載のモータの駆動装置。
13. 前記検出部は電流センサ、電圧センサ、相位置センサまたはその組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動装置。
14. 前記検出信号は電流信号、電圧信号、相位置信号またはその組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動装置。
15. （Ａ）インバータのメイン駆動部を駆動してモータに設けられたＮ個の相（ｐｈａｓｅ）を順に励磁させる段階と、
    （Ｂ）検出部が前記インバータから前記モータに入力される前記メイン駆動部の励磁されたＮ個の相からそれぞれの出力信号を検出する段階と、
    （Ｃ）前記制御部が前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号から前記メイン駆動部の相が故障したか否かを判断し、相が故障した場合、該相がこれを代替するインバータのスペア駆動部に連結されるようにスイッチングする段階と、
    を含むモータの駆動方法。
16. 前記（Ｃ）段階は、
    （Ｃ１）前記制御部が前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号から前記メイン駆動部の相が故障したか否かを判断する段階と、
    （Ｃ２）前記メイン駆動部の相が故障した場合、前記制御部が該相を代替する前記スペア駆動部のスペア相に前記メイン駆動部の該相が連結されるようにスイッチングする段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載のモータの駆動方法。
17. 前記（Ｃ１）段階は、
    （Ｃ１−１）前記制御部が前記検出されたＮ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａであるか否かを判断する段階と、
    （Ｃ１−２）前記Ｎ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａである場合、該相が故障したと判断する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１６に記載のモータの駆動方法。
18. 前記Ｎ個の相それぞれの出力信号は電流信号であり、前記設定値Ａは０ｍＡであることを特徴とする請求項１７に記載のモータの駆動方法。
19. 前記（Ｃ１）段階は、
    前記（Ｃ１−１）段階の後、
    （Ｃ１−３）前記Ｎ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａである場合、設定時間Ｂの間待機した後、前記Ｎ個の相それぞれの再出力信号を再検出する段階と、
    （Ｃ１−４）前記再検出された前記Ｎ個の相それぞれの再出力信号が設定値Ａであるか否かを判断する段階と、
    （Ｃ１−５）前記Ｎ個の相それぞれの再検出信号が設定値Ａである場合、該相が故障したと判断する段階と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のモータの駆動方法。
20. 前記Ｎ個の相それぞれの出力信号及び再出力信号は電流信号であり、前記設定値Ａは０ｍＡであり、設定時間Ｂは１５秒〜２５秒であることを特徴とする請求項１９に記載のモータの駆動方法。
21. 前記（Ｃ１−１）段階において、
    前記Ｎ個の相それぞれの出力信号が設定値Ａでない場合、該相が正常であると判断する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載のモータの駆動方法。
22. 前記（Ｃ１−４）段階において、
    前記Ｎ個の相それぞれの再検出信号が設定値Ａでない場合、該相が正常であると判断する段階を含むことを特徴とする請求項１９に記載のモータの駆動方法。
23. 前記（Ｃ２）段階は、
    （Ｃ２−１）前記メイン駆動部の相が故障した場合、前記制御部が該相に対応するコイルの端子と前記スペア駆動部のスペア相に対応するスペア端子とを連結するように構成されたスイッチング部にスイッチング制御信号を提供する段階と、
    （Ｃ２−２）前記制御部から提供されたスイッチング制御信号に応じて前記スイッチング部が前記メイン駆動部の該相に対応するコイルの端子を前記スペア端子に連結されるようにスイッチングする段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１６に記載のモータの駆動方法。

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