KR100314083B1 - 비엘디씨모터의 위치감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비엘디씨모터의 위치감지 방법에 관한 것으로, 종래 기술에 있어서 모터출력상전압이 영인 경우 위치감지펄스발생부가 실제 역기전압이 기준전압이상으로 통과하는 시점을 감지하지 못함으로써, 위치감지시점을 정확히 결정하는데 있어서 위치감지오차가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 모터출력상전압을 기준전위와 비교하여 모터출력상전압이 기준전위보다 작을 경우, 입력된 모터출력상전압을 이전상전압으로 하여 모터출력상전압을 감지한 감지시간과 함께 저장하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 모터출력상전압이 기준전위보다 클 경우 입력된 모터출력상전압을 현재상전압으로 하여 저장한 다음, 상기 제1단계의 결과를 이용하여 위치감지시점을 결정하는 제2단계로 이루어진 방법을 제공하여, 모터출력상전압의 인가 여부에 상관없이 비엘디씨모터의 위치를 감지하여 위치감지오차를 줄임으로써, 회전자의 적정 위치를 감지하여 비엘디씨모터가 안정적으로 동작하게 되므로 이를 채용한 기기의 소비전력을 줄임과 아울러 소음을 방지하는 효과가 있다.

Description

비엘디씨모터의 위치감지 방법{POSITION DETECTING METHOD IN BRUSHLESS DC MOTOR}

본 발명은 비엘디씨(BLDC)모터에 관한 것으로, 특히 비엘디씨모터의 모터출력상전압이 영인 경우에도 비엘디씨모터의 회전자의 위치 감지가 가능한 비엘디씨모터의 위치감지 방법에 관한 것이다.

도1은 종래 비엘디씨모터의 위치감지 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 비엘디씨모터(1)의 회전시 유기되는 모터출력상전압을 입력받아 이를 기 설정된 기준전위와 비교하여 위치감지펄스를 출력하는 위치감지펄스발생부(2)와; 상기 위치감지펄스발생부(2)의 출력을 인터럽트신호에 의해 위치신호로 인식하여 그 위치신호에 따라 상기 비엘디씨모터(1)를 제어하는 마이콤(3)으로 구성되며, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

일반적으로, 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 제어되는 비엘디씨모터(1)는 회전하면서 역기전압을 발생시킨다.

이때, 도2의 (a)와 같이 상기 비엘디씨모터(1)에 인가된 펄스폭변조신호(PWM)가 '온' 상태일 경우 상기 비엘디씨모터(1)의 역기전압과 같고 펄스폭변조신호(PWM)가 '오프' 상태일 경우 영이 되는 모터출력상전압이 세 가지 상으로 생성되어 각기 위치감지펄스발생부(2)로 입력되는데, 상기 위치감지펄스발생부(2)는 이를 이용하여 위치감지펄스를 출력하게 된다.

즉, 상기 위치감지펄스발생부(2)가 상기 모터출력상전압을 기 설정된 기준전위(Vf)와 비교하여 도2의 (b)와 같이 기준전위(Vf)보다 클 경우 '고전위', 기준전위(Vf)보다 작을 경우 '저전위'로 하는 위치감지펄스를 마이콤(3)으로 출력한다.

그러면, 상기 마이콤(3)은 상기 위치감지펄스가 최초로 '고전위'가 되는 시점을 인터럽트신호에 의해 감지한 다음, 그 감지 결과를 비엘디씨모터(1)의 위치감지시점으로 결정하여 그에 따라 구동부(미도시)를 제어하여 비엘디씨모터(1)를 동작시킨다.

그러나, 상기에서와 같이 종래의 기술에 있어서 모터출력상전압이 영인 경우 위치감지펄스발생부가 도2의 (c)와 같이 실제 역기전압이 기준전압이상으로 통과하는 시점을 감지하지 못함으로써, 위치감지시점을 정확히 결정하는데 있어서 위치감지오차(Δt)가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 모터출력상전압의 인가 여부에 상관없이 비엘디씨모터의 위치를 감지하도록 하는 비엘디씨모터의 위치감지 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 비엘디씨모터의 위치감지 장치의 구성을 보인 블록도.

도2는 도1에서, 각 출력신호의 파형을 보인 파형도.

도3은 종래 비엘디씨모터의 위치감지 방법의 동작과정을 보인 동작흐름도.

도4는 본 발명 비엘디씨모터의 위치감지 방법의 동작과정을 보인 동작흐름도.

도5는 도4에서, 본 발명을 수행하기 위한 비엘디씨모터의 위치감지 장치의 구성을 보인 블록도.

도6은 도5에서, 마이콤의 입력신호의 파형을 보인 파형도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10 : 비엘디씨모터 20 : 마이콤

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터출력상전압을 기준전위와 비교하여 모터출력상전압이 기준전위보다 작을 경우, 입력된 모터출력상전압을 이전상전압으로 하여 모터출력상전압을 감지한 감지시간과 함께 저장하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 모터출력상전압이 기준전위보다 클 경우 입력된 모터출력상전압을 현재상전압으로 하여 저장한 다음, 상기 제1단계의 결과를 이용하여 위치감지시점을 결정하는 제2단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명 비엘디씨모터의 위치감지 방법의 동작과정을 보인 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 모터출력상전압을 기준전위(Vf)와 비교하여 모터출력상전압이 기준전위(Vf)보다 작을 경우, 입력된 모터출력상전압을 이전상전압(V1)으로 하여 모터출력상전압을 감지한 감지시간(t1)과 함께 저장하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 모터출력상전압이 기준전위(Vf)보다 클 경우 입력된 모터출력상전압을 현재상전압(V2)으로 하여 저장한 다음, 기준전위(Vf)와 이전상전압(V1)의 차를 계산하는 제2단계와; 기준전위(Vf)와 이전상전압(V1)의 차를 현재상전압(V2)과 이전상전압(V1)의 차로 나눈 다음, 그 결과에 상전압의 펄스폭변조의 주기(T)를 곱하는 제3단계와; 상기 제3단계의 결과와 감지시간(t1)의 합하여 위치감지시점(tb)을 결정하는 제4단계로 이루어진다.

그리고, 상기 각 단계로 이루어진 방법을 수행하기 위한 비엘디씨모터의 위치감지 장치는, 도5에 도시한 바와 같이 비엘디씨모터(10)의 회전시 유기되는 모터출력상전압을 입력받아 이를 기 설정된 기준전위(Vf)와 비교하여 상기 비엘디씨모터(10)의 위치를 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 비엘디씨모터(10)를 제어하는 마이콤(20)으로 구성하며, 이와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시예의 동작 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

일반적으로, 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 제어되는 비엘디씨모터(10)는 회전하면서 역기전압을 발생시킨다.

이때, 도6의 (a)와 같이 상기 비엘디씨모터(10)에 인가된 펄스폭변조신호(PWM)가 '온' 상태일 경우 상기 비엘디씨모터(10)의 역기전압과 같고 펄스폭변조신호(PWM)가 '오프' 상태일 경우 영이 되는 모터출력상전압이 세 가지 상으로 생성되어 각기 마이콤(20)으로 입력되는데, 상기 마이콤(20)은 이를 이용하여 상기 비엘디씨모터 (10)의 위치를 감지하게 된다.

여기서, 상기 마이콤(20)은 도6의 (b)와 같이 상기 비엘디씨모터(10)의 위치를 감지하여 위치감지시점(tb)을 결정하기 위해 다음의 수학식1이 적용하는데, 상기 수학식1은

이고, 이를 정리하면,

와 같이 되는데, 여기서 tb는 위치감지시점, t1은 감지시간, Vf는 기준전위, V1은 이전상전압, V2는 현재상전압, T는 모터출력상전압의 주기이다.

즉, 마이콤(20)은 비엘디씨모터(10)로부터 모터출력상전압을 입력받아 이를 내부의 아날로그/디지털 변환기(미도시)를 통해 디지털신호로 변환한 다음, 기준전위(Vf)와 비교하여 상기 디지털로 변환된 모터출력상전압이 기준전위(Vf)보다 작을 경우 이를 이전상전압(V1)으로 하여 상기 이전상전압(V1)이 감지된 감지시간(t1)과 함께 메모리(미도시)에 저장한다.

여기서, 상기 마이콤(20)은 모터출력상전압이 기준전위(Vf)보다 클 때까지 이전상전압(V1)과 감지시간(t1)의 저장을 반복하는데, 디지털로 변환된 모터출력상전압이 최초로 기준전위(Vf)보다 크게 되면 이를 현재상전압(V2)으로 하여 메모리(미도시)에 저장한다.

그리고, 상기 기준전위(Vf)와 이전상전압(V1)의 차 및 현재상전압(V2)과 이전상전압(V1)의 차를 각각 계산하고, 이에 따라 기준전위(Vf)와 이전상전압(V1)의 차를 현재상전압(V2)과 이전상전압(V1)의 차로 나눈 다음 모터출력상전압의 펄스폭변조의 주기(T)를 곱하고, 그 결과에 감지시간(t1)을 더하여 상기 수학식2를 만족시키는 위치감지시점(tb)을 계산한다.

따라서, 마이콤(20)은 비엘디씨모터(10)의 모터출력상전압을 직접 입력받고 상기 수학식2를 만족시키는 비엘디씨모터(10)의 위치감지시점(tb)을 결정하므로, 모터출력상전압이 영이 되더라도 위치감지시점(tb)을 결정하여 비엘디씨모터(10)를 구동할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 모터출력상전압의 인가 여부에 상관없이 비엘디씨모터의 위치를 감지하여 위치감지오차를 줄임으로써, 회전자의 적정 위치를 감지하여 비엘디씨모터가 안정적으로 동작하게 되므로 이를 채용한 기기의 소비전력을 줄임과 아울러 소음을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 모터출력상전압을 기준전위와 비교하여 모터출력상전압이 기준전위보다 작을 경우, 입력된 모터출력상전압을 이전상전압으로 하여 모터출력상전압을 감지한 감지시간과 함께 저장하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 모터출력상전압이 기준전위보다 클 경우 입력된 모터출력상전압을 현재상전압으로 하여 저장한 다음, 상기 제1단계의 결과를 이용하여 위치감지시점을 결정하는 제2단계로 이루어진 것을 특징으로 비엘디씨모터의 위치감지 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 위치감지시점은 다음의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 비엘디씨모터의 위치감지 방법.

   (수학식)

   여기서, tb는 위치감지시점, t1은 감지시간, Vf는 기준전위, V1은 이전상전압, V2는 현재상전압, T는 모터출력상전압의 주기이다.