KR100690641B1 - 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법에 관한 것으로, 1개의 위치센서를 채용하여서도 비엘디씨모터의 정/역회전 변경시점을 정확히 인지하여 그 비엘디씨모터를 정/역방향으로 제어하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 회전자의 위치를 검출하여 그 회전자의 위치신호 주기와 직전 위치신호 주기를 새로운 위치신호 주기로 저장하는 제1 과정과, 상기 새로운 위치신호 주기와 기설정된 모터 정지시간 및 기설정된 위치신호 주기를 비교하고, 비교결과에 근거하여 위상과 방향정보를 변경하는 제2 과정을 수행한다.

Description

비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법{FORWARD/REVERSE ROTATION CHANGE TIMING POINT DETECTION METHOD FOR BLDC MOTOR}

도1은 2개의 홀소자를 채용한 비엘디씨 모터 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 도2는 2개의 홀소자를 사용하는 경우의 정/역회전의 변경시점을 나타낸도.

도3은 본 발명 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법에 대한 동작흐름도.

본 발명은 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법에 관한 것으로, 특히 1개의 위치센서를 채용하여서도 비엘디씨모터의 정/역회전 변경시점을 정확히 인지하여 그 비엘디씨모터를 정/역방향으로 제어하도록 한 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.

최근에, 비엘디씨 모터는 효율이 높아 가전제품에 주로 채용되고 있으나 유도모터와는 달리 구동시 회전자의 위치신호가 있어야 한다.

상기 위치신호를 검출하는 장치로 보통 홀소자,엔코더,레졸버등을 사용하는데, 가전제품에는 가격이 싼 홀센서를 주로 사용하고 있다.

일반적으로,세탁기는 상기 비엘디씨모터를 채용하여 사용하는데, 회전자의 위치를 검출하기 위해 3개의 홀소자를 이용한다.

한편, 상기 세탁기중에는 가격을 저렴하게 하기 위해 2개의 홀소자를 사용하여 비엘디씨 모터를 구동하기도 하는데,이와같은 비엘디씨 모터 구동장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 2개의 홀소자를 채용한 비엘디씨 모터 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 상용교류전원을 입력받아 이를 정류하는 정류부(10)와; 후술할 게이트 구동부(16)의 게이트 구동신호에 의해, 상기 정류부(10)의 정류전압을 평활용커패시터를 통해 입력받아 이를 3상 교류전압으로 변환하는 인버터부(11)와; 상기 인버터부(11)의 3상 교류전압에 의해 구동되는 비엘디씨모터(12)와; 상기 비엘디씨모터(12)의 회전자 위치를 위치센서(SA,SB)를 통해 검출하는 회전자위치검출부(13)와; 직류링크단에 걸리는 전류를 검출하여 그에 따른 전류보호신호를 출력하는 전류보호부(17)와; 상기 전류보호부(17)의 전류보호신호와 상기 회전자위치검출부(13)의 위치검출신호를 입력받아 그에 따른 제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(14)와; 상기 마이크로컴퓨터(14)의 제어신호를 입력받아 그에 따른 펄스폭변조제어신호를 출력하는 펄스폭변조제어부(15)와; 상기 펄스폭변조제어부(15)의 펄스폭변조제어신호를 입력받아 그에 따른 게이트구동신호를 상기 인버터부(11)에 인가하는 게이트구동부(16)로 구성되며, 이와같이 구성한 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 정류부(10)는 상용교류전원을 정류하여 직류전압으로 출력하고, 이 직류전압은 평활용커패시터를 통해 평활되어 인버터부(11)에 인가된다.

이에 따라, 상기 인버터부(11)는 게이트 구동부(16)의 게이트 구동신호에 의해, 상기 직류전압을 3상 교류전압으로 변환하여 이 3상 교류전압으로 비엘디씨 모터(12)를 구동한다.

이때, 회전자위치검출부(13)는 상기 비엘디씨모터(12)의 회전자 위치를 위치센서(SA,SB)를 통해 검출하여 이를 마이크로컴퓨터(14)에 인가하고, 전류보호부 (17)는 직류링크단에 걸리는 전류를 검출하여 그에 따른 전류보호신호를 마이크로컴퓨터(14)에 인가한다.

이에 따라, 상기 마이크로컴퓨터(14)는 상기 전류보호부(17)의 전류보호신호 와 상기 회전자위치검출부(13)의 위치검출신호를 입력받아 그에 따른 제어신호를 펄스폭변조제어부(15)에 인가하고, 이에 의해 상기 펄스폭변조제어부(15)는 상기 마이크로컴퓨터(14)의 제어신호를 입력받아 그에 따른 펄스폭변조제어신호를 출력한다.

그러면, 게이트구동부(16)는 상기 펄스폭변조제어부(15)의 펄스폭변조제어신호를 입력받아 그에 따른 게이트구동신호를 상기 인버터부(11)에 인가한다.

이후, 상술한 동작을 반복 수행하여 비엘디씨 모터(12)의 구동을 제어한다.

이때, 상기 비엘디씨 모터(12)에 인가되는 3상 교류전원은 그 위상과 전압의 크기가 인버터부의 동작에 의해 결정되는데, 특히 전압의 위상은 비엘디씨모터(12)의 회전자 위치신호에 의해 결정된다.

여기서, 세탁기에서의 비엘디씨 모터(12)의 구동은 빈번한 정/역회전의 반복이므로 비엘디씨 모터(12)가 정/역회전을 변경하는 순간을 정확하게 파악해야 한다.

도2는 2개의 센서를 사용하는 경우의 정/역회전의 변경시점을 도시한 것으로, 위치센서의 신호가 '하이'일 때를 '1', 로우일 때를 '0'으로 하면, 정방향으로 회전할 경우에는 제1 위치센서와 제2 위치센서는 (1,0),(1,1),(0,1),(0,0)의 순서대로 움직이고, 역방향의 경우에는 제1 위치센서와 제2 위치센서가 (1,0),(0,0) ,(0,1),(1,1)의 순서로 변동한다.

즉, 제1,제2 위치센서가 서로 번갈아가며 위치신호의 변경을 출력하는데, 회전방향이 변경되는 순간 다른 위치신호의 변경없이 하나의 위치신호가 두번 변경되 는 시점이 정/역회전 방향이 변경되는 시점이 된다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 기술에 있어서, 정/역회전 방향을 감지하기 위해 적어도 두개의 홀소자를 구비하여야 하는데, 상기 홀소자는 전선의 가닥수가 많아 조립하기 어렵고, 또한 홀센서와 같은 위치센서가 많을 수록 비용이 증가됨과 아울러 이엠아이(EMI) 또는 센서자체의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 1개의 위치센서를 채용하여서도 비엘디씨모터의 정/역회전 변경시점을 정확히 인지하여 그 비엘디씨모터를 정/역방향으로 제어하도록 한 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은
회전자의 위치를 검출하여 그 회전자의 위치신호 주기와 직전 위치신호 주기를 새로운 위치신호 주기로 저장하는 제1 과정과,
상기 새로운 위치신호 주기와 기설정된 모터 정지시간 및 기설정된 위치신호 주기를 비교하고, 비교결과에 근거하여 위상과 방향정보를 변경하는 제2 과정을 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법이 적용되는 장치는 종래 도1과 동일하고, 다만 위치센서를 하나만 사용하는 것이 다르다.

도3은 본 발명 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 회전자의 위치를 검출하여 그 위치신호의 주기(T1)와 직전 위치신호의 주기(T2)를 새로운 위치신호의 주기(T1)로 저장하는 제1 과정과, 상기 새로운 위치신호의 주기(T1)와 기설정된 모터 정지시간에 해당되는 주기 및 기설정된 위치신호의 주기를 비교하는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 비교결과에 따라 위상과 방향정보를 변경하거나, 회전방향의 변경없이 위치신호에 따른 위상값만 변경하는 제3 과정으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 회전자의 위치를 검출하여 그 위치신호의 주기(T1)와 직전 위치신호의 주기(T2)를 새로운 위치신호의 주기(T1)로 저장하고, 아울러 상기 검출된 위치신호 주기(T)를 직전 위치신호 주기(T1),(T2)로 저장한다.

여기서, 상기 위치신호 검출의 의미는 위치신호의 변동이 발생하였음을 암시하는데, 즉 위치신호가 '하이'에서 '로우'로 변동하거나 '로우'에서 '하이'로 변동하는 것을 의미한다.

그 다음, 상기 새로운 위치신호 주기(T1)와 250msec(모터가 충분히 정지했다고 여겨지는 값)의 크기를 비교한다.

상기 비교결과, 상기 새로운 위치신호주기(T1)가 250msec 보다 크면, 이는 역회전을 할 수 있는 충분히 낮은 속도로 모터가 회전하는 것으로 인정하여 모터가 역회전을 시작하도록 회전방향의 정보를 변경하고, 그 변경된 방향으로 모터를 회전하도록 제어한다.

한편, 상기 비교결과, 상기 새로운 위치신호 주기(T1)가 250msec 보다 작으면 새로운 위치신호 주기(T1)와 직전 위치신호 주기(T2)의 비가 1/2 이하인지를 판단한다.

상기 판단결과, 새로운 위치신호 주기(T1)와 직전 위치신호 주기(T2)의 비(T1/T2)가 1/2 보다 크면 회전 방향의 정보를 변경하고, 새로운 위치신호 주기(T1)와 직전 위치신호 주기(T2)의 비가 1/2 보다 작으면 회전방향의 정보 변경없이 위치신호에 따른 위상값만 변경하여 같은 방향으로 모터를 회전하도록 제어한다.

여기서, 상기 새로운 위치신호주기(T1)와 직전 위치신호주기(T2)의 비가 1/2 보다 작으면 위치센서에 의해 역회전이 검출되었음을 의미한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 단 하나의 위치센서를 채용하고도 비엘디씨 모터의 정/역회전 제어동작을 수행할 수 있음으로 인하여 비용을 절감할 수 있음과 아울러 위치 센서에 의한 신뢰성 문제를 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 회전자의 위치를 검출하여 그 회전자의 위치신호 주기와 직전 위치신호 주기를 새로운 위치신호 주기로 저장하는 제1 과정과,

   상기 새로운 위치신호 주기와 기설정된 모터 정지시간 및 기설정된 위치신호 주기를 비교하고, 비교결과에 근거하여 위상과 방향정보를 변경하는 제2 과정을 수행함을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제 2과정은,

   새로운 위치신호 주기가 소정 주기값 보다 크면 회전방향의 정보를 변경하는 제1 단계와;

   새로운 위치신호 주기가 소정 주기값 보다 작으면 새로운 위치신호 주기와 직전 위치신호 주기의 비가 소정값 이하인지를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 판단결과, 새로운 위치신호 주기와 직전 위치신호 주기의 비가 소정값 보다 크면 회전 방향의 정보를 변경하고, 새로운 위치신호 주기와 직전 위치신호 주기의 비가 소정값 보다 작으면 회전방향의 정보 변경없이 위치신호에 따른 위상값만 변경하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법.
3. 제2 항에 있어서, 소정 주기값은 250msec인 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법.
4. 제2 항에 있어서, 소정값은 1/2인 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 정/역회전 변경시점 검출방법.

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