KR100228698B1

KR100228698B1 - 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치

Info

Publication number: KR100228698B1
Application number: KR1019970008591A
Authority: KR
Inventors: 표상연
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR19980073353A

Abstract

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM:Switched Reluctance Motor)코일에 흐르는 전류를 제어하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정밀한 전류제어를 위해 모터코일에 흐르는 전류를 감지하고 감지한 전류를 피이드백하여 스위치드 릴럭턴스모터코일 흐르는 전류를 제어함으로써 모터의 토오크 니플에 의한 소음을 감소시키고, 또한 고가인 홀 센서를 사용하지 않고 저가인 저항소자를 사용함으로써 코스트를 대폭 절감시킬 수 있도록 하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 모터코일에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서부와, 전류센서부에서 발생하는 전압차를 출력하는 차동증폭부와, 차동증폭부로 출력되는 신호를 필터링하는 저역필터부와, 정밀한 전류제어를 위해 차동증폭부로 출력되는 신호를 피이드백 시키는 피이드백저항으로 구성한 전류검출회로부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM:Switched Reluctance Motor)코일에 흐르는 전류를 제어하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 정밀한 전류제어를 위해 모터코일에 흐르는 전류를 저항소자로 감지하고 감지한 전류를 다시 피이드백하여 스위치드 릴럭턴스 모터코일에 흐르는 전류를 제어할 수 있게 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지회로도는 도 1과 도 2에 각각 도시되어 있다.

도 1에 도시한 모터 전류감지회로는 모터코일에 흐르는 전류를 감지하는 저항센서(RS)와, 센서로 부터 감지된 신호에 의해 모터코일(L)에 전원을 공급하는 전계효과트랜지스터(FET1),(FET2)와, 모터코일에 흐르는 전류를 제어하는 역류방지용 다이오드(D1),(D2)로 구성되어 있다.

이와같이 구성되어 있는 도 1의 동작에 대해 설명한다.

저항센서(RS)에서 감지한 신호에 의해 전계효과트랜지스터(FET1),(FET2)와 같은 스위칭소자가 턴온되면 전원은 턴온된 전계효과트랜지스터(FET1),(FET2)의 드래인(D)과 소오스(S)측을 통해 모터코일(L)에 인가된다.

이때 모터의 스테이터(3상)가 자화됨과 동시에 자기흡인력에 의해 로터가 당겨짐에 따라 로터는 회전하게 된다.

이렇게 반복되는 상기 과정에 의하여 모터는 회전하게 된다.

그러나 이런 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 모터의 3상코일에 흐르는 전체 전류만 감지하여 모터를 회전시키는데만 한정하고 있다. 이로 인하여 모터의 3상코일에 흐르는 전류를 정확히 감지하지 못하고, 부정확한 전류감지에 의해 스위치드 릴럭턴스 모터에 토오크 니플을 크게 하고, 그러한 토오크 니플에 의한 소음이 발생하게 된다.

또한 도 2는 도 1과 동일구성을 갖는 스위치드 릴럭턴스 모터이나, 도 1의 저항센서 대신 홀센서(HS)를 이용하여 모터코일(L)에 흐르는 전류를 감지하도록 구성한 것이다.

그러나 도 2의 구성역시 고가인 홀센서를 사용함에 따라 코스트를 상승시키는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 단점을 해결하고자 이루어진 것으로서, 그 목적은 모터의 정밀한 전류제어를 위해 스위치드 릴럭턴스 모터코일에 흐르는 전류를 감지하고 감지한 전류를 다시 피이드백하여 모터코일에 흐르는 전류를 제어함므로써 모터의 토오크 니플에 의한 소음을 감소시킴과 동시에 고가인 홀센서를 사용하지 않고 저가인 저항소자를 사용함으로써 코스트를 대폭 절감시키도록 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 본 발명은 모터코일에 흐르는 전류를 감지하고 감지한 전류를 피이드백 시키는 전류검출회로부를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 모터코일에 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부와, 상기 전류감지부에서 감지한 전류에 의해 전압의 차를 구하는 차동증폭부와, 차동증폭부로 출력되는 신호를 필터링하는 저역필터부를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 특징은 모터코일에 흐르는 전류를 감지하는 저항소자를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 저항센서를 이용한 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지회로도

도 2는 종래의 홀센서를 이용한 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지회로도

도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 블록구성도

도 4는 도 3에서의 전류검출회로부의 상세회로도

도 5a,b,c는 도 4에서의 설명을 위한 신호파형도

도 6은 본 발명에 따른 플로우챠트이다.

＜도면의주요부분에사용된부호의설명＞

10:위치검출기 20:마이컴

30:전류제어기 40:펄스폭변조신호발생기

50:인버터회로부 60:전류감지부

70:차동증폭부 80:저역필터부

90:가산기 100:전류검출회로부

R1,R2:저항소자 C1,C2:콘덴서

R5:피이드백저항 L:모터코일

FET1,FET2:전계효과트랜지스터

이하 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 첨부 도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 블록구성도로서, 도 3에서와 같이 위치검출기(10)에서 검출한 모터의 현재 위치에 따라 모터의 각상에 맞는 전류형상의 펄스폭변조신호를 송출하는 마이컴(20)과, 마이컴에서 송출되는 전류형상의 펄스폭변조신호와 전류검출회로부(100)에서 검출된 신호차를 가산하여 차전압을 발생시키는 가산기(90)와, 차전압을 적정하게 제어하는 전류제어기(30)와, 전류제어기로부터 제어된 전류에 의해 펄스폭변조신호를 발생시키는 펄스폭변조신호발생기(40)와, 펄스폭변조신호로 스위치드 릴적턴스 모터(SRM)의 구동을 제어하는 인버터회로부(50)와, 모터코일에 흐르는 전류를 감지하고 감지한 전류를 피이드백시키는 전류검출회로부(100)로 구성되어 있다.

도 4는 전류검출수단의 상세회로도로서, 도 1,2에 도시한 도면에서 동일한 역할을 하는 부분에 대해서는 생략 하기로 한다.

상기 전류검출회로부(100)는 도 4에서와 같이, 모터코일(L)에 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부(60)와, 전류감지부에서 감지한 전류에 의해 전압의 차를 구하는 차동증폭부(70)와, 차동증폭부로 출력되는 신호를 필터링하는 저역필터부(80)와, 차동증폭부로 출력되는 신호를 피이드백시키는 피이드백저항(R5)으로 구성된다.

상기 전류감지부(60)는 모터코일(L)에 흐르는 전류를 감지하는 저항소자(R1),(R2)로 구성된다.

상기 저역필터부(80)는 차동증폭부로 출력되는 신호를 필터링하는 콘덴서(C1),(C2)로 구성된다.

도 5a,b,c는 도 4에서의 설명을 위한 신호파형도이고, 도 6은 본 발명에 따른 플로우챠트로서, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6에 의거하여 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 4에 도시한 스위칭소자와 같은 전계효가트랜지스터(FET1),(FET2)가 "턴온"되면 턴온된 전계효과트랜지스(FET1)의 드래인(D)과 소오스(S)측을 통해 모터코일(L)에 전압이 인가되고, 인가된 전압은 "턴온"된 전계효과트랜지스터(FET2)의 드래인(D)과 소오스(S)측을 통해 저항소자(R1)로 흐른다.

이때 저항소자(R1)으로 흐르는 전류에 의해 도 5a와 같은 전압(VR1)이 생성된다.

한편 이러한 상태에서 전계효과트랜지스터(FET1),(FET2)가 "턴오프"되면 모터코일(L)에 잔류한 역기전력이 R2-D2-L-D1-C 순으로 프리휠링될 때 저항소자(R2)의 양단전압에 도 5b와 같은 전압이 생성되어 차동증폭부(70)의 Vout로 도 5c와 같은 R1 및 R2 의 전압차가 출력된다.

즉 R3=R4 R5=R6 일때 Vout는 Vout = -

(VR1-VR2)= -

(VR1-VR2)로 출력된다.

이를 도 3과 도 6에 도시한 도면에 의거하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 적용되는 블록 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 플로우챠트로서, 도 3에서와 같이 위치검출기(10)는 모터의 스테이터(3상) 대비로 로터의 현재 위치를 검출하고 검출한 로터의 현재 위치를 마이컴(20)으로 전송한다(S10).

따라서 마이컴(20)은 위치검출기(10)로부터 검출한 로터의 현재 위치에 따라 모터의 각상(3상)에 맞는 전류형상의 펄스폭변조(PWM)신호를 송출한다(S20).

이때 가산기(90)는 마이컴(20)에서 송출되는 전류형상의 펄스폭변조신호와 전류검출회로부(100)로부터 검출된 신호차를 가산하고 가산한 차전압을 전류제어기(30)에 공급한다.

따라서 전류제어기(30)는 가산기(90)에서 가산된 차전압을 적정하게 제어한후(S30) 제어된 신호를 펄스폭변조신호발생기(40)로 전송한다

한편 펄스폭변조신호발생기(40)는 그에 전송된 제어신호에 의해 전류형상의 펄스폭변조신호(S40)를 인버터(50)로 송출한다.

따라서 인버터(50)는 그에 송출된 펄스폭변조신호가 모터의 코일에 전원을 인가하면(S50) SRM모터(S70)의 스테이터(3상) 대비로 로터의 현재위치를 검출하고(S80) 이와 동시에 도 4에 도시한 저항소자(R1),(R2)로 흐르는 전류를 검출하여(S60) S30단계로 리턴시키고, 따라서 로터의 현재 위치를 검출하여(S80) S20단계로 리턴시킨다.

이상에서와 같이 동작되는 본 발명에 의하면, 모터의 코일에 흐르는 전류를 저항소자로 감지하고 감지한 전류를 전류제어기로 피이드백 시킴으로써 모터의 토오크 니플에 의한 소음을 감소시키는 효과를 제공함과 동시에 고가인 홀센서를 사용하지 않고 저가인 저항소자를 사용함으로써 코스트를 대폭 절감시키는 효과가 있다.

Claims

위치검출기에서 검출한 로터의 현재 위치에 따라 모터의 각상에 맞는 전류형상의 펄스폭변조신호를 송출하는 마이컴과;

신호차를 검출하는 전류검출회로부와;

상기 마이컴에서 송출된 전류형상의 펄스폭변조신호와 전류검출회로부에서 검출된 신호차를 가산하는 가산기와;

상기 가산기에서 가산된 신호차를 적정하게 제어하는 전류제어기와;

상기 전류제어기에서 제어된 신호에 의해 펄스폭변조신호를 발생시키는 펄스폭변조신호발생기와;

상기 펄스폭변조신호로 모터의 구동을 제어하는 인버터회로부로 구성된 스위치드 릴럭턴스 모터에 있어서,

상기 전류검출회로부는;

모터코일에 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부와;

전류감지부에서 발생하는 전압차를 증폭하는 차동증폭부와;

상기 차동증폭부에서 증폭된 신호를 필터링하는 저역필터부로 구성한 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전류감지부는

모터코일에 흐르는 전류를 감지하는 저항소자로 구성됨을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치.
제 2 항에 있어서, 타측단자가 접지된 상기 저항소자의 일측단자를 차동증폭기의 입력비반전 및 반전단자와 전계효과트랜지스터의 소오스단자에 각각 병렬로 접속시킨 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 저역필터부는 차동증폭부에서 출력되는 신호를 필터링시키는 콘덴서로 구성됨을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치.
제 4 항에 있어서, 타측단자가 접지된 상기 콘덴서의 일측단자를 차동증폭기의 입력비반전단자에 접속하고, 또 하나의 콘덴서를 차동증폭기의 입력반전단자와 차동증폭기의 출력단자 사이에 병렬로 접속시킨 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차동증폭부로 출력되는 신호를 피이드백시키는 피이드백저항을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류감지장치.