KR100313252B1 - sensorless mode conversion apparatus of BLDC motor - Google Patents
sensorless mode conversion apparatus of BLDC motor Download PDFInfo
- Publication number
- KR100313252B1 KR100313252B1 KR1019990000188A KR19990000188A KR100313252B1 KR 100313252 B1 KR100313252 B1 KR 100313252B1 KR 1019990000188 A KR1019990000188 A KR 1019990000188A KR 19990000188 A KR19990000188 A KR 19990000188A KR 100313252 B1 KR100313252 B1 KR 100313252B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electromotive force
- power
- rotor position
- motor
- brushless
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
- H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
-
- 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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
본 발명은 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치에 관한 것으로, 전원입력단의 교류입력전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터수단과, 상기 컨버터수단에서 변환된 직류전원을 원하는 주파수의 3상 교류전원으로 변환시키는 인버터수단과, 상기 인버터수단으로부터 출력되는 3상 교류전원에 의해 회전하는 BLDC 모터와, 상기 BLDC 모터의 역기전력 신호를 감지하여 회전자 위치신호를 검출하는 역기전력감지수단으로 구성된 BLDC 모터의 모드전환장치에 있어서, 상기 인버터수단의 dc 링크전류를 감지하는 전류감지수단과, 상기 역기전력감지수단에 의해 감지된 역기전력 신호로부터 구해진 회전자 위치 신호의 펄스폭이 일정 간격인지를 판단하고, 상기 전류감지수단에 의해 감지된 dc 링크전류가 일정 레벨 이하인지를 판단하여 센서리스 모드로의 전환을 수행하는 제어수단으로 이루어져, 역기전력으로부터 구해진 회전자 위치 신호의 펄스폭이 일정 간격이고 인버터 dc 링크전류가 일정 레벨 이하일 때 센서리스 모드로의 전환을 수행하여 안정된 모드 전환이 가능하다.The present invention relates to a sensorless mode switching device of a brushless DC motor, comprising: converter means for converting AC input power at a power input stage into a DC power source, and converting the DC power converted by the converter means into a three-phase AC power source having a desired frequency; Mode switching of a BLDC motor comprising an inverter means for converting, a BLDC motor rotating by a three-phase AC power output from the inverter means, and a counter electromotive force detecting means for detecting a counter electromotive force signal of the BLDC motor to detect a rotor position signal An apparatus comprising: a current sensing means for sensing a dc link current of said inverter means and a pulse width of a rotor position signal obtained from a back electromotive force signal sensed by said back electromotive force sensing means to determine whether the pulse width is a constant interval, and said current sensing means Sensorless mode determines whether the dc link current detected by the It consists of the control means for performing a conversion, pulse width of a predetermined interval of the rotor position signals obtained from counter electromotive force, and it is possible to drive the dc link current is equal to or less than a predetermined level when the sensor-less mode, stable mode switching to perform the transition to the.
Description
본 발명은 브러쉬리스 직류 모터(이하, BLDC 모터라 한다)의 센서리스(sensorless) 제어에 관한 것으로, 특히 가속 모드에서 센서리스 모드로의 전환시 역기전력과 인버터 dc 링크전류를 이용하여 센서리스 모드로 안정되게 전환시키는 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치에 관한 것이다.The present invention relates to sensorless control of a brushless direct current motor (hereinafter referred to as a BLDC motor), and in particular to a sensorless mode using a back electromotive force and an inverter dc link current when switching from an acceleration mode to a sensorless mode. A sensorless mode switching device for a brushless direct current motor for stably switching.
일반적으로, BLDC 모터의 센서리스 제어시 가속 모드에서 센서리스 모드로의 전환은 안정된 제어를 위해 매우 중요하며, 회전자에 의한 역기전력과 고정자의 상전류가 일치하는 순간에서 전환하는 것이 필요하다.In general, the switching from the acceleration mode to the sensorless mode in the sensorless control of the BLDC motor is very important for stable control, and it is necessary to switch at the instant when the counter electromotive force by the rotor and the phase current of the stator coincide.
만약, 역기전력과 상전류가 일치하지 않는 순간에 모드 전환이 일어나면 모드 전환 실패로 인하여 BLDC 모터가 탈조되어 정지하게 된다.If the mode change occurs at the moment when the counter electromotive force and the phase current do not coincide, the BLDC motor stops due to the mode change failure.
이에, 종래에는 역기전력과 상전류가 일치하는 순간에 모드를 전환하기 위해, 도 1에 도시한 바와같이, 전원입력단(1)으로부터 입력되는 AC입력전원을 DC전원으로 변환하는 컨버터부(3)와, BLDC 모터(7)를 회전시키도록 다수개의 파워-트랜지스터를 교번으로 턴온 또는 턴오프동작시켜 상기 컨버터부(3)로부터 출력되는 DC전원을 3상 AC전원으로 변환시키는 인버터부(5)로 구성된 BLDC 모터의 제어회로에 상기 BLDC 모터(7)의 역기전력을 감지하여 회전자 위치신호를 검출하는 역기전력감지부(9)를 연결하여 모드전환장치를 구성하였다.Accordingly, in order to switch the mode at the moment when the counter electromotive force and the phase current coincide with each other, as shown in FIG. 1, a converter unit 3 for converting AC input power input from the power input terminal 1 into DC power, BLDC comprising an inverter unit 5 for converting the DC power output from the converter unit 3 into a three-phase AC power source by alternately turning on or off a plurality of power transistors to rotate the BLDC motor 7. A mode switching device was constructed by connecting a counter electromotive force detection unit 9 which detects a counter electromotive force of the BLDC motor 7 to detect a rotor position signal to a control circuit of the motor.
상기 역기전력감지부(9)는 도 2에 도시한 바와같이, 상기 BLDC 모터(7)의 역기전력 신호(a,b,c)를 감지하여 소정의 크기로 축소하는 전압분배기(11)와, 상기 전압분배기(11)에 의해 축소된 역기전력 신호로부터 90。의 위상 지연을 갖는 삼각파를 생성하는 적분기(13)와, 상기 적분기(13)의 출력과 역기전력의 중성전압을 비교하여 구형파를 생성하는 비교기(15)와, 상기 비교기(15)의 구형파 신호를 DC 그라운드 기준으로 변환시키는 아이솔레이션(17)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the counter electromotive force detecting unit 9 detects the counter electromotive force signals a, b, and c of the BLDC motor 7, and reduces the voltage to a predetermined size. An integrator 13 generating a triangular wave having a phase delay of 90 ° from the back EMF signal reduced by the divider 11, and a comparator 15 generating a square wave by comparing the neutral voltage of the output of the integrator 13 with the counter electromotive force. And an isolation 17 for converting the square wave signal of the comparator 15 to a DC ground reference.
상기와 같이 구성된 BLDC 모터의 모드전환장치에 있어서, 전원입력단(1)으로부터 AC입력전원이 인가되면, AC입력전원은 컨버터부(3)를 통해 소정의 DC전원으로 변환되고, 인버터부(5)에서는 도시되지 않은 6개의 파워-트랜지스터를 교번으로 턴온 또는 턴오프동작시켜 상기 컨버터부(3)로부터 출력되는 DC전원을 3상(u상, v상, w상) AC전원으로 변환시켜 BLDC 모터(7)를 회전시킨다.In the mode switching device of the BLDC motor configured as described above, when AC input power is applied from the power input terminal 1, the AC input power is converted into a predetermined DC power through the converter unit 3, and the inverter unit 5 In Fig. 6, six power-transistors (not shown) are alternately turned on or off to convert the DC power output from the converter unit 3 into three-phase (u-phase, v-phase, w-phase) AC power to convert a BLDC motor ( 7) Rotate
상기 BLDC 모터(7)를 전환 RPM(가속 모드에서 센서리스 모드로 전환하기에 적합한 RPM, 8,000 RPM)까지 가속 후, 인버터부(5)의 출력단에 연결된 역기전력감지부(9)에서는 BLDC 모터(7)의 역기전력을 감지하여 회전자 위치신호를 다음과 같이 검출한다.After the BLDC motor 7 is accelerated to the switching RPM (RPM suitable for switching from the acceleration mode to the sensorless mode, 8,000 RPM), the counter electromotive force detection unit 9 connected to the output terminal of the inverter unit 5 has a BLDC motor 7 Detect the counter electromotive force of) and detect the rotor position signal as follows.
먼저, BLDC 모터(7)의 역기전력 신호(a,b,c)는 그 크기가 적분기(13)에서 처리하기에는 매우 크므로 BLDC 모터(7)의 역기전력 신호(a,b,c)를 전압분배기(11)를 통해 감지하여 도 3에 도시한 바와같이, 적당한 크기(va,vb,vc)로 줄여준다.First, since the magnitude of the counter electromotive force signals a, b, and c of the BLDC motor 7 is very large to be processed by the integrator 13, the counter electromotive force signals a, b, and c of the BLDC motor 7 are divided into voltage dividers ( 11) through the detection to reduce to a suitable size (v a , v b , v c ) as shown in FIG.
상기 전압분배기(11)에 의해 축소된 역기전력 신호(va,vb,vc)가 적분기(13)를통과하면 위상이 90。 지연되면서 도 3에 도시한 바와같이, 삼각파 형태를 갖는 신호(vai,vbi,vci)가 된다.When the back electromotive force signal v a , v b , v c reduced by the voltage divider 11 passes through the integrator 13, the phase is delayed by 90 ° and as shown in FIG. 3, the signal having a triangular wave shape ( v ai , v bi , v ci ).
상기 적분기(13)의 출력 신호(vai,vbi,vci)는 역기전력의 중성점 전압(vn)과 비교기(15)에 의해 비교되어 도 3에 도시한 바와같이, 구형파 펄스의 회전자 위치신호(Sa,Sb,Sc)를 발생한다.The output signals v ai , v bi , v ci of the integrator 13 are compared with the neutral point voltage v n of the counter electromotive force by the comparator 15 and as shown in FIG. 3, the rotor position of the square wave pulse. Generate signals S a , S b , and S c .
이때, 상기 BLDC 모터(7)가 일정 속도로 가속 후 센서리스 모드로의 전환을 위해 일정 속도에서의 회전자 위치신호(Sa,Sb,Sc)의 펄스폭이 그 속도에 대응되는 간격으로 발생하는지를 감지하여 모드 전환을 수행한다.At this time, in order to switch to the sensorless mode after the BLDC motor 7 accelerates at a constant speed, the pulse widths of the rotor position signals Sa , S b , and S c at a constant speed correspond to the speed. Performs mode switching by detecting whether
이는, 기본적으로 회전자 위치와 고정자 상간에 동기가 일치하지 않으면 일정 간격의 위치 신호 펄스가 발생하지 않으므로 BLDC 모터(7)에 가해지는 PWM 듀티를 줄여가며 동기가 일치하는 순간을 검지하는 것이다.This basically means that if the synchronization does not coincide between the rotor position and the stator phase, no position signal pulses are generated at regular intervals, thereby reducing the PWM duty applied to the BLDC motor 7 and detecting the coincidence of the synchronization.
그런데, 이와같은 종래의 모드전환방식에 있어서는, 회전자 위치와 고정자 상간의 동기가 일치할 경우에는 도 4에 도시한 바와같이, 일정한 간격의 회전자 위치 신호 펄스를 발생하고, 동기가 일치하지 않을 경우에는 도 5에 도시한 바와같이, 간격이 일정하지 않은 형태의 펄스를 발생하여야만 모드 전환을 정확히 수행할 수 있는데, 역기전력으로부터 구해진 회전자 위치 신호만을 이용하여 모드 전환을 할 경우 동기가 일치하지 않는 순간에도 구해진 회전자 위치 펄스는 회전자와 고정자 간에 동기가 일치한 형태의 주기적인 펄스를 발생하므로 센서리스 모드로의 전환이 어렵다는 문제점이 있었다.By the way, in the conventional mode switching method, when the synchronization between the rotor position and the stator phase coincides, as shown in FIG. 4, the rotor position signal pulses are generated at regular intervals, and the synchronization does not coincide. In this case, as shown in FIG. 5, the mode switching can be accurately performed only by generating a pulse having a non-uniform interval. When the mode switching is performed using only the rotor position signal obtained from the counter electromotive force, synchronization is not consistent. The rotor position pulse obtained even at the moment generates a periodic pulse in the form of synchronism between the rotor and the stator, thus making it difficult to switch to the sensorless mode.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 역기전력으로부터 구해진 회전자 위치 신호의 펄스폭이 일정 간격이고 인버터 dc 링크전류가 일정 레벨 이하일 때 센서리스 모드로의 전환을 수행하여 안정된 모드 전환이 가능한 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and when the pulse width of the rotor position signal obtained from the counter electromotive force is a constant interval and the inverter dc link current is below a predetermined level, the switching to the sensorless mode is performed. It is an object of the present invention to provide a sensorless mode switching device of a brushless DC motor capable of stable mode switching.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치는, 전원입력단의 교류입력전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터수단과, 상기 컨버터수단에서 변환된 직류전원을 원하는 주파수의 3상 교류전원으로 변환시키는 인버터수단과, 상기 인버터수단으로부터 출력되는 3상 교류전원에 의해 회전하는 BLDC 모터와, 상기 BLDC 모터의 역기전력 신호를 감지하여 회전자 위치신호를 검출하는 역기전력감지수단으로 구성된 BLDC 모터의 모드전환장치에 있어서, 상기 인버터수단의 dc 링크전류를 감지하는 전류감지수단과, 상기 역기전력감지수단에 의해 감지된 역기전력 신호로부터 구해진 회전자 위치 신호의 펄스폭이 일정 간격인지를 판단하고, 상기 전류감지수단에 의해 감지된 dc 링크전류가 일정 레벨 이하인지를 판단하여 센서리스 모드로의 전환을 수행하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a sensorless mode switching device of a brushless DC motor according to the present invention includes a converter means for converting an AC input power at a power input stage into a DC power supply, and a DC power converted by the converter means at a desired frequency. An inverter means for converting to a three-phase AC power source, a BLDC motor rotated by a three-phase AC power output from the inverter means, and a counter electromotive force detection means for detecting a rotor position signal by detecting a counter electromotive force signal of the BLDC motor In the mode switching device of the BLDC motor, it is determined whether the pulse width of the rotor position signal obtained from the current sensing means for detecting the dc link current of the inverter means and the counter electromotive force signal detected by the back electromotive force sensing means and Whether the dc link current sensed by the current sensing means is below a predetermined level; And characterized by comprising control means for performing switching to a sensor-less mode.
도 1은 종래에 의한 BLDC 모터의 센서리스 모드전환장치의 회로블록도,1 is a circuit block diagram of a sensorless mode switching device of a conventional BLDC motor;
도 2는 일반적인 BLDC 모터의 역기전력 감지회로도,2 is a counter electromotive force detection circuit diagram of a general BLDC motor;
도 3은 도 2의 역기전력 감지회로의 동작파형도,3 is an operation waveform diagram of the counter electromotive force detection circuit of FIG.
도 4는 종래에 의한 동기가 일치하는 상태의 펄스 파형도,4 is a pulse waveform diagram of a state in which synchronization according to the prior art is consistent;
도 5는 종래에 의한 동기가 일치하지 않은 상태의 펄스 파형도,5 is a pulse waveform diagram of a state in which synchronization in the prior art does not match;
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 BLDC 모터의 센서리스 모드전환장치의 회로블록도,6 is a circuit block diagram of a sensorless mode switching apparatus of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명에 의한 회전자 위치 신호의 펄스 출력도,7 is a pulse output diagram of the rotor position signal according to the present invention;
도 8은 본 발명에 의한 동기가 일치하는 상태의 dc 링크전류 및 상전류 동작 파형도,8 is a waveform diagram of a dc link current and a phase current in a state in which synchronization is consistent with the present invention;
도 9는 본 발명에 의한 동기가 일치하지 않은 상태의 dc 링크전류 및 상전류 동작 파형도.9 is a waveform diagram of a dc link current and a phase current operation in a state where synchronization is not consistent according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 컨버터수단 110 : 인버터수단100: converter means 110: inverter means
120 : BLDC 모터 130 : 역기전력감지수단120: BLDC motor 130: back electromotive force detection means
140 : 전류감지수단 150 : 제어수단140: current sensing means 150: control means
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치의 회로블록도이다.6 is a circuit block diagram of a sensorless mode switching device of a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시한 바와같이, 컨버터수단(100)은 전원입력단(1)으로부터 입력되는 AC입력전원을 정류 및 평활시켜 DC전원으로 변환하고, 인버터수단(110)은 후술하는 제어수단으로부터 출력되는 구동신호에 따라 도시되지 않은 6개의 파워-트랜지스터를 교번으로 턴온 또는 턴오프동작시켜 상기 컨버터수단(100)으로부터 출력되는 DC전원을 BLDC 모터(120)의 운전주파수에 맞는 가변주파수 및 가변전압의 3상(u상, v상, w상) AC전원으로 변환시켜 상기 BLDC 모터(120)에 공급한다.As shown in FIG. 6, the converter means 100 rectifies and smoothes the AC input power input from the power input terminal 1 to the DC power, and the inverter means 110 drives the output from the control means described later. According to the signal, six power-transistors (not shown) are alternately turned on or off to operate the DC power output from the converter means 100 in three phases of a variable frequency and a variable voltage in accordance with the operating frequency of the BLDC motor 120. (u-phase, v-phase, w-phase) It is converted into AC power and supplied to the BLDC motor 120.
역기전력감지수단(130)은 상기 BLDC 모터(120)의 역기전력을 감지하여 회전자 위치신호를 검출하는 것으로서, 이 역기전력감지수단(130)은 도 2에 도시한 종래의 구성과 동일하다.The counter electromotive force detecting means 130 detects the counter electromotive force of the BLDC motor 120 and detects the rotor position signal. The counter electromotive force detecting means 130 is the same as the conventional configuration shown in FIG.
전류감지수단(140)은 상기 인버터수단(110) 앞단의 dc 링크전류를 감지하도록 션트저항 등으로 구성되고, 제어수단(150)은 상기 역기전력감지수단(130)에 의해 감지된 역기전력 신호로부터 구해진 회전자 위치 펄스가 모드 전환을 위해 설정속도에 대응되는 일정 간격의 펄스폭을 가지는 지를 검지하고, 상기 전류감지수단(140)에 의해 감지된 dc 링크전류가 일정 레벨 이하인지를 검지하여 이 두가지 조건이 모두 만족되면 센서리스 모드로의 전환을 수행한다.Current sensing means 140 is composed of a shunt resistor or the like to detect the dc link current of the front end of the inverter means 110, the control means 150 is a circuit obtained from the back electromotive force signal sensed by the back electromotive force sensing means 130 Detects whether the electronic position pulse has a pulse width of a predetermined interval corresponding to the set speed for mode switching, and detects whether the dc link current sensed by the current sensing means 140 is below a predetermined level, so that these two conditions If all are satisfied, switch to sensorless mode.
이하, 상기와 같이 구성된 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치의 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the effect of the sensorless mode switching device of the brushless DC motor configured as described above will be described.
전원입력단(1)으로부터 AC입력전원이 인가되면, AC입력전원은 컨버터수단(100)을 통해 소정의 DC전원으로 변환되고, 인버터수단(110)에서는 제어수단(150)으로부터 출력되는 인버터구동용 PWM신호에 따라 도시되지 않은 6개의 파워-트랜지스터를 교번으로 턴온 또는 턴오프동작시켜 상기 컨버터수단(100)으로부터 출력되는 DC전원을 3상(u상, v상, w상) AC전원으로 변환시켜 BLDC 모터(120)를 회전시킨다.When AC input power is applied from the power input terminal 1, the AC input power is converted into a predetermined DC power through the converter means 100, and the inverter driving PWM output from the control means 150 in the inverter means 110. In accordance with the signal, six power-transistors (not shown) are alternately turned on or off to convert the DC power output from the converter means 100 into three-phase (u-phase, v-phase, w-phase) AC power to BLDC. Rotate the motor 120.
상기 BLDC 모터(120)를 전환 RPM(가속 모드에서 센서리스 모드로 전환하기에 적합한 RPM, 8,000 RPM)까지 가속한 후, 인버터수단(110)의 출력단에 연결된 역기전력감지수단(130)에서는 BLDC 모터(120)의 역기전력을 감지하여 회전자 위치신호를 다음과 같이 검출한다.After accelerating the BLDC motor 120 to a switching RPM (RPM suitable for switching from the acceleration mode to the sensorless mode, 8,000 RPM), the counter electromotive force detecting means 130 connected to the output terminal of the inverter means 110 performs the BLDC motor ( By detecting the counter electromotive force of 120, the rotor position signal is detected as follows.
먼저, BLDC 모터(120)의 역기전력 신호(a,b,c)는 그 크기가 적분기(13)에서 처리하기에는 매우 크므로 BLDC 모터(120)의 역기전력 신호(a,b,c)를 전압분배기(11)에서 감지하여 도 3에 도시한 바와같이, 적당한 크기(va,vb,vc)로 줄여준다.First, since the counter electromotive force signals a, b and c of the BLDC motor 120 are very large to be processed by the integrator 13, the counter electromotive force signals a, b and c of the BLDC motor 120 are divided into voltage dividers ( 11) and reduced to the appropriate size (v a , v b , v c ) as shown in FIG.
상기 전압분배기(11)에 의해 축소된 역기전력 신호(va,vb,vc)가 적분기(13)를 통과하면 위상이 90。 지연되면서 도 3에 도시한 바와같이, 삼각파 형태를 갖는 신호(vai,vbi,vci)가 된다.When the back electromotive force signal v a , v b , v c reduced by the voltage divider 11 passes through the integrator 13, the phase is delayed by 90 ° and the signal having a triangular wave shape as shown in FIG. 3 ( v ai , v bi , v ci ).
상기 적분기(13)의 출력 신호(vai,vbi,vci)는 역기전력의 중성점 전압(vn)과 비교기(15)에 의해 비교되어 도 3에 도시한 바와같이, 구형파 펄스의 회전자 위치신호(Sa,Sb,Sc)를 발생한다.The output signals v ai , v bi , v ci of the integrator 13 are compared with the neutral point voltage v n of the counter electromotive force by the comparator 15 and as shown in FIG. 3, the rotor position of the square wave pulse. Generate signals S a , S b , and S c .
따라서, 제어수단(150)에서는 상기 BLDC 모터(120)가 일정 속도로 가속 후센서리스 모드로의 전환을 위해 일정 속도에서의 회전자 위치신호(Sa,Sb,Sc)의 펄스폭이 도 7에 도시한 바와같이, 그 속도에 대응되는 일정 간격으로 발생하는지를 감지한다.Accordingly, in the control means 150, the pulse widths of the rotor position signals Sa , S b , and S c at a constant speed are changed in order to switch to the sensorless mode after the BLDC motor 120 accelerates at a constant speed. As illustrated in FIG. 7, it is detected whether a predetermined interval corresponding to the speed occurs.
이는, 기본적으로 회전자 위치와 고정자 상간에 동기가 일치하지 않으면 일정 간격의 위치 신호 펄스가 발생하지 않으므로 BLDC 모터(120)에 가해지는 PWM 듀티를 줄여가며 동기가 일치하는 순간을 감지하여 모드 전환을 수행하기 위함이다.This means that if the synchronization does not coincide between the rotor position and the stator phase, the position signal pulses are not generated at regular intervals, thereby reducing the PWM duty applied to the BLDC motor 120 and detecting the moment when the synchronization coincides with the mode switching. To do this.
상기 역기전력 신호(a, b, c)로부터 구해진 회전자 위치신호(Sa,Sb,Sc)의 펄스가 도 7에 도시한 바와같이, 설정속도에 대응되는 일정 간격의 듀티 50% 펄스폭(△P)을 가지면, 제어수단(150)에서는 모드 전환 조건이라고 판단한다음, 안정된 모드 전환을 위해 전류감지수단(140)에 의해 인버터수단(110) 앞 단의 인버터 dc 링크전류가 일정 레벨 이하인지를 감지하여 회전자 위치와 고정자 상간의 동기가 정확히 일치하는지를 판단한다.The counter electromotive force signal (a, b, c) from a calculated rotor position signal (S a, S b, S c) of the pulse, the duty 50% of the predetermined distance corresponding to the set speed or pulse width as shown in Fig. 7 (ΔP), the control means 150 determines that the mode switching condition, and if the inverter dc link current of the front end of the inverter means 110 is less than a predetermined level by the current sensing means 140 for stable mode switching. Is sensed to determine if the synchronization between the rotor position and the stator phase is exactly the same.
이는, 회전자 위치와 고정자 상간의 동기가 일치하는 순간의 dc 링크전류(IL)는 도 8에 도시한 바와같이, 구형파 형태를 나타내는데 비해, 동기가 일치하지 않는 경우의 dc 링크전류(IL)에는 도 9에 도시한 바와같이, 큰 피크값을 가지는 상전류(IV)가 흐르는 특성을 이용하여 약 1~2주기의 dc 링크전류(IL)를 연속적으로 검출하는 것이다.This is because the dc link current I L at the moment when the synchronization between the rotor position and the stator phase coincides with the square wave shape as shown in FIG. 8, whereas the dc link current I L when the synchronization is not coincident. In Fig. 9, the dc link current I L of about 1 to 2 cycles is continuously detected by using the characteristic that a phase current I V having a large peak value flows.
따라서, 역기전력 신호(a, b, c)로부터 구해진 회전자 위치신호(Sa,Sb,Sc)의펄스가 도 7에 도시한 바와같이, 일정 간격의 펄스폭(△P)을 가지고, 인버터 dc 링크전류(IL)가 도 9에 도시한 바와같이, 일정 레벨(IC) 이상일 때, 제어수단(150)은 회전자 위치와 고정자 상간의 동기가 정확히 일치하지 않는 상태라고 판단하여 센서리스 모드로의 전환을 보류시킨다.Thus, with the counter electromotive force signal (a, b, c), a predetermined interval of the pulse width (△ P) as shown in the pulse 7 of the calculated rotor position signal (S a, S b, S c) from, When the inverter dc link current I L is greater than or equal to a predetermined level I C as shown in FIG. 9, the control means 150 determines that the synchronization between the rotor position and the stator phase is not exactly the same, and thus the sensor Suspend the switch to lease mode.
반면, , 역기전력 신호(a, b, c)로부터 구해진 회전자 위치신호(Sa,Sb,Sc)의 펄스가 도 7에 도시한 바와같이, 일정 간격의 펄스폭(△P)을 가지고, 인버터 dc 링크전류(IL)가 도 8에 도시한 바와같이, 일정 레벨(IC) 이하일 때, 제어수단(150)은 회전자 위치와 고정자 상간의 동기가 정확히 일치하는 상태라고 판단하여 센서리스 모드로의 안정된 전환을 수행한다.On the other hand, it has a back-EMF signal (a, b, c), a predetermined interval of the pulse width (△ P) as shown in the pulse 7 of the calculated rotor position signal (S a, S b, S c) from When the inverter dc link current I L is equal to or less than a predetermined level I C , as shown in FIG. 8, the control means 150 determines that the synchronization between the rotor position and the stator phase is exactly the same. Perform a stable switch to lease mode.
상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치에 의하면, 역기전력으로부터 구해진 회전자 위치 신호의 펄스폭이 일정 간격이고 인버터 dc 링크전류가 일정 레벨 이하일 때 센서리스 모드로의 전환을 수행하여 안정된 모드 전환이 가능하다는 효과가 있다.According to the sensorless mode switching device of the brushless DC motor according to the present invention as described above, when the pulse width of the rotor position signal obtained from the counter electromotive force is a constant interval and the inverter dc link current is below a certain level, It is effective to perform stable mode switching by performing the switching of.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990000188A KR100313252B1 (en) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | sensorless mode conversion apparatus of BLDC motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990000188A KR100313252B1 (en) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | sensorless mode conversion apparatus of BLDC motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000050368A KR20000050368A (en) | 2000-08-05 |
| KR100313252B1 true KR100313252B1 (en) | 2001-11-05 |
Family
ID=19570790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990000188A KR100313252B1 (en) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | sensorless mode conversion apparatus of BLDC motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100313252B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7190131B2 (en) | 2004-12-21 | 2007-03-13 | Kwang Kyo Oh | Device and method for starting brushless direct current motor |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394622B1 (en) * | 2000-11-15 | 2003-08-14 | 기아자동차주식회사 | A device for rotating a brushless direct current motor |
| KR100394690B1 (en) * | 2000-11-20 | 2003-08-14 | 기아자동차주식회사 | Bldc motor-driving device for hybrid electric vehicle |
| KR100395207B1 (en) * | 2001-03-30 | 2003-08-19 | (주)모토닉 | Control method of brushless direct current motor for fuel supply pump and control apparatus thereof |
| KR101288825B1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-23 | 노틸러스효성 주식회사 | A system and method for monitoring the malfunction of BLDC motor |
| KR101367680B1 (en) | 2012-10-29 | 2014-03-12 | 삼성전기주식회사 | Apparatus for generating control signal for driving a motor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07115791A (en) * | 1993-10-13 | 1995-05-02 | Nippondenso Co Ltd | Control equipment for electric vehicle |
| JPH07308092A (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-21 | Hitachi Ltd | Synchronous starting device for d.c. motor |
| JPH08107693A (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Toshiba Corp | Drive equipment for brushless motor |
-
1999
- 1999-01-07 KR KR1019990000188A patent/KR100313252B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07115791A (en) * | 1993-10-13 | 1995-05-02 | Nippondenso Co Ltd | Control equipment for electric vehicle |
| JPH07308092A (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-21 | Hitachi Ltd | Synchronous starting device for d.c. motor |
| JPH08107693A (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Toshiba Corp | Drive equipment for brushless motor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7190131B2 (en) | 2004-12-21 | 2007-03-13 | Kwang Kyo Oh | Device and method for starting brushless direct current motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000050368A (en) | 2000-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gallegos-Lopez et al. | A new sensorless method for switched reluctance motor drives | |
| US7095204B2 (en) | Startup control method of brushless DC motor | |
| US11594990B2 (en) | Catch spin method for permanent magnet synchronous motor with sensorless field oriented control | |
| EP1943723B1 (en) | Improvements in or relating to driving brushless dc (bldc) motors | |
| Zhang et al. | A novel position-sensorless control method for brushless DC motors | |
| KR100288770B1 (en) | Rectifier Circuit for Sensorless Three-Phase Bieldi Motors | |
| KR100289496B1 (en) | sensorlee speed control method of high speed motor | |
| CN105337541A (en) | Multi-phase brushless direct current motor and driving method thereof | |
| CN113131805A (en) | Control device and method of brushless direct current motor | |
| JP5130876B2 (en) | V / f control device for permanent magnet synchronous motor | |
| US20240100677A1 (en) | Sensorless motor control for a power tool | |
| JP3353586B2 (en) | Drive device for brushless DC motor | |
| KR100313252B1 (en) | sensorless mode conversion apparatus of BLDC motor | |
| JP2000287479A (en) | Controller for brushless motor | |
| US20130307451A1 (en) | System and method for sensor-less hysteresis current control of permanent magnet synchronous generators without rotor position information | |
| US9287807B2 (en) | Apparatus and method of decreasing speed of sensorless brush less direct current (BLDC) motor | |
| CN107528504B (en) | Method and drive circuit for driving an electric machine comprising a rotor | |
| Zhang et al. | Position sensorless control for permanent-magnet brushless DC motor based on ASIC ML4425 | |
| JP2014158324A (en) | Driving control device for motor and method of controlling the same | |
| KR101244843B1 (en) | Counter electromotive force detector circuit of sensorless bldc motor and method thereof | |
| JP2004336895A (en) | Drive unit for brushless motor | |
| US10622926B1 (en) | Controller of DC brushless motor and control method thereof | |
| JP2011055586A (en) | Motor drive control circuit | |
| JP2738110B2 (en) | Driving device for brushless motor | |
| JP2001128477A (en) | Control method for switched reluctance motor, driving method for compressor, and apparatus thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090929 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |