KR100345893B1 - 스위치드릴럭턴스모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단상 또는 다산 스위치드 럴럭턴스 모터에서 상이 유효인 구간에서 무효인 구간으로 스위칭될때 잔류 전류 또는 후단 전류 감쇠를 제어하는 회로에 관한 것이다. 본 발명에서 홀 효과 센서가 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자의 위치를 검출한다. 모터의 상권선이 유효 구간이면 상기 상권선으로 전류가 흐르고, 상이 무효 구간되면 상으로의 전류 흐름은 0으로 감쇠된다. 반도체 스위치는 상이 유효 구간이 되면 상권선으로 전류가 흐르도록 하며, 상이 무효 구간이 되면 에너지 회복 회로와 에너지 방출 회로 사이에 있는 상권선에서 잔류 에너지의 방향을 바꾼다. 펄스폭 변조 신호 발생기는 전류가 처음에는 상권선으로 그 이후에는 에너지 회복 회로와 에너지 방출 회로 사이로 흐르도록 하기위해 펄스폭 동작 신호를 스위치로 공급한다. 제어 모듈 또는 펄스폭 변조 출력을 갖는 마이크로프로세서가 회전자의 위치에 대한 정보에 따라 펄스폭 변조 신호 발생기의 동작을 제어한다.

신호 발생기는 상권선으로 전류가 입력되면 한 세트의 단일 특성을 가진 펄스폭 변조 신호를 제공하고 상권선으로의 전류 흐름이 없으면 다른 세트이 특성을 가진 펄스폭 변조 신호를 제공한다. 이것은 상이 무효 구간인 동안 0볼트 구간과 강제 정류된 잔류 전류 감쇠 구간이 번갈아 나타나게 한다. 감쇠 구간동안에는 펄스폭 변조 주파수와 펄스의 듀티 사이클 모두가 가변되어 전류 감쇠를 가져와 링깅과 모터의 잡음을 제거하게 된다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터{switched reluctance motor}

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터에 관한 것으로, 특히 스위치드 릴럭턴스 모터의 전류 감쇠 제어 회로에 관한 것이다.

스위치드 릴럭턴스 모터는 일반적으로 잘 알려져 있으나, 상기 모터의 한 가지 문제점은 스위칭 주기의 끝 부분에서 각 상이 스위칭되어 모터의 상권선(phase winding)에서 전류가 회복됨에 따라 잡음이 발생된다는 것이다. 상기 모터에서 스위칭 주기의 특정 상이 유효 구간(active portion)인 동안에 상기 상의 에너지 입력을 나타내는 전류가 상권선으로 공급된다. 그리고 상기 모터의 상이 어떤 상에서 다른 상으로 스위칭되면 전류의 공급이 차단된 권선의 잔류 에너지는 감쇠된다. 전형적으로 이 에너지는 상권선이 유효 구간인 동안 상기 상권선에 공급된 에너지의 약 30% 정도가 되는데, 이를 후단 감쇠 에너지(tail decay energy)라고 한다. 상권선이 유도성 소자이므로, 공급받은 에너지가 다음 번 위상 주기에서 상기 상권선에 전류가 공급되기 전에 공급받은 에너지가 사실상 방출되어야 하더라도 상기 상권선을 흐르는 전류의 흐름을 유지하려고 한다. 따라서, 상기 감쇠는 급격한 형태를 띠어야 한다. 이러한 에너지 감쇠의 한 효과는 상 전류 곡선이 유효 구간과 무효 구간(inactive portion) 천이시 발생되는 링깅 효과(ringing effect)이다. 이러한 효과는 전류 곡선에서 상기 주기의 유효 구간을 나타내는 완만한 기울기와 상이 무효 구간일때 전류가 0으로 떨어지는 가파른 기울기 사이의 급격한 기울기의 천이로 나타난다. 이러한 링깅 효과, 즉 모터 프레임으로의 힘의 편달이 노이즈를 초래하는데, 이 노이즈는 약 50 dBa 정도가 된다.

모터메서 상 간의 스위칭을 각종 동작 파라미터들의 함수로 제어하기 위하여정류 회로(commutation circuit)가 사용된다. 이러한 정류 회로는 일반적으로 펄스 폭 변조기(pulse width modulator)를 채용하고 있다. 펄스 폭 변조 회로는 모터의 상에 전압의 인가되는 전압의 제어에 추가하여 잔류 전류 감쇠의 제어에도 이용된다. 이러한 회로는 정의된 소정의 알로리즘에 따라 이러한 감쇠를 제어하게 된다. 그러나, 이와같은 감쇠 제어 회로의 단점은 일반적인 100% 강제 정류 감쇠를 사용하는 것인데, 이 것 또한 노이즈 문제를 악화시키게 된다. 이에 대하여 C.Y. Wu 와 C. Pollock 이 그들의 논문 "스위치드 릴럭턴스 구동에 있어 진동과 잡음의 분석및 감소"에서 이러한 감쇠 문제의 해결을 제시하였다. 상기 논문이 제시하고 있는 접관 방식은 상이 오프 상태로 스위칭시 모터의 공진 시간의 절반에 해당하는 시간동안 상 권선에서 전류의 0 전압 감쇠를 수행하고, 이어서 상기 오프 시간의 잔여 시간에서는 연속된 강제 정류를 수행한다는 것이다. 이 방식의 단점은 하나의 감쇠 구간이 두 부분으로 나뉘어 진다는 것이다. 따라서, 전류를 0으로 떨어뜨리기 위해 상기 곡선의 기울기를 제어하는 정도가 잡음을 현저히 감소시키는데 있어 융통성이 없다는 것이다.

상기의 접근 방식이 효과적이긴 하지만, 잡음을 감소시키면서 후단감쇠를 손 쉽게 할 수 있는 방법이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 모터의 권선에서 잔류 전류 즉 후단 전류의감쇠를 제어하는 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 모터의 잡음을 현재의 잡음 레벨에서 적어도 약 10dBA 정도를 감소 시킬수 있도록 후단 전류 감쇠를 제어하는 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하드 쵸핑 전류 감쇠 제어 방법과 소프트 쵸핑 전류 감쇠 제어 방법을 혼합한 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 단일 게이트 드라이브를 사용하여 상기 두 가지 방법의 쵸핑을 제공하는 전류 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 12-6 의 2상과 6-4의 3상 스위치드 릴럭턴스 모터와 같은 2상 및 3상 스위치드 릴럭턴스 모터에 모두 사용 가능한 제어 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스위치드 릴럭턴스 모터의 각 상에 인가되는 전체적인 평균 전압을 제어하기 위한 펄스 폭 변조 형식의 제어 수단에 용이하게 적용될 수 있는 제어 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 권선의 상이 무효 구간일때 전류의 흐름을 제어하기 위해 사용되는 펄스 폭 변조 신호의 펄스 폭 특성을 반전시킴으로써 전류가 0으로 떨어지는 속도를 늦추는 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 모터의 상이 스위칭될 때 한 세트의 스위치는 활성화(activated) 또는 비활성화(deactivated) 되고 다른 한 세트의 스위치는 펄스 폭 변조 신호에 의해 변조되는 두 세트의 스위치를 채용한 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 상이 유효 구간에서 무효 구간으로 스위칭되어 펄스 폭 변조 신호의 주파수와 듀티 사이클(duty cycle)를 제어함으로써 감쇠전류의 곡선 기울기의 제어를 더욱 잘 하게한 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 잔류 전류를 0으로 만들기 위해 에너지 회복(energy recovery)과 에너지 방출(energy dissipation)간으로 권선의 스위칭을 제어하는 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 스위치 릴럭턴스 모터에서 잡음을 초래하는 요소인 정규화된 오발라이징 힘(ovalizing force) 이 고속/저 토오크의 모터 동작 조건에서 보다 낮아지게 되는 조건인 저속/고 토오크 조건에서 동작하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 잡음을 줄이는데 부가적인 역할을 하는 후단 전류 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 특정 모터 조건에 근거하여 광 범위한 감쇠 예정 시간을 출력하는 마이크로프로세서를 채용하는 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공진 주파수의 적어도 2배가 되는 주파수에서 동작 하도록 하는 제어 회로를 제공하는데 있다.

마지막으로 본 발명의 또 다른 목적은 스위치드 릴럴턴스 모터의 전 동작 범위에서 잡음을 감소 시키는 저렴하고 신뢰성있는 제어 회로를 제공하는데 있다.

본 발명에서 사용되는 제어 회로는 단상 또는 다상의 스위치드 릴럭턴스 모터에서 잔류 전류 즉 후단 전류 감쇠를 제어하기 위해 사용된다. 그리고 홀 효과(Hall effect)를 이용한 자기 센서가 모터의 회전자의 위치를 감지한다. 전류는 모터의 권선에 의해 표시되는 상이 유효 구간이 되면 해당 권선을 흐르게 된다. 그리고 상기 권선을 흐르는 전류는 상이 무효 구간이되면 중단된다. 상이 유효 구간이 되면 전류가 해당 권선으로 흐르도록 반도체 스위치가 유도하고, 상이 무효 구간이 되면 권선에서 잔류 에너지가 회복 또는 방출되게 한다. 이것은 에너지 회복 회로와 에너지 방출 회로 간으로 권선을 정해진 방법으로 스위칭 시킴으로써 달성된다. 그리고 권선으로의 전류 공급과 그 다음의 에너지 회복 및 방출을 제어하기 위하여 펄스 폭 변조 신호발생기가 펄스 폭 변조 동작 신호를 상기 스위치로 공급한다. 펄스폭 변조 제어 모듈, 또는 펄스 폭 변조 신호를 출력하는 마이크로프로세서가 홀 센서에 따라 펄스 폭 변조 신호 발생기의 동작을 제어한다.

그 결과, 상기 펄스 폭 변조 신호 발생기는 전류가 권선으로 흐를 때와 그렇지 않을 때 특성이 서로 차이가 나는 펄스 폭 변조 신호를 공급하게 된다. 상이 무효 구간일 때 펄스 폭 변조 신호의 주파수와 듀티 사이클은 가변적이 되어 전류 감쇠의 기울기를 제어하여 모터의 잡음을 감소시킨다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면에서 스위치드 럴럭턴스 모터(도면에 미도시)는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 상을 가지는 전형적인 다극성 모터이다. 이러한 모터의 예로는 12-6 의 2상 모터와 6-4 의 3상 모터가 있다. 모터의 동작시, 각각의 상에는 전류의 공급과 차단이 순차적으로 일어난다. 각 상이 유효 구간이 되는 시간의 길이는 각종 동작 패라미터에 근거하여 결정되며 한 상에서 다음 상으로 스위칭이 발생될 시점을 결정하기 위해 다양한 제어 방법이 시행되고 있다. 하나의 상이 유효 구간인 동안 그 상의 상 권선(W)에 전류가 공급된다. 상 권선의 이상적인 전류 특성은 제 1도에 도시된 바와 같다. 도시된 그래프에서와 같이, 상에 인가되는 파워(상 권선에 인가되는 전류)는 T0 시점에서 시작된다. 그런다음 전류는 T1 시점까지 계속 권선(W)에 공급되는데, 상기 T1 시점에서 특정한 상이 비활성화 된다. 제 1도에 도시된 바와 같이, 이 시점에서는 권선(W)에 상당량의 에너지가 존재하게 되고, 이 잔류 에너지는 상기 상이 다시 유효 구간이 되기 전애 회복 되던가 또는 방출 되어야 한다. 이 시점에서 상기 상에 나타나는 전류의 흐름은 0 볼트, 즉 전류의 후단 전류 감쇠를 위한 것이고, 이 전류의 흐름은 T1-T2 구간 동안 일어난다.

제 1도에서, 상기 상으로 입력되는 전류가 T1 시점에서 중단되면 곡선의 기울기는 상대적으로 완만해 진다. 그러나, 후단 전류가 0으로 떨어질때는 곡선의 기물기는 매우 급해진다. 모터 회전자의 돌기가 고정자의 돌기를 지나가면, 모터 내에서 발생되는 오발라이징 힘(ovalizing force)에 의해 편향이 발생된다. 이리한 편향이 T1의 시점에서 일어나는 에너지의 급격한 천이와 함께 일어나면, 그 결과는 제 10도의 실선으로 도시된 바와 같이 확연한 링깅을 초래하게 되는데 이러한 진동이 잡음을 발생시키게 된다. 잔류 전류 또는 후단 전류를 0으로 감소시키는데는 2가지 방법이 있다. 그 하나는 전류를 점차적으로 줄이는 것이다. 즉, T1 시점으로 부터 T2 까지 곡선의 기울기를 완만하게 만드는 것이다. 다른 하나는 전류를 급격히 줄이는 것으로 곡선의 기울기를 급하게 하는 것이다. 전자의 방법을 소프트 쵸핑이라 하고 후자의 것을 하드 쵸핑이라 한다. 소프트 쵸핑 방법만을 사용할 경우의 문제점은 잡음은 줄어드나 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다. 잔류 전류는 T2 시점이 되기 전까지는 0으로 떨어지지 않는다. 그리고 하드 쵸핑 방법만을 사용할 경우의 문제점은 T2 시점까지는 전류가 0으로 떨어지더라도 이 방법에서는 상기에서 언급한 링깅이 발생된다는 것이다.

상기 제 1도의 전류 파형과 유사한 제 2도 (가)의 전류 파형은 소프트 쵸핑 방법에 따라 쵸핑된 전류를 나타낸 것이다. 즉, 진폭이 0V ~ +Vυ인 펄스 폭 변조 신호가 상 전류에 인가된다. 심지어 상의 유효 구간에서도 전류에 리플(ripple)이 발생된다. 또한, 이 방법의 단점은 전류가 0떨어지는 속도가 매우 느리다는 것이다.

제 3도 (가)와 (나)는 하드 쵸핑 방법을 나타낸 것이다. 제 3도 (나)에서 하드 쵸핑은 펄스 폭 변조 신호의 진폭 범위가 -Vυ ~ +Vυ인 점에서 소프트 쵸핑 방법과 상이하다. 상에 이 신호를 인가하면 소프트 쵸핑 방법에 비해 전류를 0으로 떨어뜨리는데의 시간이 훨씬 짧게 걸리게 하는 효과가 있다. 그러나, 상이 유효인 구간에도 상 권선에 공급되는 전류에 부과되는 리플이 훨씬 크게 되고, 전류의 하강 드라이브를 증가함에 의해 생성되는 힘이 모터의 잡음을 증가 시킨다.

제 8도는 세 번째 방법을 도시한 것으로, 앞서 언급한 Wu와 Pollock이 그들의 논문에서 언급한 방법을 나타낸다. 진출한 바와 같이 전류가 T0-T1 동안 상권선(W)에 인가된다. 시간 T1으로 부터 Tx까지의 시간동안, 전류는 소프트 쵸핑에 따라 0볼트 감쇠(즉, 전류를 0으로 만들기 위해 상권선에 인가되는 신호는 없다)를 가진다. 시간 Tx로 부터 T2까는 전류를 하드 쵸핑에 의해 완전히 0으로 떨어뜨리기 위해 강제 정류 신호가 이 상권선에 인가 된다. 이것은 따른 것이다. T1과 Tx간의 구간은 모터의 공진 시간의 절반에 해당하는 시간이다. 이 방법의 효과는전류가 단순히 하드 쵸핑에 의해 0으로 떨어질 때보다 T1-Tx 간의 곡선 기울기를 더욱 완만히 할 수 있다는 것인데, 이는 링깅을 감소시키는 효과를 가진다. 이 초기 시간이 경과한 다음부터는 전류가 하드 쵸핑에 의해 0으로 만들어 진다. 그러나, 하드 쵸핑이 발생될 때까지 상에서 일부 에너지가 방출되기 때문에, 링깅에 의한 잡음이 덜 일어 난다. 유익하긴 하지만, 이 방법은 T1-T2 구간에서 소프트 쵸핑 구간과 하드 쵸핑 구간이 존재함에 따른 제한이 있다. 이것은 링깅과 잡음을 더욱 줄일 수 있는 제어의 정도를 제한하게 된다.

제 6도는 본 발명에 의해 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 상 권선(W)에서 잔류 전류 또는 후단 전류 감쇠를 제어하는 회로를 도시한 도면이다. 이후의 설명은 단지 하나의 상에 대한 후단 전류 감쇠의 제어에 대한 것이지만 회로(10)는 모터의 모든 상에 대해 적용된다. 앞서 설명한 바와같이, 한 상이 유효 구간이 되는 각 구간에서 전류와 전압이 그 상권선에 공급되고, 그 상이 무효 구간이 되면 그 상권선에 공급되는 전류와 전압이 차단된다. 상권선에 잔류하는 에너지는 상기 상권선의 연결된 회로 구성에 따라 회복되거나 또는 방출된다. 첫 번째 회로 구성은 버스 콘덴서(C)를 포함하는데, 상기 버스 콘덴서(C)는 상이 무효 구간이 되면 상권선(W)으로 부터 에너지를 회복하기 위해 상기 상권선(W)에 연결되어 있다. 상기 콘덴서(C)는 상호 직렬 연결된 저항(R1)과 콘덴서(C2)와 병렬로 연결되어 있고, 또한 이러한 회로 소자들은 저항(R2)과 병렬 연결되어 있다. 일 예로, 저항(R1)은 10 옴(ohm), 저항(R2)은 100K 옴, 콘덴서(C2)는 0.22 mF(마이크로패러드) 이다. 저항(R2)은 드라이브가 오프되었을 때 콘덴서(C)로부터 에너지를 빼내기 위한 것이다. 저항(R1)과 콘덴서(C2)는 회로에서 잡음을 일으키는 전압 스파이크에 대한 고주파 필터를 형성한다.

제 6도에서, 상 권선(W)은 다이오드(D1),(D2)를 통해 라인(L1),(L2) 사이에 연결되어 있다. 상기 다이오드(D1),(D2)와 상 권선(W)은 스위치 수단(16)의 스위치가 개방될 때 강제 정류 즉 에너지 방출 루프를 형성한다. 라인(L1),(L2)은 모터에 인가되는 115V의 교류 전압을 정류하기 위해 사용되는 전파 브리지 정류기(12)의 출력 단자에 연결되어 있다. 그리고 상기 브리지 정류기(12)의 출력 단자와 버스 콘덴서(C)가 노드(14a),(14b)에서 상호 접속되어 있다.

제 4도 (가)를 참조하여 후단 전류 감쇠를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 제 4도 (가)는 신호의 온 구간이 오프된 구간보다 매우 짧은 펄스 폭 변조 게이트 신호를 나타낸다. 신호가 온인 구간 동안은 제 4도 (나)와 같이 직류 전압이 상권선(W)에 인가된다. 신호가 오프인 구간 동안은 상기 상권선(W)에 진압이 인가되지 않는다. 반면, 상기 오프인 구간 동안 상기 상권선(W)은 제 4도 (다)와 같이 다이오드(D1)와 폐쇄 루프 회로를 구성하여 상기 상권선(W)에 영향을 미친 전류의 0볼트 전류 감쇠를 발생한다. 제 5도 (가)에 도시된 신호 또한 상에서 후단 전류 감쇠를 발생하기 위해 사용된 펄스폭 변조 신호이다. 여기에서는 펄스가 온인 구간이 오프인 구간보다 길다. 펄스가 온인 구간 동안, 스위치(S1)가 단락되어 상권선(W)의 전류가 다이오드(D1)를 흐르게 한다. 각 펄스에서 오프인 구간 동안에는 상기 상권선(W)의 양쪽에 있는 스위치(S1),(S2)가 개방된다. 따라서, 상기 상권선(W)은 두 개의 다이오드(D1),(D2)를 통해 모터의 위쪽 라인의 파워 입력과 결합된 버스 콘덴서(C)에 연결된다. 버스 콘덴서(C)는 후단 감쇠 전류에 의해 충전되는 축전 콘덴서가 된다. 제 5도 (나)는 소프트 쵸핑 회로 구성이고, 제 5도 (다)는 하드 쵸핑 회로 구성이다.

이어서, 회로(10)는 상이 유효 구간이 될 때 상권선(W)을 콘덴서(C)를 포함하는 회로에 연결하기 위한 스위치 수단(16)을 포함한다. 스위치 수단(16)은 각각 제 1, 제2 세트의 스위치(18),(20)를 포함하는데, 제 1 세트의 스위치(18)는 상기 상권선(W)의 일측에 연결되고 제 2 세트의 스위치(20)는 상기 상권선(W)의 타측에 연결된다. 상기 두 세트의 스위치(18),(20)는 제 6도에 도시된 바와 같이 모스 트랜지스터(22)로 표시된 각각 두 개의 반도체 스위치로 구성되어 있는에, 모스 트랜지스터 스위치가 아닌 다른 반도체 스위치가 사용될 수도 있다. 각 세트의 스위치(18),(20)에서 한 방의 스위치는 스위칭 능력을 향상 시키기 위해 병렬로 연결되어 있다. 또한, 각 모스 트랜지스터(22)는 저항(R3)과 다이오드(D3)가 상호 병렬로 연결된 게이트 회로를 포함하는데, 상기 저항(R3)의 용량은 예를 들어 100 옴 정도 이다. 각 쌍의 게이트 입력 소자의 입력측은 각각 노드(24a),(24b)에서 서로접속되며 각 세트의 스위치에는 상기 노드(24a),(24b)를 통해 입력 신호가 인가된다.

감지 수단(28)은 모터의 회전자의 위치를 정출하기 위해 제공된다. 감지 수단(28)은 일반적인 방식으로 동작되는 홀 효과 센서(30)를 포함한다. 각세트의 스위치(18),(20)는 전원 공급 수단(32),(34)와 연결된다. 홀 효과 센서(30)는 스위치 세트(20)와 연결된 전원 공급 수단(34)와 연결된다. 상기 두 전원 공급수단(32),(34)은 상호 유사한 회로 구성을 가진다. 각 전원 공급 수단(32),(34)은 일측이 교류 115V에 연결된 감압 변압기(step down transformer)(36)를 포함한다. 상기 감압 변압기(36)의 출력 단자에는 복수개의 정류 다이오드(D4)가 연결되어 각각 노드(38a),(38b)에서 공통 접속된다. 변압및 정류된 입력 전압은 저항(R4)을 통해 제너 다이오드(Z1)에 인가된다. 상기 제너 다이오드(Z1)는 입력 전압을 클램핑하여 상기 스위치 세트(18),(20)에 공급하는데, 일 예로 약 18V로 클램핑 한다. 필터 콘덴서(C3)가 상기 각 제너 다이오드(Z1)와 병렬로 연결된다. 그 결과 전원 공급 수단(32)의 출력 전압이 스위치 세트(18)의 각 모스 트랜지스터(22)의 게이트-소오스부에 인가되는데, 상기 콘덴서(C3)의 일측이 저항(R5)을 통해 게이트 입력측의 노드(23a)에 연결된다. 전원 공급 수단(34)의 콘덴서(C3)의 일측은 후술되는 방법으로 생성되는 동작 신호의 경로를 제어하는 제어 수단(42)의 집적 회로(40)에 연결된다. 상기 콘덴서(C3)의 타측은 저항(R5)을 통해 스위치 세트(20)의 노드(24b)에 연결된다.

제 6도와 제 7도 (가)를 참조하면, 신호 발생 수단(44)은 스위치 수단(16)에 동작 신호를 공급하여 상권선(W)을 버스 콘덴서(C)를 포함한 회로로 스위칭 시킨다. 제 7도 (가)에 도시된 바와 같이, 신호 발생 수단(44)은 상호 접속된 모델 번호 555의 집적회로 타이밍 칩(46a),(46b)를 포함한다. 신호 발생 수단(44)은 전원 공급 수단(34)의 노드(48),(50)에 연결되어 상기 집적희로 타이밍 칩(46a),(46b)에 파워를 공급한다. 집적회로 타이밍 칩(46a)의 1번 핀과 5번 핀은 콘덴서(C4)를 통해 상호 연결된다. 그리고 1번 핀과 8번 핀은 노드(52a)에서 입력 파워의 일측에연결되는데, 1번 핀은 콘덴서(C5)를 통해 연결되어 있다. 저항(R6), 전위차계(P1), 그리고 콘덴서(C6)로 구성된 전압구동 희로가 신호 발생 수단(44)의 두 파워 라인 사이에 연결된다. 상기 집적회로 타이밍 칩(46a)의 6번 핀은 상기 전위차계(P1)의 일측에 연결되고, 7번 핀이 상기 전위차계(P1) 와이퍼 암에 연결된다. 그리고 다이오드(D5)가 상기 6번 핀과 7번 핀 사이에 연결된다. 상기 집적회로 타이밍 칩(46a)의 3 번 핀은 저항(R7)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결된다. 2번 핀과 6번 핀 및 4번 핀과 8번 핀이 각각 서로 연결된다. 상기 트랜지스터(Q1)의 출력 단자는 집적회로 타이밍 칩(46a)의 2번 핀에 연결된다. 또한 상기 2번 핀은 저항(R8)을 통해 신호 발생 수단(44)에 인가되는 파워의 일측에 연결된다. 집적회로 타이밍 칩(46a)에서와 마찬가지로, 집적회로 타이밍 칩(46a)의 1번 핀과 8번 핀은 콘덴서(C7)를 통해 신호 발생 수단(44)에 인가되는 파워의 일측에 연결된다. 또한, 1번 핀은 콘덴서(C8)를 통해 5번 핀과 연결된다. 7번 핀은 저항(R9)과 전위차계(P2)로 구성된 전압 분배기에서 유도된 전압을 입력으로 받는다. 6번 핀은 콘덴서(C9)를 통해 입력 파워의 타측에 연결된다. 마지막으로 6번 핀과 7번 핀은 2번 핀과 4번 핀 처럼 서로 연결된다.

신호 발생 수단(44)은 펄스 폭 변조 신호 발생기의 역할을 하는데, 집적회로 타이밍 칩(46b)의 3번 핀에서 출력되는 신호가 제어 수단(42)의 집적 회로(50)의 입력 신호로 인가된다. 다른 한편으로 상기 동작 신호는 제 7도 (나)의 마이크로프로세서(52)에 의해 발생될 수도 있다. 마이크로프로세서(52)는 상기 신호 발생 수단(44)에 의해 발생된 신호의 펄스 폭 변조를 모터의 속도, 토오크등과 같은 각종동작 파라미터들의 함수로 제어하도록 프로그램 되어있다. 상기 마이크로프로세서(52)는 검출된 각종 파라미터들을 조합하여 상기 제어 수단(42)에 공급되는 동작 신호의 원하는 특성(주파수, 듀티, 사이클, 진폭 등)을 결정하는 알고리듬으로 프로그램되어 있다.

제어 수단(42)은 전류 감지 수단(28)의 출력 신호에 따라 선호 발생 수단(44)의 동작을 제어한다. 두 개의 칩(40),(50)은 각각 14개의 핀으로 된 칩으로서, 칩(40)의 모델 명은 CD4001이고 칩(50)의 모델 명은 CD4011BE 이다. 신호 발생 수단(44) 또는 마이크로프로세서(52)에서 출력되는 동작 신호는 칩(50)의 13번 핀의 입력 신호로서 제어 수단(42)에 공급된다. 상기 칩(40),(50)의 14번 핀과 7번 핀에는 각각 노드(48a),(48b)로 부터 파워가 공급된다. 그리고 홀 효과 센서(30)는 칩(50)의 공통 연결된 8번 및 9번 핀과 스위치(56)의 접점(54)에 입력 신호를 공급하는데, 평상시 상기 접점(54)은 개방되어 있다. 필요시, 상기 스위치(56)는 회로(10)의 동작을 제어하는 전류 제어 수단(42)을 분리하기 위해 사용된다.

상기 홀 효과 센서(30)는 제어 수단(42)뿐만 아니라 저항(R9-R11)로 구성된 베이스 바이어스 회로를 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스에도 그 출력 신호를 공급한다. 트랜지스터(Q2)는 저항(R12)를 통하여 광-아이솔레이터(opto-isolator) 수단(58)에 입력 신호를 공급한다. 상기 광-아이솔레이터 수단(58)은 4N35 타입의 아이솔레이터(60)를 포함하는데, 상기 아이솔레이터(60)의 일측은 저항(R13)을 통해 전원 공급 수단(32)으로 부터 파워를 공급받는다. 상기 광-아이솔레이터 수단(58)은 바이어스 저항(R14)을 통해 트랜지스터(Q3)의 스위칭을 제어한다. 상기트랜지스터(Q3)의 상태는 스위치 세트(18)의 모스 트랜지스터 스위치(22)로 인가되는 파워를 제어한다. 상기 스위치 세트(18)는 상이 유효 구간이면 온되고, 상이 무효 구간이면 오프된다.

제어 수단(42)은 상기 홀 효과 센서(30)의 출력 신호에 따라 상기 신호 발생 수단(44)에 의해 공급되는 동작 신호들의 신호 특성을 수정하는데, 이 신호들은 상이 유효 구간일 때 한 세트의 신호 특성을 가지고 상이 무효 구간이 되면 다른 세트의 신호 특성을 가진다. 상이 무효 구간임을 나타내는 홀 효과 센서(30)의 출력 신호에 따라 제어수단(42)은 동작 신호의 듀티 사이클을 반전시킨다. 그리하여, 상이 유효 구간일때 동작 신호가 10%의 펄스 구간에서 온이고 90%의 펄스 구간에서 오프일 때, 그리고 상기 횰 효과 센서(30)가 현재 상이 무효 구간임을 나타낼 때, 제어 수단(42)은 칩(50)의 8번 핀과 9번 핀에 공급되는 신호에 의해 펄스 구간의 90%를 온, 10%를 오프로 하는 동작 신호를 발생하게 된다. 상이 다시 유효 구간이 되면, 상기 홀 효과 센서(30)의 출력 신호가 초기 듀티 사이클 조건으로 회귀 시키게 된다. 어느 시점에 있어서든 온/오프의 상대적인 시간은 다른 구간에서의 온/오프 시간과 다를 수 있다. 또한, 마이크로프로세서(52)가 제어회로의 동작을 하지 않는 일정한 상태(예를 들어, 모터 속도의 구간 범위)하에서는 제어 수단(42)이 일정한 세트의 특성을 발생함으로써, 온/오프 구간이 역전되면 그에 따른 동작 신호는 여전히 원하는 특성을 갖게된다.

역전된 펄스 폭 변조 동작 신호는 칩(40)의 3번 핀에서 발생된다. 이 신호는 베이스 저항(R15)를 통해 트랜지스터(Q4)의 베이스로 공급된다. 트랜지스터(Q4)의출력 신호는 노드(24b)에서 스위치 세트(20)의 모스 트랜지스터(22)의 게이트 입력이 된다. 상기 동작 신호가 온인 구간과 오프인 구간을 가지므로, 상기 동작 신호는 효과적으로 스위치 세트(20)의 소자를 변조함으로써, 상기 소자들이 교대로 후단 전류 감쇠의 하드 쵸핑과 소프트 쵸핑을 제공한다. 따라서, 상기에서 설명한 하드 쵸핑과 소프트 쵸핑을 모두 발생하는 한 세트의 스위치에 의해 후단 전류의 0볼트의 전류 쵸핑에 의한 후단 전류 방출이 일어난다. 제 9도는 이를 도시한 도면으로, T1에서 초기 0볼트 소프트 쵸핑 구간이 존재하며, 이어서 보다 짧은 구간의 하드 쵸핑 구간이 존재한다. 제 9도(가)에 도시된 바와 같이, 이 과정은 후단 전류가 0이 될때까지 반복된다. 보다 긴 소프트 쵸핑 구간은 동작 신호의 보다 긴 온 구간에 기인하고, 보다 짧은 하드 쵸핑 구간은 상기 동작 신호의 보다 짧은 오프 구간에 기인한다. 제 9도 (가)와 (나)에 도시된 상대적 구간은 일 예를 나타낸 것이다.

전술한 바와 같이 회로(10)에서 한 세트의 동작 특성은 특정한 펄스폭 변조 주파수에 대한 동작 신호의 듀티 사이클의 역전이다. 그러나, 마이크로프로세서(52)가 펄스폭 변조 신호를 발생하므로 듀티 사이클이나 주파수 또는 양자 모두를 후단 전류 감쇠 시간 내에서 변화 시킬 수 있다. 제 11도 (가) 내지 (라)는 듀티 사이클과 주파수 또는 양자 모두 가변되어 잔류 전류가 0으로 감쇠되는 복수개의 구간에서 한 구간의 소프트 쵸핑과 하드 쵸핑이 제어되는 일 예를 나타낸 것이다. 주파수와 듀티 사이클 양자 모두를 변화시킬 수 있다는 것은 매우 중요하다. 왜냐하면 잔류 전류가 감쇠되는 동안 모터의 잡음 제어를 효과적으로 하도록 하는 전류 기울기에 대해 훨씬 양호한 제어의 정도를 제공해 주기 때문이다.제 11도 (가)는 각 구간(I)동안 펄스폭 변조 동작 신호의 일정한 듀티 사이클이 나타나 있다. 따라서, 각 듀티 사이클의 온 구간은 전류 감쇠 구간(T1-T2)동안 일정한다.

제 11도 (나)는 구간(I)은 일정하나, 듀티 사이클이 변화됨을 나타낸다. 이것은 연속된 구간에서 하드 쵸핑 구간이 점차 길어지는 것에 반해 소프트 쵸핑 구간은 점차 짧아지는 효과를 일으킨다

제 11도 (다)는 각 구간 자체가 가변되는 것을 나타내는데, 구간(I1)이 구간(I2)보다 길다. 그러나, 듀티 사이클이 일정하여 각 구간마다 소프트 쵸핑과 하드 쵸핑 구간의 길이가 다르더라도 전체 전류 감쇠 구간에서 이 비는 일정하게 된다.

마지막으로, 제 11도 (라)는 펄스폭 변조 동작 신호의 구간(I)과 듀티 사이클이 모두 가변하는 것을 나타낸다. 주지하는 바와 같이 전류 감쇠를 제어하기 위해 선택된 특정한 펄스폭 변조 특성은 모터의 특정한 동작 조건의 함수이고, 상이 무효 구간이 되는 각 시점에서 상기 선택된 세트의 특성이 사용되거나 또는 각 시점에서 다른 세트의 특성이 선택된다.

하드 쵸핑과 소프트 쵸핑이 일어나는 실제 구간에 상관없이, 상기 동작 신호의 주파수는 적어도 모터의 공진 주파수의 2배 이상이다. 이것은 모터의 프레임내의 고조파에 의해 발생되는 잡음을 제거한다. 상기 회로(10)의 효과는 효율적으로 후단 전류를 감쇠하는 외에 모터의 잡음을 50dB에서 약 1OdB 정도를 감소시키는 효과를 가져온다. 게다가, 상기 회로(10)는 2상 및 3상을 포함하여 다양한 스위치드릴럭턴스 모터에 적용될 수 있다는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 것은 스위치드 릴럭턴스 모터에서 후단 전류 감쇠를 제어하는 제어 회로에 관한 것이다. 이 회로는 후단 전류 감쇠를 제어하여 현재의 스위치드 릴럭턴스 모터에서 나타나는 50dB 레벨의 잡음을 적어도 10dB 정도 감소 시킨다. 제 10도의 점선과 같이, 회로(10)가 사용되었을 때 발생되는 링깅은 이전의 링깅 레벨에 비해 현저히 감소되었음을 알 수 있다. 이를 달성하기 위해 제어 회로(10)는 단일 게이트 드라이브의 하드 쵸핑 및 소프트 쵸핑 전류 감쇠 제어 방법을 조합하였다. 이 제어 회로는 12-6의 2상 및 6-4의 3상을 포함한 스위치드 릴럭턴스 모터에 적용 가능하다. 이 제어 회로는 스위치드 릴럭턴스 모터의 각 상을 스위칭 하는 전체적인 상의 스위칭에 제어하는 펄스폭 변조 형식의 제어 수단에 용이하게 적용될 수 있다. 이 제어 회로는 동작의 일부로서 상이 무효 구간일 때 전류의 흐름을 제어하기 위해 사용되는 펄스폭 변조 신호의 펄스 폭을 역전시킴으로써, 상이 무효 구간일 때 후단 전류를 0으로 감소 시킨다. 이 제어 회로는 두 세트의 스위치를 사용하는데, 한 세트는 모터의 상이 스위칭될 때 활성화 또는 비활성화 되고, 다른 한 세트는 펄스폭 변조 신호에 의해 변조된다. 이 제어 회로는 한 상이 유효 구간에서 무효 구간으로 스위칭될 때 펄스쪽 변조 신호의 온과 오프 구간을 역전시킨다. 이 제어 회로는 스위치에 의한 펄스쪽 변조를 이용하는 후단 전류에 의해 충전되는 버스 콘덴서를 포함하는 것으로 상전선을 스위칭 시킨다. 후단 전류 제어 회로는 스위치드 릴럭턴스 모터에서 잡음을 일으키는 정규화된 오발라이징 힘이 고속의 모터 동작에서 감소 되기 때문에 저속/고 토오크에서 동작하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 잡음을 효과적으로 제거한다. 이것은 제어 회로가 원하는 소프트/하드 쵸핑을 얻기위해 주파수와 듀티 사이클을 변화시키기 때문이다. 또한, 이 제어 회로는 모터의 공진 주파수의 적어도 2배에서 동작한다. 마지막으로, 이 제어 회로는 스위치드 릴럭턴스 모터의 전 동작범위에서 잡음을 감소 시키는 저렴하고 신뢰성있는 방법을 제공한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 상기의 목적의 달성 및 기타 유익한 결과를 제공하게 된다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능하며, 본 발명의 상세한 설명과 첨부된 도면은 예시의 목적일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

제 1 도는 스위치드 릴럭턴스 모터의 한 상(phase)에서 전류의 파형을 도시한 것으로 상기 전류 파형에서 후단 전류 감쇠(tailcurrent decay)를 나타낸 그래프.

제 2 도 (가)와 (나)는 각각 스위치드 릴럭턴스 모터의 상 전류(phase current)와 상 전압(phase voltage)을 도시한 것으로 상기 모터를 위한 전류 제어부의 소프트 쵸핑 (soft chopping) 동작을 나타낸 나타낸 그래프.

제 3 도 (가)와 (나)는 각각 스위치드 릴럭턴스 모터의 상 전류와 상 전압을 도시한 것으로 상기 모터를 위한 전류 제어부의 하드 쵸핑(hard chopping) 동작을 나타낸 그래프.

제 4 도 (가)는 스위치드 릴럭턴스 모터의 한 상에서 파워가 온인구간에서 소프트 쵸핑에 사용되는 게이트 신호를 나타낸 도면.

(나)는 상기 상에서 파워가 온 일때의 회로를 개략적으로 나타낸 도면.

(다)는 상기 상에서 파워가 오프 즉 전류 감쇠 구간일 때의 회로를 개략적으로 나타낸 도면.

제 5 도 (가)는 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 모드에서 상이 오프일 때 사용되는 반전된 게이트 신호를 나타낸 도면.

(나)와 (다)는 각각 전류 감쇠를 위한 소프트 쵸핑 회로 및 하드 쵸핑 회로를 나타낸 도면.

제 6 도는 본 발명의 후단 전류 감쇠 제어 회로의 제 1 실시예를 나타낸 도면.

제 7 도 (가)는 후단 전류의 하드및 소프트 쵸핑을 제공하기 위해 사용된 동작 신호를 생성하는 신호 발생 모듈을 나타낸 도면.

(나)는 하드및 소프트 쵸핑의 제공을 위해 사용되는 동작신호를 발생하는 펄스 폭 변조 출력 능력을 가진 마이크로프로세서를 나타낸 도면.

제 8 도는 제 1도와 유사한 도면으로서 종래 기술에 의한 후단 전류 감쇠 방법을 나타낸 도면.

제 9 도 (가)는 제 1도와 유사한 또 다른 도면으로서 본 발명에 의한 후단 전류 감쇠 방법을 나타낸 도면.

(나)는 (가)에서 후단 전류 감쇠 부분을 확대한 도면.

제 10 도는 본 발명에 의해 모터의 링깅(ringing)이 감쇠되는 것을 나타낸 도면.

제 11 도 (가) 내지 (라)는 전류 감쇠를 제어하는 주파수와 듀티 사이클의 각종 조합을 나타낸 도면.

Claims (26)

1. 상권선에 나타나는 스위치드 릴럭턴스 모터의 상이 유효 구간이면 상기 상권선으로 전류가 흐르고, 상기 상이 무효 구간이면 상기 상권선으로 흐르는 전류가 중단됨을 감지하는 감지 수단과;

   상기 상이 유효 구간이면 상기 상권선으로 전류가 흐르게 하고 상기 상이 무효 구간이면 상기 권선에서 에너지의 회복 또는 방출을 위한 스위치 수단과;

   전류의 흐름과 에너지의 회복 또는 방출을 제어하는 상기 스위치 수단으로 동작 신호를 공급하는 신호 발생 수단과;

   상기 감지 수단의 출력 신호에 따라 상기 신호 발생 수단을 제어하여 상기 신호 발생 수단으로 하여금 상기 유효 구간일 때와 무효 구간일 때 서로 다른 동작 특성을 갖는 동작 신호를 발생하게 함으로써 상기 상이 무효 구간이 되면 에너지를 회복 또는 방출 시키도록 하는 제어 수단에서, 상기 제어 수단은 전류의 감쇠율과 그에 따른 모터의 잡음을 제어 하도록 상기 동작 신호의 주파수와 듀티 사이클을 제어하는 제어 수단을 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 수단은 상기 상권선의 양 측에 위치하여 상기 상이 유효 구간이면 한 세트의 스위치가 활성화 되고, 상기 상이 무효 구간되면 비활성화 되는 제 1, 제2 세트의 스위치를 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 세트의 스위치는 상기 신호 발생 수단에서 출력되는 동작 신호에 의해 변조되어 상기 제 2 세트의 스위치의 동작은 상기 동작 신호의 신호 특성의 함수로서 제어되는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 신호 발생 수단은, 출력 신호의 펄스 폭과 주파수가 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 특성의 함수가 되는 펄스폭 변조 신호 발생기를 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 상권선과 직렬로 연결되어 상기 상이 무효 구간이 되면 전류에 의해 충전되어 에너지의 일부를 회복하는 콘덴서를 추가로 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 상이 무효 구간이 되면 상기 감지 수단으로 부터 입력되는 신호에 따라, 상기 상이 유효 구간일 때의 펄스폭 변조 동작 신호로부터 상기 신호 발생 수단에 의해 발생되는 펄스폭 변조 동작 신호의 펄스 폭을 역전시키는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 신호 발생부를 제어하여 펄스 주기의 한 구간동안은 후단 전류의 소프트 쵸핑을 제공하고 상기 주기의 잔여 구간 동안에는 하드 쵸핑을 제공하는 동작 신호를 발생하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어회로.
8. 제 7 항에 있어서, 펄스폭 변조 신호가 공급됨으로써 상기 신호 발생 수단에서 발생되는 상기 펄스폭 변조 신호로부터 각 세트의 스위치로 제어 신호가 공급되게 하여 상기 상이 무효 구간 일때 상기 제 1세트의 스위치를 비활성화 시키고, 상기 펄스폭 변조 신호의 특성에 따라 상기 제 2 세트의 스위치의 스위칭을 변조하는 게이트 수단을 추가로 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 세트의 스위치는 병렬로 연결된 한 쌍의 반도체 스위치를 각각 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터에 공급되는 선간 전압을 강하하는 변압기와, 상기 강하된 전압을 조정하기 위한 전압 조정 수단을 포함하는 전원 공급 수단이 상기 각 세트의 스위치를 위해 추가로 포함되는 단상 또는 다상스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 권선에 인가되는 상 전압을 전파 정류 하기 위한 정류 수단을 추가로 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 감지 수단은 홀 효과 센서로 구성됨을 특징으로 하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 특성과 관련되는 입력 신호를 받아 상기 신호 발생 수단에서 발생되는 동작 신호의 신호 특성을 상기 입력 신호의 함수로서 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 잔류 전류 감쇠 제어 회로.
14. 상이 유효 구간인 각 구간동안 상권선에 전류와 전압이 공급되고 상기 상이 무효 구간이면 상기 상권선에 공급되는 전류와 전압이 차단됨으로써 0볼트 조건에서 상기 상권선의 에너지가 회복 또는 방출되는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 상권선에서 후단 전류 감쇠를 제어하는 장치에 있어서,

    상기 상권선으로 부터 회복되는 에너지를 저장하는 버스 콘덴서와;

    제 1, 제 2 세트의 스위치로 구성되어 제 1 세트의 스위치는 상기 상권선의일측에 연결되고 제 2 세트의 스위치는 상기 상권선의 타측에 연결됨으로써, 상기 상이 무효 구간이 되면 상기 상 권선을 상기 버스 콘덴서가 포함된 회로에 연결하는 스위치 수단과;

    상기 상권선과 직렬 연결된 파워 방출 수단과;

    상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 횐전자의 위치를 검출하는 감지 수단과;

    상기 버스 콘덴서와 파워 방출 수단이 포함된 회로를 포함하는 회로에 상기 상권선을 교대로 스위칭하기 위해 상기 스위치 수단으로 동작 신호를 제공하며, 상기 동작신호는 전류의 하드 쵸핑및 소프트 쵸핑을 제공하기 위해 상기 스위치 세트 중의 한 세트의 상태를 변조하는데 사용되는 신호 발생 수단과;

    상기 감지 수단의 출력 신호에 따라 상기 신호 발생 수단의 동작을 제어하여 상이 유효 구간이면 한 세트의 신호 특성을 가지는 동작 신호를 제공하고 상기 상이 무효 구간이면 다른 세트의 신호 특성을 가지는 동작 신호를 제공하여 후단 전류의 0볼트 에너지 회복 및 방출을 일으키도록 하며, 후단 전류의 회복및 방출을 일으키고 모터의 잡음을 제거하기위해 동작 신호의 주파수와 듀티 사이클을 제어하는 제어 수단을 포함하는 후단 전류 감쇠 제어 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 신호 발생 수단을 제어하여 후단 전류 감쇠 구간동안 상기 두 세트의 스위치중 한 세트를 단락된 상태로 유지하고 다른 한 세트의 스위치를 인가되는 동작 신호의 펄스 폭에 의해 제어되는 속도로 개방및 단락되도록 스위칭시켜 상기 스위치가 단락되면 후단 감쇠 전류가 소프트쵸핑되고 상기 스위치가 개방되면 하드 쵸핑 되도록 하는 후단 전류 감쇠 제어 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 신호 발생 수단은 출력 신호의 펄스폭과 주파수가 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 특성의 함수인 신호를 출력하는 펄스폭 변조 신호 발생기를 포함하며, 상기 제어 수단은 상기 상이 무효 구간이면 상기 감지 수단에서 입력되는 신호에 따라, 상기 상이 유효 구간일 때 신호 발생 수단에 의해 발생되는 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클을 역전시키는 후단 전류 감쇠 제어 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 펄스폭 변조 신호가 공급되는 각 세트의 스위치를 위한 게이트 수단을 추가로 포함하며, 상기 게이트 수단은 상기 상이 무효 구간이면 제 1 세트의 스위치를 비활성화 시키고 상기 펄스폭 변조 신호 특성에 따라 제 2 세트의 스위치의 스위칭을 변조하기 위해 상기 펄스폭 변조 신호로부터 각 세트의 스위치에 제어 신호를 유도하는 후단 전류 감쇠 제어 회로.
18. 제 14 항에 있어서, 상기 감지 수단은 홀 효과 센서로 구성됨을 특징으로 하는 후단 전류 감쇠 제어 회로
19. 제 14 항에 있어서, 상기 제어 수단은 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 특성에 관련된 신호를 입력 받아 상기 신호 발생 수단에서 발생되는 동작 신호의 신호특성을 상기 입력 신호의 함수로서 제어하는 마이크로프로세서를 포함하며, 상기 마이크로프로세서는 상기 펄스폭 변조 신호의 주파수와 듀티 사이클 모두를 조정함을 특징으로 하는 후단 전류 감쇠 제어 회로.
20. 상이 유효 구간인 각 구간동안 상권선에 전류와 전압이 공급되고 상기 상이 무효 구간이면 상기 상권선에 공급되는 전류와 전압이 차단되어 0볼트 조건에서 상기 상권선의 에너지가 회복 또는 방출되는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 상권선에서 후단 전류 감쇠를 제어하는 방법에 있어서,

    상기 상이 무효 구간인 동안 에너지의 회복을 위해 전류를 저장하는 버드 콘덴서를 포함하는 회로에 상기 상권선을 스위칭하는데 있어, 제 1, 제 2 세트의 스위치로 구성되어 한 세트의 스위치가 상기 상권선의 일측에 연결되고 다른 한 세트의 스위치가 상기 상권선의 타측에 연결되어 스위칭 되는 회로에 상기 상권선을 스위칭하는 과정과;

    에너지의 일부를 방출하기 위해 에너지 방출 회로에 상기 상권선을 교대로 스위칭하며, 상기 상권선이 소정의 방법으로 전류를 감쇠시키기 위해 복수개의 구간동안 각 회로간을 스위칭하는 과정과;

    상기 상이 무효 구간일때 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자의 위치를 검출하는 과정과;

    상기 버스 콘덴서 회로와 에너지 방출 회로간에 상기 상권선의 스위칭을 일으키기 위해 상기 스위치 수단으로 동작신호를 발생및 공급하는 과정과;

    한 세트의 스위치의 동작을 동작 신호에 변조함으로써 상기 상이 무효 구간 일때 전 구간에서 상기 세트의 스위치가 단락된 상태를 유지하고, 다른 한 세트의 스위치는 상기 동작 신호의 신호 특성의 의해 결정된 변조 주파수의 속도로 개방및 단락되어 상기 두세트의 스위치가 단락되는 각 구간에서 후단 전류가 하드 쵸핑되고, 한 세트의 스위치가 단락되고 다른 한 세트의 스위치가 개방되는 각 구간에서 소프트 쵸핑 됨으로써 모터의 잡음을 최소화 하기 위해 제어되는 0볼트 전류 감쇠를 발생하는 과정을 포함하는 후단 전류 감쇠 제어 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 동작 신호를 발생하는 과정은 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 특성의 함수인 펄스 폭과 주파수를 가진 펄스폭 변조 신호를 발생하는 과정을 포함하는 후단 전류 감쇠 제어 방법.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 한 세트의 스위치를 변조하는 과정은 신호 발생 수단에 의해 발생되는 펄스폭 변조 동작 신호의 듀티 사이클을 상이 유효 구간일때 상기 동작 신호가 가지는 듀티 사이클로부터 역전시키는 과정을 포함하는 후단 전류 감쇠 제어 방법.
23. 제 21 항에 있어서, 상기 회전자 위치 검출 과정은 홀 효과 센서로 감지하는 과정을 포함하는 후단 전류 감쇠 제어 방법.
24. 제 20 항에 있어서, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 특성에 관련된 입력 신호를 받는 마이크로프로세서로 상기 동작 신호의 신호 특성을 제어하는 과정을 추가로 포함하는 후단 전류 감쇠 제어 방법.
25. 상이 유효 구간일때 상권선에 전류가 공급되고 상기 상이 무효 구간일때 상기 상권선에 잔류 전류가 존재하는 단상 또는 다상 스위치드 릴럭턴스 모터의 권선에서 잔류 전류를 감쇠 시키는 방법에 있어서,

    잔류 전류에 의해 나타나는 에너지의 일부를 회복하는 에너지 회복 회로인 제 1 회로와 잔류 전류에 의해 나타나는 에너지의 일부를 방출시키는 에너지 방출 회로인 제 2 회로간에 상기 권선을 스위칭 시키는 과정과;

    상기 에너지 회복 회로와 에너지 방출 회로간에 잔류 전류가 0으로 감쇠되게 하는 소정의 방법으로 상기 권선의 스위칭을 제어함으로써 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 링깅이 최소가 되도록 전류 전류를 감쇠시켜 잡음을 감소시킴에 있어, 상기 권선의 스위칭 제어는 복수개의 구간에서 각 구간의 일부에서 상기 상권선이 한 회로로 스위칭되고 상기 구간의 잔여부에서는 상기 권선이 다른 회로로 스위칭함을 포함하고, 상기 상권선이 한 회로 또는 다른 회로로 스위칭되는 각 구간의 지속시간과 지속 부분이 미리 정해진 방법에 따라 가변되는 과정을 포함하는 잔류 전류 감쇠 방법.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 각 회로간에 상권선의 스위칭을 제어하는 과정은펄스폭 변조 동작 신호에 따라 상기 상권선을 스위칭 시키기 위해 사용된 적어도 하나의 스위치를 제어하는 과정을 포함함에 있어, 상기 펄스폭 변조 신호의 주파수와 듀티 사이클이 가변되어 상기 상권선이 상기 두 회로에 연결되는 각 구간의 길이 및 상기 상권선이 한 회로 또는 다른 회로에 연결되는 각 구간의 영역과 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티 사이클중 하나 또는 양자 모두를 변화시키는 잔류 전류 감쇠 방법.