KR100715998B1 - 비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의기동운전방법 - Google Patents

비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의기동운전방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100715998B1
KR100715998B1 KR1020050101443A KR20050101443A KR100715998B1 KR 100715998 B1 KR100715998 B1 KR 100715998B1 KR 1020050101443 A KR1020050101443 A KR 1020050101443A KR 20050101443 A KR20050101443 A KR 20050101443A KR 100715998 B1 KR100715998 B1 KR 100715998B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
bldc motor
signal
position signal
motor
Prior art date
Application number
KR1020050101443A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070045024A (ko
Inventor
허성용
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050101443A priority Critical patent/KR100715998B1/ko
Publication of KR20070045024A publication Critical patent/KR20070045024A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100715998B1 publication Critical patent/KR100715998B1/ko

Links

Images

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
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • 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
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/18—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual dc motor
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

본 발명은 비엘디시(BLDC) 모터의 구동장치 및 그 기동운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비엘디시(BLDC)의 초기기동에 있어서 입력되는 회전자의 위치신호를 이용하여 동기통전운전모드로의 전환여부를 판단하여 기동시 소음과 진동을 저감시킨 비엘디시(BLDC)모터의 구동장치 및 그 기동운전방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 기동시의 소음과 진동을 저감하는 BLDC의 기동운전방법 및 구동장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명의 비엘디시(BLDC)모터의 기동운전방법은 강제통전신호로 비엘디시(BLDC)모터를 기동하는 단계; 상기 비엘디시(BLDC)모터의 고정자에 유기되는 역기전력을 이용하여 위치신호의 입력여부를 판단하는 단계; 상기 입력되는 위치신호 연속입력 개수를 카운트하는 단계; 상기 회전자의 위치신호가 일정횟수 이상 연속입력되면 동기통전모드로 전환한다.

Description

비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의 기동운전방법{Driving apparqatus of BLDC motor and Starting method of BLDC motor}
도 1은 일반적인 BLDC모터의 구동장치를 나타내는 블록도.
도 2는 종래의 BLDC모터의 기동방법에 의한 상전류 및 위치신호의 파형을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 BLDC모터이 기동방법에 따른 기동과정의 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 기동방법에 의한 상전류 및 위치신호의 파형의 일예를 나타내는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
11 : 정류부 12 : 인버터 스위칭부
16 : 위치검출부 18 : 제어부
20 : 전류 검출부 22 : PWM 처리부
본 발명은 비엘디시(BLDC) 모터의 구동장치 및 그 기동운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비엘디시(BLDC)의 초기기동에 있어서 입력되는 회전자의 위 치신호를 이용하여 동기통전운전모드로의 전환여부를 판단하여 기동시 소음과 진동을 저감시킨 비엘디시(BLDC)모터의 구동장치 및 그 기동운전방법에 관한 것이다.
일반적으로, BLDC모터는 직류모터의 한 종류로 교류모터에 비해 소형이면서도 효율이 좋은 것으로 알려져 있다. 직류모터의 특성상 인가전압 또는 전류를 가변하여 모터의 회전수를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
직류모터는 일방향의 토크를 형성하기 위해 정류자가 필수적인데 이때문에 소음이 심하고 유지비가 많이 소요되는 단점이 있다. BLDC모터는 이같은 직류모터의 단점을 개선한 것으로 고정자에 회전자계를 형성하여 영구자석으로 구성된 회전자가 회전하도록 하여 정류자를 없애 모터의 소음 등을 저감하였다.
BLDC모터의 회전에는 고정자에 형성되는 회전자계에 동기되어 영구자석의 회전자가 회전하게 된다. 이러한 회전자와 고정자의 회전자계의 동기를 위해서는 회전자의 정확한 위치검출이 필요하게 된다. 위치검출을 위해서 홀센서 등의 센서를 이용한 BLDC모터도 있으나 고비용, 센서의 고장에 의한 운전의 불안정성 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점 때문에 최근에는 역기전력을 이용하여 회전자의 위치를 검출하는 센서리스 BLDC모터가 많이 사용된다.
BLDC모터의 초기 기동을 위해서는 일정위치로 로터를 정렬하고 강제적인 통전모드로 일정시간 BLDC모터를 운전하게 된다. 일정시간동안 강제통전모드로 운전한 후 위치신호의 검출여부를 체크하고 위치신호가 검출되면 동기통전모드로 전환하여 운전하고 검출되지 않는 경우 기동실패로 판정하고 에러신호를 출력한다.
이와 같은 종래의 기동방법에 따른 상전류 등의 파형이 도 2에 도시되어 있 다. 도2에 도시된 바와 같이 초기의 강제기동구간에서 BLDC모터의 운전은 로터의 위치에 관계없이 일정한 통전모드를 순차적으로 강제 변경함에 따라 회전자의 위치와 맞지 않는 자계가 형성되어 비효율적인 운전이 일어난다. 따라서 도 2의 상전류의 파형은 높은 첨두치와 일정하지 않은 패턴을 나타내고 있다. 즉 종래의 기동방법은 일정시간동안의 강제기동구간에서 불규칙한 회전자의 회전으로 인하여 상전류의 첨두치가 높고 그 크기도 일정하지 않게되어 모터의 진동과 소음이 심하게 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 강제통전에 의한 운전구간을 최소화하여 불규칙한 회전자의 회전으로 인한 소음과 진동을 저감시키는 비엘디시(BLDC)모터의 구동장치 및 그 기동운전방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비엘디시(BLDC)모터의 기동운전방법은 강제통전신호로 비엘디시(BLDC)모터를 기동하는 단계; 상기 비엘디시(BLDC)모터의 고정자에 유기되는 역기전력을 이용하여 위치신호의 입력여부를 판단하는 단계; 상기 입력되는 위치신호 연속입력 개수를 카운트하는 단계; 상기 회전자의 위치신호가 일정횟수 이상 연속입력되면 동기통전모드로 전환한다.
또한, 상기 회전자의 위치신호는 강제통전신호로 최초 기동하는 순간부터 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치신호가 일정횟수 이상 연속입력되지 않으면 다시 상기 강제통전신호로 비엘디시(BLDC)모터를 기동하고 상기 회전자의 위치신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전자의 위치신호의 연속검출은 특히 3회 연속검출되면 동기통전운전모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비엘디시(BLDC)모터의 구동장치는 코일이 권선된 고정자와 영구자석이 포함된 회전자와 상기 회전자의 위치를 검출하는 위치검출부와 상기 위치검출부로부터의 회전자의 위치신호를 이용하여 비엘디시(BLDC)모터를 제어하는 제어부를 포함하는 비엘디시(BLDC)모터에 있어서, 상기 제어부는 비엘디시(BLDC)모터의 초기기동시의 강제통전구간에서 상기 회전자의 위치검출신호가 일정횟수 이상 연속으로 검출되면 동기통전모드로 전환하여 운전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 회전자의 위치검출신호가 일정횟수 이상 연속으로 검출되지 않으면 다시 강제통전신호로 상기 비엘디시(BLDC)모터를 구동하고 다시 상기 회전자의 위치신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 회전자의 위치신호의 연속검출은 특히 3회 연속검출되면 동기통전운전모드로 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 일반적인 BLDC모터의 구동장치를 나타내는 블록도이다. BLDC모터의 구동장치는 AC전원(10)과 이를 직류로 변환하는 정류부(11)와 일정한 통전모드를 형성하는 인버터 스위칭부(12)를 포함한다. 또한, 인버터 스위칭부(12)의 통전신호에의해 회전구동되는 모터(14)와 모터의 회전에 의해 유기되는 역기전력을 검출하여 회전자의 위치를 검출하는 위치검출부(16)를 포함하여 구성된다. 위치검출부(16)의 회전자 위치신호를 이용하여 인버터 스위칭부(12)를 제어하는 제어부(18)와 제어부(18)의 제어신호에 PWM의 듀티비를 조절하는 PWM처리부(22)와 과전류로 부터 모터를 보호하기 위한 전류검출부(20)가 포함된다.
이러한 BLDC모터의 구동에 대해 이하에서 설명한다. 정류부에서 교류전원은 직류로 전환되어 인버터 스위칭부(12)로 인가된다. 인버터 스위칭부(12)는 통상 6개의 트랜지스터와 다이오드로 구성되면 제어부(18)의 제어신호에 의해 ON/OFF되면서 6가지 모드의 통전신호를 발생시킨다. 6가지의 통전신호가 순차적으로 발생하면서 모터(14)에는 회전자계가 형성되고 이에 의해 회전자에 포함된 영구자석의 자속과 쇄교하여 회전자가 회전하게 된다.
BLDC모터의 기동시에는 회전자를 일정한 위치로 이동시키기 위해 정렬을 위한 통전신호를 모터에 인가한다. 이후 강제적으로 회전자를 회전시키 위한 강제통전신호를 즉, 6가지의 통전신호를 순차적으로 일정간격마다 모터(14)에 인가한다. 이때에는 회전자의 위치와 무관하게 통전신호를 인가하므로 상전류의 첨두치가 높고 불규칙한 패턴을 나타냄으로써 진동과 소음이 발생한다. 종래에는 일정시간동안의 강제통전운전을 한 후 동기통전모드로 운전하여 진동과 소음의 심하게 발생하는 문제점이 있음은 앞서 언급하였다.
본 발명의 기동운전방법은 강제통전운전구간을 최소화하여 가능한 빨리 동기통전모드로 운전함으로써 진동과 소음의 발생을 최소화하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 BLDC모터이 기동방법에 따른 기동과정의 흐름도이다. BLDC모터의 기동에는 정지시에 회전자의 위치를 알 수가 없기 때문에 일정한 위치로 회전자를 이동시키기 위한 일정한 정렬신호를 모터(14)에 인가한다. 이를 통해 회전자가 일정한 위치로 정렬되게 된다.(S310단계) 회전자의 강제기동을 위해 일정한 순서로 통전신호를 모터(14)에 인가하게 된다. 이러한 통전신호는 앞서 언급한 바와 같이 6개의 모드로 구성되고 이 6개의 통전모드가 순차적으로 모터(14)에 인가된다. 이러한 순차적인 통전모드의 인가에 의해 고정자에 회전자계가 발생하고 회전자가 회전하게 된다. 강제기동을 위해 통전신호를 1회 모터(14)에 인가하고 위치신호검출부에서 회전자의 위치신호가 검출되는 지를 체크하게 된다.(S320, S330단계) 회전자의 위치신호가 검출되지 않으면 연속검출횟수를 체크하기 위한 카운트를 클리어(clear)하고 다음 통전신호로 전환하여 모터(14)에 인가한다.(S340, S350단계) 이렇게 초기에 회전자의 위치를 검출하기 위해 응답성과 민감도가 뛰어난 위치검출회로를 사용하는 것이 바람직하다. 회전자의 위치신호가 검출되면 다음 통전신호로 전환하여 모터(14)에 인가하고 위치검출횟수(N)을 카운트하기 시작한다.(S360, 370단계) 이렇게 카운트를 하여 회전자의 위치신호가 3회이상 연속하여 검출되는 지를 체크한다.(S380단계) 연속검출횟수는 작을 수록 강제기동구간이 짧아지게되어 진동과 소음을 줄이는데 효율적이다. 다만, 2회연속검출은 노이즈 등의 문제로 인해 회전자의 위치검출이 지속적으로 이루어질지에 대해 확신하기가 어려 우므로 3회 연속검출이 효율적이다. 3회이상 연속검출이 이루어지지 않으면 카운트를 클리어하고 다시 강제통전신호를 모터(14)에 인가하고 앞서의 단계를 다시 수행한다.(S390단계) 3회이상 연속검출이 이루어지면 동기통전모드로 전환하여 BLDC모터를 구동한다.(S400단계)
도 4는 본 발명에 따른 기동방법에 의한 상전류 및 위치신호의 파형의 일예를 나타내는 도면이다. 위치신호파형은 회전자의 역기전력을 검출하여 이를 기준전압과 비교하여 상승에지와 하강에지에서 비교기의 신호를 나타낸 것이다. 즉, 역기전력을 디지털화한 신호이다. 도 4의 도시와 같이 처음에는 상승에지와 하강에지에서 2회연속 위치신호가 검출되었음을 알 수가 있다. 이렇게 3회연속위치신호가 입력되지 않으면 카운트를 클리어하고 다시 강제통전신호를 모터에 인가한다. 이후 회전자의 위치신호를 재차 검출하게되고 3회연속 위치신호가 검출되면 동기통전모드로 전환하여 운전한다. 이렇게 본 발명은 강제기동운전구간에서 회전자의 위치를 검출하여 가응한 강제기동구간을 최소화함으로써 기동시의 진동과 소음을 효과적으로 저감할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 강제기동운전구간을 최소화하여 동 구간에서 불규칙한 회전자의 회전으로 인한 소음과 진동을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 최소한의 시간내에 동기운전모드로 전환됨에 따라 BLDC모터의 기동특 성이 향상되고 BLDC모터의 제어를 더욱 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 강제통전신호로 비엘디시(BLDC)모터를 기동하는 단계;
    상기 비엘디시(BLDC)모터의 고정자에 유기되는 역기전력을 이용하여 위치신호의 입력여부를 판단하는 단계;
    상기 입력되는 위치신호 연속입력 개수를 카운트하는 단계;
    상기 회전자의 위치신호가 3회 이상 연속입력되면 동기통전모드로 전환하는 비엘디시(BLDC)모터의 기동운전방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자의 위치신호는 강제통전신호로 최초 기동하는 순간부터 검출하는 것이 특징인 비엘디시(BLDC)모터의 기동운전방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치신호가 3회 이상 연속입력되지 않으면 다시 상기 강제통전신호로 비엘디시(BLDC)모터를 기동하고 상기 회전자의 위치신호를 검출하는 것이 특징인 비엘디시(BLDC)모터의 기동운전방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자의 위치신호의 연속검출은 3회 연속검출되면 동기통전운전모드로 전환하는 것이 특징인 비엘디시(BLDC)모터의 기동운전방법.
  5. 코일이 권선된 고정자와 영구자석이 포함된 회전자와 상기 회전자의 위치를 검출하는 위치검출부와 상기 위치검출부로부터의 회전자의 위치신호를 이용하여 비엘디시(BLDC)모터를 제어하는 제어부를 포함하는 비엘디시(BLDC)모터에 있어서,
    상기 제어부는 비엘디시(BLDC)모터의 초기기동시의 강제통전구간에서 상기 회전자의 위치검출신호가 3회 이상 연속으로 검출되면 동기통전모드로 전환하여 운전하는 것이 특징인 비엘디시(BLDC)모터의 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 회전자의 위치검출신호가 3회 이상 연속으로 검출되지 않으면 다시 강제통전신호로 상기 비엘디시(BLDC)모터를 구동하고 다시 상기 회전자의 위치신호를 검출하는 것이 특징인 비엘디시(BLDC)모터의 구동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 회전자의 위치신호의 연속검출은 3회 연속검출되면 동기통전운전모드로 전환하도록 제어하는 것이 특징인 비엘디시(BLDC)모터의 구동장치.
KR1020050101443A 2005-10-26 2005-10-26 비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의기동운전방법 KR100715998B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050101443A KR100715998B1 (ko) 2005-10-26 2005-10-26 비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의기동운전방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050101443A KR100715998B1 (ko) 2005-10-26 2005-10-26 비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의기동운전방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070045024A KR20070045024A (ko) 2007-05-02
KR100715998B1 true KR100715998B1 (ko) 2007-05-09

Family

ID=38271018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050101443A KR100715998B1 (ko) 2005-10-26 2005-10-26 비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의기동운전방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100715998B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101551099B1 (ko) 2014-06-13 2015-09-08 현대자동차주식회사 모터 시스템의 고장 판정 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970068097A (ko) * 1996-03-15 1997-10-13 구자홍 센서없는 무정류자 직류 전동기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970068097A (ko) * 1996-03-15 1997-10-13 구자홍 센서없는 무정류자 직류 전동기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070045024A (ko) 2007-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7235941B2 (en) Phase commutation method of brushless direct current motor
KR101041072B1 (ko) 브러시리스 직류 모터의 제어 방법
JP2005065491A (ja) フリーホイールしているモータの回転決定
JP2005117895A (ja) ブラシレス直流モータの転流方法
JP3731105B2 (ja) モータシステムおよび該モータシステムを備えた空気調和機ならびにモータの起動方法
KR100715998B1 (ko) 비엘디씨 모터의 구동장치 및 비엘디씨 모터의기동운전방법
TWI581559B (zh) 具有一個霍爾感測器運轉的系統及其方法
JP5405224B2 (ja) モータ駆動装置、及びモータに備えられたロータの相対位置の判別方法
KR20170071260A (ko) 센서리스 모터의 저속 구간 위치 검출 시스템 및 방법
KR101224635B1 (ko) 모터 구동 시스템의 단선 진단 장치 및 방법
JP2000188891A (ja) ブラシレスモータの駆動方法及び駆動装置
JPH10191682A (ja) 送風機の駆動制御装置
JP5326948B2 (ja) インバータ制御装置と電動圧縮機および電気機器
JP2020198750A (ja) ブラシレスｄｃモータの制御方法及び制御装置
KR100282366B1 (ko) 센서리스 비엘디씨(bldc) 모터의 구동방법
KR100282365B1 (ko) 센서리스 비엘디씨(bldc) 모터의 구동방법
JP2006094623A (ja) 冷蔵庫用ｄｃインバータ駆動装置
KR100811659B1 (ko) 브러시리스 직류 모터를 포함한 압축기의 기동제어방법
JP2005278360A (ja) ブラシレスモータのセンサレス制御方法、ブラシレスモータのセンサレス制御装置及び電動ポンプ
JP2005269719A (ja) ブラシレスモータのセンサレス制御方法、ブラシレスモータのセンサレス制御装置及び電動ポンプ
JPH04197099A (ja) ステップモータの駆動方式
KR100858540B1 (ko) 인버터 에어컨에서 비엘디씨 모터의 제어방법
JP2007174745A (ja) ブラシレスモータのセンサレス制御方法及びブラシレスモータのセンサレス制御装置
JP2005012952A (ja) 巻線界磁電動機の制御装置
JPH0670586A (ja) センサレスブラシレスモータの駆動装置

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
LAPS Lapse due to unpaid annual fee