KR100320259B1 - 5상무브러시dc모터용제어회로 - Google Patents

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루카렐리 피터 에이. 주니어
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Abstract

5개의 권선을 가진 고정자와 상기 권선에 비례하여 회전하도록 장착되어 있는 회전자(116)를 포함하는 5상 무브러시 DC 모터(102)용 제어 시스템(100). 상기 권선(114)은 상기 회전자(116)의 회전 위치에 대응하여 전자 정류되기에 적합하다. 상기 제어 시스템(100)은 상기 권선(114)내의 역기전력 전압 또는 광센서 또는 자기 센서를 이용하여 회전자(116)의 회전 위치를 감지하는 감지 회로를 포함하고 있다. 전자 스위치(112)는 회전자(116)의 회전 위치에 응답하여 제어 회로(110)에 의해 발생되는 제어 신호에 응답하여 상기 권선(114)의 전류를 제어한다. 상기 제어 회로(110)는 상기 모터(102)를 시동하는 시동 논리를 포함하고 있다. 상기 회전자(116)가 시동시 반대 방향으로 회전하고 있으면, 상기 제어 회로(110)는 선정된 권선(114)에 전압을 인가하고, 상기 회전자(116)의 운동이 실제로 멈추기를 기다리고, 그 다음 상기 회전자(116)가 정방향으로 회전하도록 시동 시퀀스로 상기 권선(114)에 전압을 인가한다. 일단 회전자(116)이 정방향으로 회전하면, 상기 제어 회로(110)는 상기 회전자(116)의 회전 위치에 응답하여 상기 권선(114)를 전자 정류한다.

Description

5상 무브러시 ＤＣ 모터용 제어 회로{CONTROL CIRCUIT FOR FIVE-PHASE BRUSHLESS DC MOTOR}
자기 동기 또는 전자 정류 모터로 알려진 무브러시 DC 모터는 육로 차량과 항공 응용예를 포함하여, 여러 응용예에 사용된다. 예를 들어, 무브러시 DC 모터는 자동차 엔진의 냉각 응용예와 가열, 정화, 및 공기 조절(HAVC) 장비에 사용된다.
무브러시 DC 모터는 전형적으로 권선 또는 코일이 감긴 고정자와 영구 자석이 장착된 회전자를 포함하고 있다. 전자 제어 시스템 또는 회로는 정류로서 알려진 프로세스로 적시에 적당한 고정자 권선의 관통 전류를 스위칭하거나 정류한다. 그 제어 시스템은 실시간에 그 회전자의 감지된 회전 위치에 반응하여, 좌표식 순차 제어 신호를 권선의 관통 전류를 제어하는 트랜지스터와 같은 전자 스위치에 발생시킨다. 각 권선의 관통 전류는 회전자를 회전시키는 토크 유도 자속을 방사한다. 권선간의 전류를 연속적으로 스위칭하면, 동기적으로 위치 조정된 자속을 발생시키고, 회전자상에 토크와 회전 운동을 가능하게 한다. 회전자의 감지된 회전 위치에 따라서 발생된 순차 제어 신호는 회전자상의 자석의 위치와 고정자상의 권선사이에서 일정 관계를 유지한다.
다상 무브러시 DC 모터에서, 각각의 전압 인가 권선은 다른 권선과 위상차가 있는 토크와 위상각사이에 사인(SIN) 관계를 만든다. 예를 들어, 전형적인 3상 무브러시 모터에서, 제어 회로는 120도의 전기적인 위상각만큼 변위된 전압을 가진 3개의 권선에 전압을 인가한다. 3상 모터가 안정된 전력을 출력하기 때문에 널리 이용되고 있지만, 3상 모터는, 권선의 모든 전류가 트랜지스터와 같은 단일 스위치에 흐르고, 그것에 의해 소자마다 고전력 손실을 야기하기 때문에, 고온의 환경에 적합하지 않고 노이즈가 있을 수 있다.
회전자의 회전 위치를 검출하는데 여러 기술이 사용될 수 있다. 공지된 시스템은 모터 샤프트의 회전각을 검출하는데 모터에 결합되어 있는 센서를 종종 사용한다. 전형적으로, 이러한 센서는 홀(Hall)센서, 광학 센서, 및 리졸버(resolver)를 포함하고 있다. 그러나, 모터에 개별 피드백 센서를 사용하면, 사이즈, 비용,복잡성, 전력 소모, 및 특히 홀 센서에서 모터의 의존도에 나쁜 영향을 줄 수 있다.
개별 센서와 관련된 문제점에 대하여, 일부 제어 회로는 모터가 회전함에 따라 권선에 발생되는 역기전력(EMF) 전압을 감지한다. 역 EMF 자계와 주파수 정보는 모터의 회전 위치를 결정하는데 사용될 수 있다. 그러나, 모터가 정지하고 있거나 저속으로 회전하고 있을 때 EMF 신호는 검출불가능하거나 존재하지 않기 때문에, 전형적으로 역 EMF 전압 신호는 모터의 시동 또는 초기 가속동안에 제어하는데 사용될 수 없다.
무센서 무브러시의 DC모터를 작동시키는 회로가 미국 특허번호 제 4,678,973호에 도시되어 있다. 그 회로는 시동하자마자 회전 방향을 감지하여 모터를 작동시킨다. 회전자가 정방향으로 회전하고 있다면, 그 회로는 권선에 전압을 인가하여 계속 회전시킨다. 회전자가 반대 방향으로 회전하고 있다면, 재작동이 시도되기 전에 모터를 중지시키기 위해 전압 인가 순서가 뒤바뀌게 된다. 그러나, 그 회로는 하드웨어에 구현되어 있고, 5상 무브러시 DC 모터의 시동을 제어할 수 없다.
따라서, 5상 무브러시 DC 모터에 제어 회로를 제공하고자 한다. 또한, 시동되자마자 회전자의 회전 방향을 결정하고, 회전자가 반대 방향으로 회전하고 있으면, 회전자의 운동이 실질적으로 멈출때까지 적어도 2개의 권선에 전압을 인가하고, 회전자가 정방향으로 회전하도록 시동 순서로 복수의 권선에 전압을 인가하여, 5상 무브러시 DC 모터를 작동시키는 제어 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 하나이상의 권선이 병렬로 전압 인가되는 다상 무브러시 DC 모터를 제공하고자 한다.
발명의 개요
본 발명은 전압원으로부터 전압을 인가하는데 적합한 5상 무브러시 DC 모터를 전자적으로 정류하는 제어 시스템에 관한 것이다. 이 모터는 5개의 권선이 전자적으로 정류되는데 적합한 고정자와 권선에 비례한 회전을 위해 장착되어 있는 회전자를 포함하고 있다. 이 제어 시스템은 모터의 회전 위치에 관한 신호를 발생하도록 구성되어 있는 감지 회로, 권선에 연결된 스위치를 포함한 전자 정류 회로, 및 상기 감지 회로와 상기 정류 회로에 연결된 제어 회로를 포함하고 있다. 이 제어 회로는 모터의 회전 위치에 따라 제어 신호를 발생하도록 그리고 상기 정류 회로에 그 제어 신호를 인가하도록 구성되어 있고, 여기서 정류 회로는 상기 제어 신호에 따라 권선의 관통 전류를 제어한다.
본 발명은 또한 5개의 권선과 그 권선에 비례하여 회전하기 위해 장착되어 있는 회전자를 구비한 5상 무브러시 DC 모터에 맞는 구동 회로에 관한 것이다. 이 권선은 각각의 권선에 상전류를 만드는 구동 전압의 적시 인가에 의해 전압이 인가되도록 되어 있다. 이 구동 회로는 회전자의 회전 위치에 관한 신호 패턴을 발생시키도록 구성되어 있는 복수의 위치 센서, 권선에 연결된 전기식 제어 스위치, 및 상기 위치 센서와 상기 제어 스위치에 연결된 모터 제어기를 포함하고 있다. 이 모터 제어기는 상기 위치 센서가 수신한 신호 패턴을 근거로 정류 제어 신호를 발생시키도록 그리고, 상기 제어 신호에 따라 권선의 관통 전류를 제어하는 제어가능스위치에 상기 제어 신호를 인가하도록 구성되어 있다.
더욱이, 본 발명은 전압원으로부터 전압이 인가되는 무브러시 DC 모터에 맞는 제어 시스템에 관한 것이다. 이 모터는 전자적으로 정류되는데 적합한 복수의 권선을 구비한 고정자와 상기 권선에 비례하여 회전하도록 장착되어 있는 회전자를 포함하고 있다. 제어 시스템은 상기 회전자에 대한 신호를 발생시키도록 구성된 감지 회로, 상기 권선에 연결된 스위치를 포함한 전자 정류 회로, 및 상기 감지 회로와 상기 정류 회로에 연결된 제어 회로를 포함하고 있다. 이 제어 회로는 시동하자마자 회전자의 회전 방향을 결정하도록, 그리고 이 회전자가 반대 방향으로 회전하고 있다면, 적어도 두 개의 권선에 전압을 인가하고 회전자의 운동이 실질적으로 멈추도록 구성되어 있다. 이 제어 회로는 시동 순서로 복수의 권선에 전압을 인가하여 회전자가 정방향으로 회전되도록 그리고, 회전자가 정방향으로 회전하고 있을 때, 회전자의 회전 위치에 따라 권선을 전자 정류하도록 구성되어 있다.
본 발명은 또한 전압원에서 전압이 인가된 무브러시 DC 모터를 전자 정류하는 제어 시스템에 관한 것이다.
이 모터는 정류하기 좋은 복수의 권선을 구비한 고정자와 그 권선에 비례한 회전을 위해 장착되어 있는 회전자를 포함하고 있다. 이 제어 시스템은 회전자의 회전 위치에 대한 신호를 발생시키도록 구성된 감지 회로, 상기 권선에 연결된 스위치를 포함한 전자 정류 회로, 및 상기 감지 회로와 상기 정류 회로에 연결된 제어 회로를 포함하고 있다. 이 제어 회로는 회전자의 회전 위치에 대하여 펄스폭 변조 제어 신호를 발생시키도록 그리고, 일반적으로 동시에 적어도 두 개의 권선에전압을 인가하여 상기 제어 신호에 반응하는 정류 회로에 제어 신호를 인가하도록 구성되어 있다.
관련 문서
본 출원은 1개의 마이크로피시와 35개의 프레임을 포함하는 마이크로피시 부속물을 포함하고 있다.
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본 발명은 일반적으로 무브러시(brushless) 직류(DC) 모터용 제어 시스템에 관한 것이다. 더 상세하게, 본 발명은 권선에 비례하여 회전하도록 장착된 회전자의 회전 위치에 대하여 전자 정류되는데 적합한 5개의 권선을 가진 고정자를 포함하는 5상 무브러시의 DC 모터용 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 첨부한 도면과 결부시켜, 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로 충분히 이해될 수 있고, 여기서 동일 참조 부호는 동일 부품을 나타낸다.
도 1은 5상 단극 DC 무브러시 모터의 블록도와 그 모터를 전자 정류하는 제어 시스템 도면.
도 2는 도 1의 모터 제어기를 도시하는 블록도.
도 3 내지 도 7은 도 1의 모터 제어기에 의해 수행되는 메인 처리과정을 도시하는 예시적인 흐름도.
도 8은 도 1의 모터 제어기에 의해 실행되는 가속/감속 타이머의 인터럽트 루틴을 도시하는 예시적인 흐름도.
도 9는 도 1의 모터 제어기에 의해 실행되는 비교 타이머의 인터럽트 루틴을 도시하는 예시적인 흐름도.
도 10은 도 1의 모터 제어기에 의해 실행되는 정동(stall) 조정 루틴을 도시하는 예시적인 흐름도.
도 11은 도 1의 모터 제어기에 의해 실행되는 후동작(afterrun) 루틴을 도시하는 예시적인 흐름도.
도 12a 내지 도 12e는 도 1의 제어 시스템의 예시적인 실행을 개략적으로 도시한 회로도.
도 1을 보면, 무브러시 DC 모터(102)를 전자적으로 정류하는 제어 시스템(100)이 도시되어 있다. 이 제어 시스템(100)은 모터 전원(104), 보호 및 회전자 위치 감지 회로(106), 제어기 전원(108), 모터 제어기(110), 및 전력단(112)을 포함하고 있다. 모터(102)는 모터 권선(114)과 모터 회전자(116)를 포함하고 있다. 제어 시스템(100)과 모터(102)는 단독으로 또는 함께 패키지될 수 있다. 또한, 전력단(112)을 제외한 제어 시스템(100)은 모터(102)와 전력단(112)이 함께 패키지된 상태로, 전력단(112)로부터 분리 패키지될 수 있다.
모터 전원(104)은 전력선(118,120)을 통해 전원(도시 생략)으로부터의 DC 전압을 수전(receive)한다. 전형적으로, 그 전원은 12V 신호를 공급하는 배터리이다. 대안으로, 그 전원은 AC 전압원을 정류하고 필터링하는 전력 조정 회로로부터 출력된 DC 전압일 수 있다. 그 전원에 연결된 라인 필터(122)는 전도 RFI 방출을 제한한다. 라인 필터(122)는 직렬로 연결된 인덕터(124,126)및 전력선(118,120)을 가로질러 병렬로 연결된 커패시터(128,130)를 포함하는 수동 LC 필터망을 포함할 수 있다. 인덕터용으로 발룬(평형 불균형 변성기) 또는 비드 초크(bead choke)를 사용하면, 인덕턴스/볼륨 비가 종래의 로드 나선상 초크보다 크기 때문에 간단히 패키지할 수 있다. 모터 전원(104)은 작은 값의 전원 전류 리플(ripple)을 제한하는 부품과 전해 커패시터를 포함할 수 있다. 모터 전원(104)으로부터 출력된 전도 DC 전압은 전력을 다른 제어 시스템(100) 부품에 그리고 모터(102)에 공급한다. 일실시예에서, 모터(102)는 100 내지 500W 범위의 전력을 가지고 있다.
라인 필터(122)에 부가하여 다른 소자로 RFI를 억제할 수 있다. 예를 들어, 방사된 RFI는 차폐 제어 시스템(100) 및/또는 전체적으로 또는 부분적으로 차폐 물질을 사용하는 모터 권선(114)에 의해 억제될 수 있다. 또한, 제어 시스템(100)으로부터의 입력/출력선은 노이즈 억제 그로밋(grommet)을 관통할 수 있다. 예를 들어, 아래에 설명되는 바와 같이, 제어 신호를 증폭하기 위해 전력단(112)에 사용되는 MOSFET 드라이버 칩의 전력 단자를 가로질러 위치된 필름 커패시터는 전도 EMI 방출을 감소시킬 수 있다.
모터 전원(104)은 역전압 조건(즉, 전력선(118,120)에서의 전압이 뒤바뀔 때)동안에 제어 시스템(100)에 전류가 흐르는 것을 방지하는 역전압 보호 회로(134)를 포함하고 있다. 역전압 보호 회로(134)는 스위치(136)와 다이오드(138)를 포함하고 있다. 전형적으로, 스위치(136)는 게이트 전압이 양의 값이 아니다면, 전류가 흐르지 않는 MOSFET 트랜지스터이다. 역전압 조건동안에, MOSFET 게이트에서의 전압은 음의 값이고, MOSFET는 작동하지 않고, 그것에 의해 제어 시스템(100)에 전류가 흐르는 것을 방지하고 그 부품을 보호한다. 스위치(136)는 병렬로 복수의 MOSFET를 포함할 수 있다. 대안으로, 스위치(136)는 MOSFET 대신에 쇼트키 다이오드일 수 있다. 그러나, 쇼트키 다이오드는 순방향 전압 강하가 MOSFET보다 크기 때문에, 모터 효율성에는 나쁜 영향을 줄 수 있다.
모터 전원(104)는 부하 덤프 보호를 제공하는 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리스터(도 12b에서 RV1으로서 표시)는 과도 전압 스파이크로부터 제어 시스템(100)을 보호한다. 예를 들어, 이 배리스터는 CU2220K30AUTOG 자동 배리스터일수 있다. 배리스터 비율 선택은 과도 전압 스파이크의 차단 레벨을 결정한다.
감지 회로(106)는, 아래에 설명되는 바와 같이, 제어 시스템(100)과 모터(102)를 보호하는 모터 제어기(110)에 사용되는 신호를 발생시키고 파라미터를 감지하는 회로 소자를 포함하고 있다. 이 신호는 라인(140)을 통해 모터 제어기(110)에 인가된다. 초과/부족 전압 회로는 조건형 전압 출력(132)을 근거로 신호를 발생시킨다. 과전류 회로는 제어 시스템(100)의 전류를 근거로 신호를 발생시킨다. 더욱이, 초과 온도 회로는 감지된 온도를 근거로 신호를 발생시키는데 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 감지된 신호는 바람직하게 모터 제어기(110)내의 A/D 변환기 범위내의 전압으로 눈금 조정되는 아날로그 전압이다. 아래에 설명되는 바와 같이, 아날로그 신호를 사용하면, 결함 검출 한계치를 소프트웨어로 설정할 수 있다. 그러나, 각각의 신호는 또한 결함 조건이 발생되었는지 여부를 나타내는 논리 신호일 수 있다. 모터 제어기(110)는 결함 조건에 대하여 폴링할 수 있거나, 결함 조건이 발생될 때 인터럽트될 수 있다.
일실시예에서, 초과/부족 전압 회로는 전압 분배기를 이용하여 조건형 전압 출력(132)으로부터 0 내지 5 V의 아날로그 신호를 발생시킨다. 과전류 회로는 R56으로서 도 12b에 도시된 감지 저항의 전압 강하를 감지하여 0 내지 5 V의 아날로그 신호를 발생시킨다. 대안으로, 과전류 회로는 일반적으로 전류에 비례하는 RFI 초크(126)의 전압 강하를 감지할 수 있고, 초크(126)의 온도는 감지되고, 하드웨어 또는 소프트웨어로 그 감지된 전압을 보상하는데 사용될 수 있다. 다른 대안으로서, 과전류 회로는 역 보호 MOSFET(136) 또는 전력단(112)내의 스위치에 걸리는 전압 강하를 감지할 수 있다. 초과 온도 회로가 사용되면, 이 회로는 제너 다이오드, 반도체 온도 센서, RTD, 또는 역 보호 MOSFET(136)을 이용하여, 0 내지 5 V의 아날로그 신호를 바람직하게 발생시킬 수 있다. MOSFET가 사용되면, MOSFET(136)의 RDSon는 전압 강하를 계측함으로써 직접 계측할 수 있다. 각각의 경우에, 모터 제어기(110)는 감지된 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환하고 그 디지털 값을 한계치 또는 임의 범위와 비교하여 결함이 발생되었는지를 결정한다. 결함이 있다면, 모터 제어기(110)는 아래에 설명되는 결함 핸들링 시퀀스를 유도한다.
또한 감지 회로(106)는 모터 회전자(116)의 회전 위치를 감지 및 그 회전 위치에 대한 신호를 발생시키는 회로 소자를 포함하고 있다. 모터 제어기(110)는 회전 위치 신호를 이용하여, 모터의 시동, 정류, 및 속도를 제어하고, 정지 또는 감속 조건에 대하여 보호한다. 이 신호는 또한 라인(140)을 통해 모터 제어기(110)에 인가된다. 일실시예에서, 모터(102)는 200 내지 5000 rpm 범위의 작동 속도를 가지고 있다.
모터 회전자(116)의 회전 위치를 감지하기 위해, 감지 회로(106)는 모터(102)의 샤프트에 결합된 광센서 또는 자기 센서로부터의 신호를 감지하여, 샤프트의 회전각을 감지할 수 있다. 광센서는, 광센서의 차단은 양-음의 역 EMF 극성을 나타내고, 광센서의 투입은 음-양의 역 EMF 극성을 나타내는 방식으로 톱니가 모터 권선(114)내의 역 EMF와 동기화된 상태로, 모터 샤프트에 기계적으로 연결되어 있는 톱니형의 휠(wheel)을 사용할 수 있다. 자기 센서는 회전자 자석 자체로부터의 위치 정보를 얻어서, 또는 개별 자기 휠로 광 센서와 동일 방식으로 사용될 수 있다. 감지 회로(106)는 또한 리졸버 또는 홀 센서로부터의 신호를 이용할 수 있다.
감지 회로(106)는 또한 모터(102) 회전처럼 모터 권선(114)에서 발생되는 역 EMF 전압을 감지할 수 있다. 역 EMF 신호는 크기가 고정될 수 있는 기준 전압과 또는 서로 비교될 수 있거나, 모터 속도 또는 부하에 따라 가변될 수 있다. 모터 제어기(110)는 역 EMF 신호를 근거로 모터 회전자(116)의 위치를 결정한다. 일실시예에서, 5쌍의 권선으로부터의 역 EMF가 비교되어 5개의 개별 위치 신호를 발생시킨다.
제어기 전원(108)은, 모터 전원(104)로부터 조건형 전압 출력(132)을 수전하고 저전압원을 감지 회로(106)와 모터 제어기(110)에 제공하는 전압 조정기를 포함하고 있다. 조정된 전압은 전형적으로 5 V이고, 라인(142,144)을 통해 각각 감지 회로(106)와 모터 제어기(110)에 인가된다.
상기된 바와 같이, 모터 제어기(110)는 감지 회로(106)로부터 감지 파라미터와 모터 회전자(116)의 회전 위치를 근거로 신호를 수신하고, 조정된 전력을 제어기 전원(108)으로부터 수전한다. 모터 제어기(110)는 또한 속도 설정치 신호(146)를 수신한다. 모터(102)의 원하는 또는 기준 속도를 설정하기 위해 모터 제어기(110)는 속도 설정치 신호(146)를 사용한다. 속도 설정치 신호(146)는 아날로그 전압 또는 전류일 수 있거나, 직렬 또는 병렬 통신 인터페이스로부터의 디지털 신호일 수 있다. 예를 들어, 속도 설정치 신호(146)는 차량 엔진 제어장치(ECU)에 의해 모터 제어기(110)에 전송될 수 있고, 모터(102)의 속도 및 시간를 제어하는 통신 데이터의 스트림중 일부일 수 있다. HVAC 응용예에서, 속도 설정치 신호(146)는 키패드 입력 장치(도시 생략)과 함께 아날로그 전위차계 또는 디지털 전위차계와 같은 작동자 제어형 전자 회로에 의해 발생될 수 있다.
모터 제어기(110)는 라인(148)을 통해 전력단(112)에 인가되는 모터 권선(114)에 대하여 제어 신호를 발생시킨다. 전력단(112)은 논리 레벨 제어 신호를 증폭하고, 그 증폭된 신호를 모터 권선(114)에 연결된 전자 스위치를 작동시키는데 사용한다. 일실시예에서, 이 전자 스위치는 하나의 스위치가 각 모터 위상의 하부(150)에 연결되어 있는 상태로, 모터 권선(114)과 직렬로 연결된 MOSFET 전력 트랜지스터이다. 각 모터 위상의 상부(152)는 조건형 전압 출력(132)에 연결되어 있다. 스위치가 모터 제어기(110)로부터의 제어 신호에 의해 작동될 때, 각각의 스위치를 통해 각 모터 권선(114)을 통해 전압 출력(132)로부터 전류가 흐르고, 공통 리턴 경로(154)를 통해 리턴된다.
모터 제어기(110)는 가청 범위위에서(예, 20 Hz 내지 40 KHz) 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호를 제공한다.PWM 신호의 듀티 사이클은 0 %와 100 %사이에서 가변될 수 있고, 0 과 최대 속도사이에서 모터(102)의 속도를 나타낸다. PWM 신호는 모터 회전자(116)의 회전 위치를 근거로 상이한 스위치를 제어하도록 다중화된다. 모터 제어기(110)는 또한 모터 권선(114)를 정류(즉, 블록 정류)하는데 사용될 수 있는 가변 시간의 블록으로 속도 설정치 신호(146)를 변환할 수 있다. 따라서, 모터 제어기(110)는 듀티 사이클을 가변함으로써, 그리고 전력단(112)에서 제어 신호를 다중화함으로써 모터의 시동, 정류, 및 속도를 제어한다. 대안으로, 모터 제어기(110)는 권선(114)의 전류를 구동하는데 선형 제어법을 이용할 수 있다. 그러나, PWM 제어 신호를 이용하면, 그 권선에서의 전력 손실을 최소화할 수 있고 고온 애플리케이션에 보다 더 적합하다.
모터 제어기(110)는 아래에 설명되는 회전자 위치와 감지된 파라미터를 근거로 제어 신호를 수정함으로써 모터 권선(114)과 전력단(112)내의 스위치를 보호한다.
모터(102)는 모터 권선(114)과 모터 회전자(116)를 포함하고 있다. 5상 무브러시 DC 모터는 5개의 권선(114)으로 감겨진 고정자를 포함하고 있다. 모터 회전자(116)는 권선(114)에 대하여 회전을 가능하게 하는 방식으로 장착되어 있다. 도 1에 도시되어 있는 모터(102)는 N극(156)과 S극(158)을 가진 영구 자석을 포함하고 있는 유니폴러(unipolar)모터이다. 그러나, 모터(102)는 또한 하나 이상의 극을 포함할 수 있다.
도 2를 보면, 모터 제어기(110)는 아날로그, 디지털, 또는 아날로그-디지털 혼합 회로일 수 있다. 일실시예에서, 모터 제어기(110)는 클록(202)에 연결되어 있는 마이크로프로세서 또는 마이크로콘트롤러(200), 마이크로프로세서(200)에 의해 실행되는 프로그램 명령을 기억하는 판독 전용 메모리(ROM)와 같은 비휘발성 메모리(204), 임의 접근 메모리(RAM)와 같은 휘발성 메모리(206), 아날로그-디지털(A/D) 변환기, 및 디지털 입력/출력 인터페이스(210)를 포함하고 있다. 마이크로프로세서(200)는 메모리가 내장된 80517 마이크로콘트롤러일 수 있다. 대안으로, 비휘발성 메모리(204)는 마이크로프로세서(200) 외부의 EPROM, EEPROM, 또는 FLASH 메모리일 수 있고, 휘발성 메모리(206)는 외부 RAM 소자일 수 있다. 비휘발성 메모리(204)용으로 FLASH 및/또는 EEPROM을 사용하면, 사용자는 소프트웨어로 그 성능, 결함 핸드링, 및 모터(102)의 통신 인터페이스를 개인의 희망에 따라 맞출 수 있다. 비휘발성 메모리(204)는 또한 모터(102)의 제작동안에 모터-모터 변화 및 특별 주문을 고려한 데이터로 프로그램된 개별 FLASH 또는 EEPROM 메모리(204)를 포함할 수 있다.
A/D 변환기(208)는 초과/부족 전압 회로, 과전류 회로, 초과 온도 회로(사용되면), 및 아래에 설명되는 속도 설정치 인터페이스(사용되면)로부터 아날로그 전압 신호를 수신한다. 디지털 입력/출력 인터페이스(210)는 감지 회로(106)로부터 입력/출력 인터페이스(210)의 위치 신호를 수신하고, 전력단(112)의 MOSFET 드라이버에 제어 신호를 송신한다.
모터 제어기(110)는 또한 ECU와 같은 외부 소자와 통신하기 위해 RS-232 시리얼 인터페이스와 같은 아날로그 또는 디지털 인터페이스를 포함할 수 있다. 이 인터페이스를 사용하여, 모터 제어기(110)는 그 외부 소자로부터 제어 파라미터(예, 속도 설정치 신호(146))를 수신하고, 진단 데이터(예, 결함)뿐만 아니라, 연산 파라미터 및 성능 데이터(예, 속도 또는 온도)를 그 외부 소자에 송신할 수 있다. 이 인터페이스는 또한 디버그 목적으로 그리고 프로그래밍 정보를 다운로드할 목적으로 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 모터 제어기(110)는 ECU로부터 PWM 신호를 수신하는PWM 인터페이스를 포함하고 있다. 정상 작동동안에, ECU는 속도 설정치 신호(146)를 표현하는 듀티 사이클과 함께, 모터 제어기(110)에 300 Hz의 PWM 신호를 송신한다. ECU는 또한 모터 제어기(110)에게 차량이 멈춘 상태로 PWM 신호를 10 Hz의 신호로 스위칭함으로써 동작의 후동 모드로 스위칭할 것을 명령할 수 있다. 후동 동작에서, 모터 제어기(110)는 일정 시간동안 모터(102)를 작동시켜, 차량이 멈춘 후 엔진 칸막이를 냉각하여, 과도한 열 형성을 방지한다. PWM 신호의 듀티 사이클은 모터(102)의 시간과 속도를 설정한다.
도 3 내지 도 7을 보면, 예시적인 흐름도는 모터(102)의 작동동안에 모터 제어기(110)에 의해 수행되는 메인 과정을 도시하고 있다. 도시된 논리는 모터 권선(114)에 발생되는 역 EMF 전압을 감지하고 그리고 모터의 회전 위치를 결정하는 감지 회로(106)를 제어 시스템(100)이 포함하고 있다고 그리고, 모터 제어기(110)는 ECU와 같은 외부 소자로부터 PWM 명령 신호를 수신한다고 가정한다. 이 흐름도는 본 발명의 다른 실시예에 적합한 것으로서 변경될 수 있다.
단계(300,302)에서, 모터 제어기(110)는 차량 점화 장치가 작동될 때와 같이, 전력이 제어 시스템(100)에 인가될 때 개시 논리를 수행한다. 단계(304,306)에서, 모터 제어기(110)는 속도 설정치 신호(146)를 체크하고, 그 설정치가 소정 범위내에 있지 않으면, 모터(102)의 시동을 막는다. 일실시예에서, 속도 설정치 신호를 제공하는 PWM 신호는 10% 와 90%사이의 듀티 사이클 범위를 가지고 있다. 단계(308)에서, 이 시스템은 초과/부족 전압 회로에 의해 감지되는 아날로그 전압 신호를 디지털화함으로써 배터리 전압을 체크한다. 과전압 조건은 그 감지된 전압이 상한치를 초과할 때 검출되고, 부족 전압 조건은 그 감지된 전압이 하한치보다 적을 때 검출된다. 범위 한계치는 소프트웨어로 사용자 지정이고, 바람직한 실시예에서 대략 9와 16 V 로 설정된다. 그 한계치는 12V의 전형적인 배터리 전압및 8V와 19V사이의 작동 범위에서 적합하다.
단계(310)에서, 모터 제어기(110)는 감지 회로(106)로부터 회전자 위치 신호를 조사함으로써 회전자(116)의 회전 방향을 체크한다. 회전자(116)가 고정하거나 전력이 공급될 때 반대 방향으로 이동하고 있다면, 이 시스템은 모터(102)를 멈추게 하고, 단계(314∼330)에서 도시된 고정 위치로 회전자(116)를 이동시킨다. 바람직한 실시예에서, 모터 제어기(110)는 일정 주기동안 모터(102)의 하나의 권선(예, 위상 A)에 전압을 인가하고, 회전자(116)가 그 고정 위치에 있을 때까지 두 개의 권선(예, 위상 A,B)에 전압을 인가한다. 이 권선에 인가된 전류는 단계(324∼330)에서의 브레이크 시퀀스동안에 설정치로 조정된다. 이동이 멈춘 후, 또는 위상 A,B 에 일정 주기동안에 전압이 인가된 후에, 모터 제어기(110)는 단계(332)에서 시동 시퀀스를 실행한다.
도 5와 도 6에 도시된 단계(332∼362)를 보면, 모터 제어기(110)는 개방 루프 시동 시퀀스로 권선을 시퀀스하여, 회전자(116)가 정방향으로 회전가능하게 하고, 검출가능한 역 EMF 신호를 발생시키기에 충분한 속도를 얻는다. 일실시예에서, 시동 시퀀스는 4단계로 권선(114)에 전압을 인가한다. 먼저 위상(E)에 해당 에지 신호가 센서(E)에 의해 검출될 때까지 전압을 인가한다(도 12a 내지 도 12e는 권선(114)과 센서(106)이 라벨되는 방법을 도시). 두 번째로, 위상(D)에 해당 에지신호가 센서(D)에 의해 검출될 때까지 전압을 인가한다. 세 번째로, 위상(C)에 해당 에지 신호가 센서(C)에 의해 검출될 때까지 전압을 인가한다. 네 번째로, 단계(346)에서 전류를 낮춘 후에, 위상(C)과 위상(D)에 일정 주기동안 전압을 인가한다. 그 다음에, 회전자(116)는 폐루프 제어에 적합한 역 EMF 신호를 검출하는 감지 회로(106)에 맞는 충분한 속도로 정방향으로 회전하고 있어야 한다. 단계(352∼362)에서 도시된 바와 같이, 모터 권선(114)에 인가되는 전류는 시동 시퀀스의 제 1의 3가지 단계에서 설정치값으로 제한되고, 권선(114) 및/또는 전력단(112)에서의 데미지를 방지한다.
도 6의 단계(364)에 도시된 바와 같이, 회전자(116)가 일단 정방향으로 회전하고 있으면, 모터 제어기(110)는 회전자의 회전 위치를 근거로 모터 권선(114)를 정류한다. 모터 제어기(110)는 PWM 제어 신호를 발생시켜, 위치 센서로부터 수신된 바이너리 패턴을 근거로 모터 권선(114)을 정류한다. 정류 알고리즘에 관한 더 많은 정보는 마이크로피시 부록에 목록되어 있는 소프트웨어를 참조하라.
일실시예에서, 두 개의 모터 권선(114)은 일반적으로 두 개의 모터 권선이 함께 작동되고 작동되지 않는 상태로, 동시에 정류된다. 다중 스위치(예, 트랜지스터, 릴레이, SCR 등)를 이용하여 다중 권선에 전압을 인가하면, 병렬 경로를 전체 전류에 제공함으로써 각각의 스위치의 전류는 감소된다. 예를 들어, 두 개의 위상에 전압이 인가되면, 권선 각각의 전류를 제어하는 두 개의 스위치는 총 전류의 1/2를 이동시킨다. 각각의 스위치는 보다 적은 전력을 방출하고, 각각의 스위치가 총 전류의 소량만을 이동시키기 때문에 단지 하나의 권선에 동시에 전압을 인가하는 시스템보다 냉각으로 동작한다. PWM 드라이버의 사용뿐만 아니라, 각각의 스위치의 전류를 감소시키면, 권선(114)의 전력 손실은 최소화되고, 모터(102)를 고온에서 보다 쉽게 동작시킬 수 있다.
권선에 축적되어 있는 유도성 에너지는 권선으로의 전류가 중지될 때 방출된다. 따라서, 두 개의 권선을 동시에 작동 및 작동하지 않으면, 미작동동안에 에너지 방전이 크다. 코일이 작동하는 동안의 에너지 방출은 교류 초핑(chopping)을 이용함으로써 감소될 수 있다. 교류 초핑은 시간동안 두 개의 권선으로부터 에너지 방출을 분산시키고, 그 결과 에너지 방출의 크기는 보다 작아지고, 전도 및 방사 노이즈 방출을 감소시킨다.
수동 완충기보다는 능동 완충기가 급히 그리고 효율적으로 포지티브 레일(positive rail)로의 되돌아 가는 오프 부분동안에 그 권선에 축적되어 있는 에너지를 전도하는데 사용될 수 있다. 능동 완충기를 사용하면, 미작동동안에 와류 진동 및 울림을 억제하고, 그 소자의 애벌란치(avalanche) 브레이크다운을 방지하면서 전도 MOSFET 드레인에 걸리는 전압을 최소화한다. 그 MOSFET 의 드레인에 축적되어 있는 에너지가 포지티브 레일에서 급히 방출되면, 코일에 축적되어 있는 에너지는 완충기 회로를 가열시키지 않을 것이고 모터 내부의 온도 상승은 감소될 것이다.
더욱이, 개별 소자를 이용하는 완충기보다는 평면 완충기 회로가 사용될 수 있다. 그 평면 완충기는 회로의 길이와 폭에 걸쳐 분포되어 있는 저항과 용량을 가지고 있고, 그 결과 패키지 크기가 보다 작아지고, 전력 손실이 낮아지고, 방사된RFI는 보다 낮아진다.
단계(366)에서, 모터 제어기(110)는 PWM 입력 신호의 주파수가 후동작 모드이 명령됨을 지시하는지를 결정한다. 300Hz 주파수는 정상 모드를 나타내고, 10 Hz 주파수는 후작동 모드를 나타낸다. 후작동 모드가 명령되면, 단계(368)에서 일 비트가 설정되고, 모터 제어기(110)는 단계(370)에서 후작동 논리(도 11과 관련하여 아래에 설명)로 넘어 간다.
단계(372)에서, 모터 제어기(110)는 속도 설정치 신호(146)에서 변경이 있는지 여부를 검출한다. 그러하다면, 이 시스템은 가속/감속 타이머를 설정하고, 단계(374)에서 인터럽트를 기다린다. 그렇지 않으면, 이 시스템은 단계(376)에서 속도와 정류 딜레이를 계산한다.
도 7에 도시된 단계(378∼388)를 보면, 모터 제어기(110)는 배터리 전압과 속도 설정치 신호(146)를 모니터한다. 배터리 전압이 범위내에 있지 않으면, 또는 속도 설정치 신호(146)가 최소값(예, 10%보다 적은 듀티 사이클) 아래에 있으면, 전력단(112)로의 제어 신호를 차단함으로써 모터(102)는 불능 상태가 된다. 모터(102)는 불능 상태를 유지하고, 전압 또는 속도 설정치 결함이 사라져 시스템이 재작동될 때가지 이 불능 상태는 계속된다.
단계(390)에서, 이 시스템은 상기된 과전류 회로에 의해 발생되는 아날로그 전압 신호를 변환시킴으로써 제어 시스템(100)에 흐르는 전류를 검출한다. 이 전류가 소프트웨어에서 사용자가 지정한 한계값(예, 33A)을 초과하면, 모터(102)에 인가된 전류는 단계(392)에서 PWM 제어 신호의 듀티 사이클을 감소시킴으로써 제한된다. 이 전류는 또한 초과/부족 전압 회로로부터의 피드백을 근거로 제한될 수 있다. 따라서, 배터리 전압 및 부하에서의 변화가 고려된다. 예를 들어, 모터 권선(114)의 전류는 더 높은 전압에서 제한될 수 있고, 서리 제거 기능은 전압 조정기 고장의 경우에 이용가능하다는 것을 알 수 있다. 이 논리는 단계(364)에서 반복된다.
모터 제어기(110)는 또한 초과 온도 회로에 의해 발생되는 아날로그 전압 신호를 변환함으로써 초과 온도 조건에 대해 체크하도록 구성될 수 있다. 초과 온도 조건은 감지 온도가 사용자 정의 한계 온도를 초과할 때 존재할 수 있다. 상이한 한계 온도는 상이한 전력 레벨에 대하여 지정될 수 있다. 초과 온도 조건이 검출되면, 이 시스템은 모터(102)가 저속으로 작동하도록 제어 신호의 펄스 폭을 제한할 수 있다. 예를 들어, 높은 대기 온도가 초과 온도 조건이 되고, 모터(102)가 엔진 냉각 팬을 회전시키고 있으면, 냉각 공기 흐름을 계속 제공하여 엔진의 과열을 방지하기 위해서, 모터(102)는 전압 인가를 완전히 되지 않게 하지는 않을 것이다. 원하는 풀(full) 모터 속도와 전력은 온도가 한계치보다 아래에 있지 않으면, 재저장되지 않을 것이다.
도 8을 보면, 모터 제어기(110)는 가속/감속 타이머 인터럽트 루틴을 실행하고, 가속/감속 타이머가 속도 설정치 신호(146)에서의 변화에 대하여 단계(374)에서 설정되었고 그 변화가 아직 이루어지지 않았다면, 모터(102)의 속도를 변경시킨다. 단계(400∼406)에서 원하는 듀티 사이클이 얻어질 때까지 PWM 듀티 사이클을 소정 비율로 변경시킨다. 듀티 사이클의 변경 비율은 모터(102)의 가속과 감속에영향을 주고, 소프트웨어에서 설정된다. 일단 PWM 듀티 사이클에서 변화가 있으면, 가속/감속 타이머는 단계(408)에서 멈추고, 그 논리는 리턴한다.
본 시스템은 회전자(116)의 연속 회전 위치사이의 시간을 측정함으로써 결정된 회전자(116)의 실제 속도를 설정치 신호(146)로부터의 원하는 속도와 비교함으로써, 모터(102)의 속도를 설정하게 된다. 제어 신호의 듀티 사이클은 폐쇄 루프 속도를 제어하기 위해 변화된다. 여러 제어 알고리즘이 비례-적분-미분(PID) 또는 퍼지 논리와 같이, 폐쇄 루프 방식으로 속도를 제어하는데 사용될 수 있다. 폐쇄 루프 속도 제어는 가변하는 배터리 전압과 같은 가변 조건에서 모터 성능을 보장할 수 있다.
도 9를 보면, 모터 제어기(110)는 단계(410)에서 비교 타이머 인터럽트 루틴을 실행한다. 단계(412)에서, 새로운 회전자 위치가 판독된다. 단계(414,416)에서, 그 새로운 상태가 이전 상태와 같지 않으면, 정류 딜레이가 작동된다. 단계(418,420)에서, 모터 제어기(110)는 일단 정류 딜레이가 끝나면 새로운 회전자 위치를 기록한다. 단계(422)에서, 비교 채널 레지스터는 듀티 사이클 정보를 기록한다. 단계(424∼428)에서, 특정 위치(예, 위치 5)에 도달하고 그 속도가 이미 판독되지 않았다면, 그 속도는 판독된다. 추가 세목은 프로그램 리스트에서 찾을 수 있다.
도 10을 보면, 본 시스템은 단계(430)에서 정지 또는 감속 조건에 대하여 체크한다. 일실시예에서, 모터 제어기(110)는 상이한 회전자 위치가 검출될 때 타이머 또는 적분기를 작동시킨다. 정지/감소된 속도 고장은 회전자 위치가 정상 작동조건에서 가능한 한 최소의 작동 속도(예, 32rpm)로 위치를 변경하는데 필요한 시간보다 큰 시간동안 동일하게 있는지를 검출한다. 대안으로, 모터 제어기(110)는 회전자(116)의 자전마다 한번 타이머 또는 적분기를 작동시킬 수 있다. 회전자(116)가 지정된 시간내에 동일 위치에 도달하면, 타이머 또는 적분기는 재설정된다. 그러나, 이 타이머가 타임 아웃되거나 적분기 출력 신호가 한계 레벨에 도달하면, 고장이 검출된다. 모터 제어기(110)는 또한 회전자 위치의 시간 미분을 근거로 하여 회전자(116)의 속도를 결정하여, 사용자 지정 정지/감속값과 그 속도를 비교함으로써 정지/감속 조건을 검출할 수 있다. 다른 대안으로, 본 시스템은 감지된 전류의 과도 레벨을 근거로 정지를 검출할 수 있다. 그러나, 전류 감지는, 모터(102)가 매우 저속으로 정지하면, 과도 정지 전류가 일어나지 않기 때문에 바람직하지 않을 수 있다.
단계(434)에서, 정지 또는 감속 조건이 검출되면, 회전자(116)의 회전이 차단될 때 모터(102)와 전력단(112)을 보호하기 위해서 모터(102)로의 전력은 차단된다. 단계(436∼442)에서 도시된 바와 같이, 일단 소정수의 정지가 검출되었다면, 본 시스템은 진단 에러 비트를 설정하고, 일정 주기동안 딜레이하고, 정지 카운터를 클리어하고, 모터(102)를 재작동시킨다. 대안으로, 정지 조건을 검출하면, 모터 제어기(110)는 모터(102)를 디스에이블할 수 있고, 본 시스템을 재작동하기 위해, 사이클되는 전력을 기다린다(예, 점화가 오프되고 다시 온됨으로써).
도 11을 보면, 모터 제어기(110)는 후작동 명령을 수신하면 후작동 모드를 실행한다. 단계(452)에서, 모터 제어기(110)는 PWM 명령 입력의 듀티 사이클을 결정한다. 듀티 사이클이 15%이면, 본 시스템은 단계(454)에서 모터(102)에 대한 제어 신호의 원하는 PWM 듀티 사이클(최대 35%로 제한)을 설정하고, 단계(456)에서 가속/감속 타이머를 작동시키고, 후작동 시간이 종료되고 단계(458,460)에 도시된 바와 같이 정상 속도 작동이 될 때까지 원하는 속도로 모터(102)를 동작시킨다. 단계(452∼460)는 여러 듀티 사이클값에 맞게 반복된다.
도 12a 내지 도 12e를 보면, 회로의 개략도가 5상 무브러시 DC 모터를 제어하는데 사용되는 제어 시스템(100)의 예시적인 구현을 도시하고 있다. 적분 회로는 TLE4262G 전압 조정기(U1), MC4423 MOSFET 드라이버(U2-U4), LM2904 증폭기(U5), 내부 메모리를 포함한 80517 마이크로콘트롤러(U6), LM2901 비교기(U9,U10), 74HC193 카운터(U11-U14), MC3456 듀얼 타이머(U15)를 포함하고 있다. 이 부품은 도 12a 내지 도 12e에 도시된 바와 같이 접속되어 있다.
대안으로, 도 12a 내지 도 12e에 개략적으로 도시된 여러 부품에 의해 수행되는 기능은 단일 집적 회로에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서(U6), 카운터(U11-U14), 및 듀얼 타이머(U15)의 기능은 하나의 집적 회로로 결합될 수 있어서, 신뢰도를 증가시키고 비용을 감소시킨다.
상기에서 그리고 그림으로 설명된 실시예가 현재 바람직하지만, 이 실시예는 단지 예로서 제공된다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들어, 상기 결함 핸들링 시퀀스는 사용자 요구에 따라 다른 기능을 수행할 수 있다. 다른 예로서, 상기 명세서는 차량 엔진 냉각 팬을 구동하는데 사용된 무브러시 DC 모터를 기준으로 하였지만, 이 모터는 HVAC 장비와 같은 다른 애플리케이션에 사용될 수 있다. 본 발명은특정 실시예에 제한을 두는 것이 아니라, 첨부한 청구 범위내에서 여러 수정이 가능하다.

Claims (14)

  1. 전압원(118,120)으로부터 전압이 인가되기에 적합하고, 전자 정류되기에 적합한 5개의 권선을 가진 고정자(114)와 상기 권선에 비례하는 회전을 위해 장착되어 있는 회전자(116)를 포함하는 5상 무브러시 DC 모터(102,114,116)를 전자 정류하는 제어 시스템(100)에 있어서:
    상기 권선에서 발생하는 역기전력 전압에 따라 결정되는, 상기 회전자(116)의 회전 위치에 대응하는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 감지회로(106);
    상기 권선에 연결된 스위치를 포함하는 전자 정류회로(112); 및
    상기 감지회로(106)와 상기 정류회로(112)에 연결되어 있고, 상기 회전자(116)의 회전 위치에 응답하여 제어신호를 발생하고 권선관통 전류를 제어하기 위해 상기 정류회로(112)에 상기 제어신호를 제공하도록 구성되어 있는 제어회로(110)를 포함하고 있으며;
    상기 제어시스템(110)은 속도 기준 입력신호(146)를 더 포함하고 있으며, 상기 제어회로가(110)상기 속도 기준입력 신호(146)와 회전자(116) 속도사이의 비교치를 근거로 상기 제어신호를 수정하고, 상기 속도 기준입력 신호(146)가 소정의 범위내에 있지 않다면 모터(102,114,116)의 시동을 금지하고,
    시동시에 제어회로(110)가 회전자의 회전방향을 체크하여, 회전자(116)가 고정되어 있거나 역방향으로 움직이면 고정 위치로 회전자를 이동시키는 브레이킹 시퀀스를 시작시키도록 작동하며, 상기 브레이킹 시퀀스는 제1소정의 시간동안 하나의 권선을 여기시키고 회전자(116)가 고정 위치에 있을 때까지 제2소정의 시간동안 2개의 권선을 여기시키며, 시동시에 사용되는 권선과 상기 브레이킹에 사용되는 권선은 다른 것을 특징으로 하는 제어시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지회로(106)는 5개의 개별 위치 신호를 발생하기 위해 5쌍의 권선내의 상기 역 기전력 전압을 비교하는 5개의 비교기를 포함하는 것을 특징으로하는 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지회로(106)는 상기 권선내의 역 기전력 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 회전자(116)의 회전 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지회로(106)는 적어도 하나의 센서로부터의 신호를 근거로 상기 회전자(116)의 회전위치를 더 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 각각의 센서는 모터 샤프트에 결합된 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 각각의 센서는 자기 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는제어 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 회전자(116)의 회전방향을 체크한 후에 상기 제어회로(110)는 시동시에 회전자를 정방향으로 회전하도록 권선을 여기하고, 회전자(116)가 정방향으로 회전하고 있을 때, 회전자(116)의 회전위치에 대응하여 권선을 전자 정류하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 권선의 관통 전류는 상기 모터(102)의 시동동안에 제한되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어는 한 항에 있어서, 상기 감지 회로(106)는 상기 회전자(116)의 회전 위치에 대한 신호 패턴을 발생시키고 상기 제어회로(110)는 상기 감지회로(106)로부터 수신된 신호 패턴을 근거로 상기 권선을 정류하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 각 권선은 상기 권선내에 상전류를 만드는 구동전압의 적시 인가에 의해 여기되도록 적용되어 있고, 각 권선에 결합된 상기 스위치는 전기적으로 제어 가능하고, 모터 제어기(110)는 신호패턴에 응답하여 권선의 관통 전류를 제어하기 위해 제어신호를 상기 전기적으로 제어가능한 스위치에 인가하고, 상기 전압의 적시 인가는 권선내에 역 기전력 전압를 발생하는 것을 특징으로 하는제어 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 정류회로(112)는 동시에 적어도 2개의 권선을 여기시킴으로써 제어 신호에 응답하고, 여기된 권선을 관통하는 전류흐름이 분기되는 적어도 2개의 스위치를 포함하는 것을 특징으로하는 제어 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 동시에 여기된 상기 적어도 2개의 권선은 일정 주기에 걸쳐 여기되지 않는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호이고, 상기 회전자(116)의 속도는 상기 제어 신호의 듀티 사이클을 변화시킴으로써 수정되는 것을 특징으로하는 제어 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어회로(106)는 프로그램 가능한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
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