KR100759696B1

KR100759696B1 - 센서리스 모터를 시동하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100759696B1
Application number: KR1020060061717A
Authority: KR
Inventors: 에디 이잉 이인 호
Original assignee: 인터내쇼널 렉티파이어 코포레이션
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-07-01
Publication date: 2007-09-17
Also published as: US7652441B2; KR20070003708A; ITTO20060485A1; DE102006030362A1; JP2007014198A; US20070001635A1

Abstract

센서리스 모터용 모터 구동 시스템은, 그 모터 구동시스템을 활성화하기에 앞서, 모터 로터가 정방향 또는 역방향으로 회전중인 경우에 그 모터를 확고하게 시동하는 모터 구동시스템을 제어하는 캣취 시동 시퀀서를 포함한다. 특히, 그 캣취 시동 시퀀서는 모터 구동 시스템이 처음에 로터 위치와 가능하다면 그 로터의 회전 방향까지도 찾고 추적하게 한다. 만약 그 로터가 역방향으로 회전하는 중이라면, 캣취 시동 시퀀서는 그 모터 구동 시스템을 제어하여 회전 속도를 늦춘 다음 그 모터 회전을 정방향으로 시동하도록 한다.

Description

센서리스 모터를 시동하는 방법 및 시스템 {Method and System for Starting a Sensorless Motor}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 시스템의 기능 다이어그램(functional diagram)을 도시하며, 그 모터 구동 시스템은 모터 구동 시스템을 제어하기 위한 캣취 시동 시퀀서를 포함하여 그 모터 구동 시스템의 활성화 전에 원래부터 회전하고 있을 수 있는 로터를 갖는 모터를 시동한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 모터를 처음에 시동하기 위해 도 1의 캣취 시동 시퀀서에 의해 수행되는 절차를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 로터 플럭스 진폭과 로터 속도 간의 관계를 그래프로 나타낸 예이다.

도 4a와 4b는 정방향 회전 전류 벡터를 역방향으로 회전하고 있는 로터를 갖는 모터에 인가하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 원하는 초기 위치들을 나타내며, 그 정방향 회전 전류 벡터는 그 로터의 회전 방향을 역으로 바꾸는 데 이용된다.

도 4c는 도 4a와 4b의 정방향 회전 전류 벡터의 원치 않는 초기 위치를 나타낸다.

도 5는 모터 위상 권선들이 단락회로화 될 때 모터 로터와 그 모터의 전류 벡터 간의 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 관계를 보여주며, 그 위치 관계는 위상각 쉬프트 θ의 함수이다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 단락회로 전류 벡터와 로터 속도 간의 그래프적인 관계를 예시적으로 보여준다.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 위상각 쉬프트와 로터 속도 간의 그래프적인 관계를 예시적으로 보여준다.

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 도 2의 절차의 다른 단계들 동안 로터 속도상의 변화 예의 그래프적 표현을 보여준다.

도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 도 7a의 단계들 각각에 대응되는 모터 U-위상 전류상의 변화 예를 보여준다.

도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 도 7a의 단계들 각각에 대응되는 추정되는 로터 각도상의 변화 예를 보여준다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 모터 구동 시스템 110: 제어기

본 출원은 "REVERSE CATCH SPIN CONTROL FOR FAN MOTORS"라는 제목으로 에디 이잉 이인 호(Eddy Ying Yin Ho)에 의해 2005년 7월 1일에 출원된 미국 가출원번호 제60/696,194호와 "CATCH START OF PERMANENT MAGNET MOTORS WITHOUT VOLTAGE OR SHAFT POSITION SENSORS"라는 제목으로 에디 이잉 이인 호(Eddy Ying Yin Ho)에 의해 2005년 9월 14일에 출원된 미국 가출원번호 제60/717,103호에 의거하여 우선권주장을 수반하는 출원이다.

본 발명은 모터 구동 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 모터 로터가 모터 구동 시스템의 활성화 전에 회전할 수도 있는 특징을 갖는 센서리스 모터의 시동을 위한 모터 구동 시스템에 관한 것이다.

영구자석 동기모터들(permanent magnet synchronous motors: PMSM)과 같은 많은 모터 구동 시스템들과 모터들은 센서리스 제어 기술들을 이용하여 비용을 절감하고 신뢰도를 높인다. 이러한 모터 구동 시스템들과 모터들은 모터로부터의 전압 피드백을 측정하는 기능 및/또는 모터 로터의 위치를 검출하는 센서들을 포함하지 않는다는 점에서 센서리스이다. 오히려 로터 위치는 모터 권선전류들의 추정에 의거하여 결정된다.

외부 부하 때문에, 모터의 로터는 모터 구동 인버터의 활성화 전에 회전(정방향 혹은 역방향)을 할 수도 있다는 점은 주목할 만하다. 예를 들어, 센서리스 모터 구동 시스템과 모터가 옥외 팬용(예컨대 에어컨 유닛용)이라면, 바람이 팬에 힘을 가할 수도 있고 그에 의해 모터 로터는 인버터의 활성화 이전에 회전하게 된다. 알려진 것처럼, 일단 로터가 돌고 있으면, 그 모터는 역 기전력(back EMF)을 발생시킨다. 그렇지만 모터 구동 시스템과 모터가 센서리스이기 때문에, 이 역 기전력의 위상과 크기는 그 인버터를 활성화시킬 때에는 그 모터 구동 시스템에게는 알려 지지 않는다. 그 결과 그 인버터가 활성화 될 때, 그 인버터의 출력 전압은 통상적으로 그 모터 역 기전력의 위상과 크기를 벗어날 것이다. 문제가 되는 점은, 만약 그 모터가 충분히 고속으로 돌고 있고 그것에 의해 큰 역 기전력을 발생시킨다면, 이러한 잘못된 조합(mismatch)은 결과적으로 큰 모터 전류를 유발하여 인버터의 과전류 셧다운을 야기할 수 있다.

또한 로터가 인버터 활성화 전에 역회전 하는 경우, 부가적인 문제가 일어난다. 이러한 조건하에서, 센서리스(즉, 무 전압 혹은 홀(Hall) 센서들, 전류센서들 뿐인) 모터 구동 시스템은 반드시 모터 속도를 역방향으로부터 정방향으로 가도록 제어해야 하며, 그것은 인버터가 재생성 능력을 가지지 못하고 로터가 고속으로 돌고 있는 경우에는 어려울 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 센서리스 제어 기술들을 이용하며, 모터 로터가 모터 구동 인버터의 활성화 이전에 정방향 혹은 역방향으로 회전하고 있을 때 모터를 확고하게 시동할 수 있는 모터 구동 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 센서리스 모터를 구동하기 위한 모터 구동 시스템은 제어기와 인버터를 포함하며, 상기 제어기는 모터 로터가 외부의 토오킹 힘(torquing force) 때문에 처음부터 회전하고 있는 경우에도, 그 모터를 확고하게 시동하기 위해 상기 모터 구동 시스템을 제어하는 캣취 시동 시퀀서를 포함한다. 특별히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 그 인버 터의 초기 여기 시에, 그 캣취 시동 시퀀서는 그 모터 로터가 이미 회전 중에 있다고 가정하고 그 모터 구동 시스템으로 하여금 그 로터 위치를 추적하게 하고 제로 전류 레귤레이션을 강제하게 하여, 결과적으로 그 인버터 출력전압의 위상과 크기가 그 모터 역기전력(back EMF)의 위상과 크기에 정합된다. 그 결과, 과대 모터 전류가 그 인버터의 초기 시동 시에 방지되고, 이에 의해 그 인버터의 과전 셧다운을 막을 수 있다.

그 후, 캣취 시동 시퀀서는 그 로터 속도를 추정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 추정은 그 로터 플럭스의 진폭에 의거한다. 예컨대 거의 제로 로터 속도가 결정된다고(즉, 그 로터가 회전하지 않거나 정방향이나 역방향 중 어느 한 방향으로 저속으로 회전하고 있다고) 가정하면, 그 캣취 시동 시퀀서는 그 인버터로 하여금 정방향 회전 전류 벡터를 그 모터에 강제/새기게 하여 그 로터가 정방향으로 회전하고 있음을 보장하고 일단 그 로터가 문턱값 속도를 달성하면 그 모터 구동 시스템이 그 모터의 속도를 설정치까지 끌어올린 다음 정상 운전이라고 간주하도록 구성하는 것에 의해 운전을 완료한다.

이와 반대로, 만약 그 캣취 시동 시퀀서가 그 로터는 상당한 속도로 회전 중에 있다고 결정하면, 그 캣취 시동 시퀀서는 다음으로 그 로터의 회전 방향을 결정한다. 그 캣취 시동 시퀀서가 정방향 로터 회전을 결정한다고 가정하면, 그 캣취 시동 시퀀서는 그 후 그 모터 구동 시스템이 그 모터의 속도를 설정치까지 끌어올리고 정상 운전이라고 간주하도록 구성하는 것에 의해 운전을 완료한다.

그렇지만, 그 캣취 시동 시퀀서가 역방향 로터 회전을 검출하였다고 가정하 면, 그 캣취 시동 시퀀서는 다음으로 그 로터의 회전을 속도를 늦추게 하고 가능하면 멈추도록 한다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따르면, 그 캣취 시동 시퀀서는 그 인버터로 하여금 제로 전압 벡터를 그 모터에 인가하게 하고, 그 제로 전압 벡터는 모터 위상 권선들을 단락시키며, 이에 의해 그 로터의 회전 스핀의 속도를 낮추는 효과를 가질 수 있고 가능하다면 그 로터를 멈추게 할 수 있다.

그 후, 본 발명의 일 실시예에 다르면, 그 캣취 시동 시퀀서는 그 모터 구동 시스템으로 하여금 제로 전압 벡터 모드로부터 개방루프 모드로 스위치 하게하고 그 인버터로 하여금 정방향 회전 전류 벡터를 모터상에 강제/새기게 하는데, 그 모터는 로터로 하여금 서서히 멈추게 하고( 그 로터가 여전히 역방향으로 돌고 있다고 가정하면), 그런 다음 정방향으로 돌게 한다. 그 로터의 회전과 그 정방향 회전 전류 벡터는 그 로터에 가해지는 외부의 토오킹 힘 때문에 처음에는 서로 반대방향인 점에 주목할 필요가 있다. 이 점과 본 발명의 일 실시예에 따르면, 그 캣취 시동 시퀀서는 그 벡터의 초기 위치가 그 로터 자석의 위치와 정렬되거나 후방이 되게 그 정방향 회전 전류 벡터가 되도록 한다. 이와 같은 위치매김(positioning)은 그 정방향 회전 전류 벡터로 하여금 그 외부 토오킹 힘에 언제나 반대방향인 그 로터 상에 토오크를 만들어 내게 한다는 점에서 유리하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위에서 언급한 바와 같이, 인버터가 제로 전압 벡터를 그 모터에 인가하는 동안에, 그 로터 자석의 위치(그 정방향 회전 전류 벡터의 초기 위치를 얻기 위해)가 그 모터 전류의 위상맞춤에 의거하여 결정된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 일단 정방향 회전 전류 벡터가 모터에 인가 되면 그 모터 토오크는 그 로터 각이 그 회전 전류 벡터로부터 출발하여 멀어짐에 따라 증가할 것이다. 나타나는 토오크는 결국 그 외부의 역방향 토오킹 힘을 극복할 것이며, 그 로터를 멈추게 하고, 방향을 역전시켜 종국적으로는 그 전류 벡터와 동기되어 정방향으로 돌게 할 것이다. 그런 다음 로터 속도는 전류 벡터가 속도를 높아감에 따라 증가할 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 캣취 시동 시퀀서는 그 로터의 정방향 속도가 문턱값을 초과할 때까지 그 개방루프 정방향 회전 전류 벡터를 계속 인가한다. 그런 다음, 그 캣취 시동 시퀀서는 그 모터 구동 시스템으로 하여금 폐루프 제어로 스위치 하게하고, 그 모터 구동 시스템이 그 모터의 속도를 설정치까지 끌어올리고 정상 운전이라고 간주하도록 구성하는 것에 의해 운전을 완료한다.

본 발명의 다른 특징들과 장점들은 첨부도면들을 참조하면서 하는 본 발명에 관한 이하의 설명으로부터 명확할 것이다.

도 1을 참조하면, 3상 영구자석 동기 모터(PMSM)와 같은 센서리스 모터(102)를 구동하기 위한 본 발명의 일 실시예에 다른 모터 구동 시스템(100)의 기능 다이어그램이 도시되어 있다. 모터 구동 시스템(100)은, 3상 인버터와 같은, 모터(102)를 구동하는 전력 신호를 생성하는 인버터(104)를 포함하며, 그리고 그 모터 전력 신호들을 생성하기 위해 인버터(104)의 스위치들을 구성하는 제어기(110)를 포함한다. 제어기(110)는 모터 속도 명령어들을 수신하기 위한 제어 입력들(112), 벡터 로테이터 모듈(114), 펄스폭 변조 모듈(116), 로터 플럭스 추정 모듈(124), 그리고 인버터(104)와 제어 입력들(112) 간의 전류 피드백 루프로서 구성되는 d-q 전류 레 귤레이터(119)를 포함한다. 도시된 바와 같이, d-q 전류 레귤레이터(119)는 인버터(104)에 인터페이스 되고 모터(102)의 세 개의 모터 위상 전류들의 표현자들(representations)을 얻기 위한 피드백 라인들(118), 상기 피드백 라인들(118)에 인터페이스 되어 상기 세 개의 모터 위상 전류들을 등가적은 2-위상 값들로 변환하는 전류 처리 모듈(120), 그리고 상기 전류 처리 모듈에 인터페이스 되어 상기 등가적인 2-위상 값들을 두 개의 직류 전류 성분 i_q (표현 토오크)와 i_d (표현 플럭스)로 분해하는 벡터 복조 모듈(122)을 포함한다. 또한 도시된 바와 같이, 벡터 로테이터 모듈(114)의 출력과 전류 처리 모듈(120)의 출력에 의거하여, 로터 플럭스 추정 모듈(124)은 모터(102)의 로터 플럭스를 추정하고 그 후에, 예컨대 위상잠금루프(PLL)를 이용하여, 로터 위상각과 로터 속도/주파수에 관한 값들을 추정하고, 그 로터 위상각을 벡터 로테이터 모듈(114)과 벡터 복조 모듈(122)에 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 벡터 로테이터 모듈(114), 펄스폭 변조 모듈(116), 로터 플럭스 추정 모듈(124), 전류 처리 모듈(120), 그리고 벡터 복조 모듈(122)은 펌웨어로 구현될 수도 있다. 그럼에도 불구하고 이 기술의 당업자는 이들 모듈의 한 개 이상이, 예컨대 하드웨어 및/또는 디지털신호처리기(DSP)와 같은 것들을 포함하여, 다른 방식으로 구현될 수도 있다는 점을 인식할 것이다. 이 기술의 당업자는 또한 각 모듈의 기능이 여러 개의 모듈로 구현될 수도 있고, 각각은 펌웨어, 하드웨어 및/또는 소프트웨어로서 구현될 수도 있다는 점도 인식할 것이다.

일반적으로, 벡터 로테이터 모듈(114), 펄스폭 변조 모듈(116), 로터 플럭스 추정 모듈(124), d-q 전류 레귤레이터(119), 그리고 인버터(104)는 모터(102)를 구동하기 위한 표준 센서리스 모터 구동 시스템으로서 동작한다. 특히, 로터 플럭스 추정 모듈(124)로부터 제공된 로터 각도 정보, 제어 입력들(112)에서의 원하는 로터 속도 정보, 그리고 d-q 전류 레귤레이터(119)로부터의 전류 피드백 등에 의거하여, 벡터 로테이터 모듈(114)은 두 개의 명령어 전압 V-Alp와 V-Beta (사이파형임)를 만들어내며 이들은 펄스폭 변조 모듈(116)에 전달된다. 펄스폭 변조 모듈(116)은 그것의 출력단에서 인버터(104)의 상기 스위치들의 게이트들 각각에 인터페이스 된다. 명령어 전압 V-Alp와 V-Beta에 의거하여, 펄스폭 변조 모듈은 펄스폭 변조된 명령어 신호들을 생성하는데, 이 명령어 신호들은 그 인버터 스위치 게이트들의 턴 온/오프를 적정하게 스케줄 하여 인버터(104)가 제어 입력들(112)에서 특정된 바대로 원하는 속도까지 모터(102)를 구동하도록 한다.

도 1에 더 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 제어기(110)는 또한 캣취 시동 시퀀서(126)를 포함한다. 제어기(110)의 다른 모듈들과 비슷하게, 이 모듈은 펌웨어로 구현될 수도 있고, 또한 하드웨어나 소프트웨어로서 구현될 수도 있다. 이 기술의 당업자는 캣취 시동 시퀀서(126)의 기능이 여러 개의 모듈들로 구현될 수 있고 각각은 펌웨어, 하드웨어 및/또는 소프트웨어로서 구현될 수 있음을 인식할 수도 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전류 처리 모듈(120)로부터의 전류 값, 로터 플럭스 추정 모듈(124)로부터의 로터 속도와 로터 플럭스 크기/진폭 추정치에 의거 하여, 캣취 시동 시퀀서(126)는 모터(102)의 초기 시동을 제어한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인버터(104)가 모터(102)에 전력을 공급하기 위해 초기에 여기될 때, 캣취 시동 시퀀서(126)는, 바람과 같은 외부 부하가 그 로터를 돌게 한 때와 같이, 모터 로터가 이미 돌고 있는 경우에도 상기 모터를 확고하게 시동하도록 모터 구동 시스템(100)을 구성한다. 특히 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 캣취 시동 시퀀서는 제어기(110)/인버터(104)로 하여금 초기에 로터 위치를 찾아서 추적하게 하고, 그런 다음 로터의 속도와 회전 방향에 의거하여, 제어기(110)/인버터(104)가 모터(102)의 확고한 시동을 보장하도록 구성한다.

도 2를 참조하면, 모터(102)를 초기에 시동하기 위해 캣취 시동 시퀀서(126)에 의해 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 절차가 도시되어 있다. 인버터(104)가 초기에 여기 됨에 따라 단계 202에서 시작하여, 캣취 시동 시퀀서(126)는 모터 로터가 이미 돌고 있을 수도 있다고 가정하고 제어기(110)를 그 인버터의 과전류 셧다운을 방지하도록 구성한다. 특히, 캣취 시동 시퀀서(126)는 처음에는 모터 전류가 제로 전류 레귤레이션에 의해 제로로 강제되도록 제어 입력들(112)을 구성한다. 특히, 제로 전류 레귤레이션 때문에 그리고 로터 플럭스 추정 모듈(124)에 의해 추정되는 바에 따라 로터의 위상각을 추적하는 것에 의해, 벡터 로테이터 모듈(114)은 모터 역 기전력에 정합하는 명령어 전압들 V-Alp와 V_Beta를 재빠르게 발생시킨다. 그 결과 인버터 출력 전압의 위상과 크기는 모터 역기전력의 위상과 크기에 정합되도록 강제되고, 그에 의해 인버터의 초기 시동 시에 큰 모터 전류를 막을 수 있고 또한 그 인버터의 과전류 셧다운을 방지할 수 있다.

단계 204에 의해 도시된 것처럼, 단계 206으로 나아가기 전에, 제로 전류 레귤레이션은 고정된 지속시간동안 계속되며, 그것은 설정가능하다. 특히, 인버터 출력 전압이 모터 역 기전력과 정합하도록 하는 데 대략 50msec 정도 걸릴 수 있다. 그러나 인버터와 모터가 이러한 상태에 도달하는 것을 보장하기 위해, 제로 전류 레귤레이션의 지속시간은 예를 들어 약 200msec 정도로 설정할 수 있다.

단계 206으로 가서, 캣취 시동 시퀀서(206)는 다음으로 그 모터 로터가 회전중인지 여부를 결정하고, 만약 그렇다면 이러한 회전의 속도에 관해서 상대적인 측정치를 결정한다. 일반적으로, 로터의 속도를 계산하는 방법들은 모터 역기전력이 적을 때 (예를 들어, < 1% 인 때) 즉, 달리 말하면, 모터가 저속으로 돌고 있을 때에는 확고하지 못한다. 그러하므로, 본 발명의 일 실시예에 다르면, 캣취 시동 시퀀서(126)는 로터 플럭스의 진폭을 로터 속도를 추정하는 수단으로 이용한다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면 로터 플럭스 추정 모듈(124)은 로터 플럭스의 진폭(Volts/Hz)을 계산하기 위한 한 개 이상의 비이상적인 적분기들을 포함한다. 특히, 이들 적분기들에 의해 계산된 그 플럭스 진폭은 그 로터의 속도에 관한 정보를 간접적으로 추정/추출하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 로터 속도/주파수에 대하여 비이상적인 적분기로부터 계산된 플럭스 진폭의 그래프가 도시되어 있다. 도 3에 있는 식은 그 플럭스의 진폭을 주파수의 함수로서 제시하는 것에 주목할 필요가 있다. 그 그래프에 나타난 것처럼, 플럭스 진폭은 그 로터 속도가 높을 때에는 값의 변화가 없는(deterministic) 상수 값이고 로터 속도가 감소됨에 따라 점차적으로 감소되기 시작한다( 비이상적 적분기의 코너 주파수 컷오프 지점). 따라서 제로 전류 레귤레이션을 수행한 후 로터 플럭스의 진폭을 관찰함으로써, 로터 속도의 상대적인 측정값은 근사적으로 추정될 수 있다.

특히 본 발명의 일 실시예에 다르면, 단계 206에서 캣취 시동 시퀀서(126)는 로터 플럭스 추정 모듈(124)로부터 그 로터 플럭스의 진폭을 입력으로서 받아서 이 플럭스 진폭을 문턱값에 비교하는데, 이러한 작업은 설정가능하다. 로터 플럭스 진폭이 그 문턱값 이하이면, 캣취 시동 시퀀서(126)는 그 로터가 제로 속도에 가깝다(즉, 그 로터는 회전하지 않든가 정방향이나 역방향 중 어느 한 쪽으로 저속으로 회전하고 있다)고 결론짓는다. 이 경우, 캣취 시동 시퀀서는 제어기(110)로 하여금 제로 전류 레귤레이션을 중단케 하도록 구성하고, 단계 216으로 진행하여, 이하에서 기술되는 것처럼, 그 제어기와 인버터로 하여금 정상적인 제로 속도 시동을 수행하도록 구성한다. 그러나 만약 캣취 시동 시퀀서(126)가 그 로터 속도가 상기 문턱값을 초과한다면(즉, >1%), 캣취 시동 시퀀서는 그 로터가 상당한 속도로 회전하고 있다는 결론을 내리고, 결과적으로 캣취 시동 시퀀스를 수행한다. 이하에서 기술되는 바와 같이, 그 캣취 시동 시퀀스는 그 로터가 정방향으로(양의 회전주파수) 회전중인지 아니면 역방향으로(음의 회전주파수) 회전중인지 여부에 따라 다르다.

따라서 단계 208로 가서, 캣취 시동 시퀀서(126)는 다음으로 모터(102)의 회전 방향을 결정한다. 특히 위에서 지적된 바와 같이, 로터 플럭스 추정 모듈(124)은 그 로터의 주파수/속도를 결정할 수 있다. 이 주파수/속도는 캣취 시동 시퀀서(126)에 제공되고, 그것은 그 주파수가 양인지 아니면 음인지에 따라 그 로터 방향을 결정한다. 양/정방향 회전이 검출되었다고 가정하면, 전류 레귤레이터(119)는 추적 상태에 있고, 그렇기 때문에 모터 구동 시스템(100)은 언제라도 모터를 돌리는(motoring) 토오크를 생성할 수 있게 된다. 따라서 캣취 시동 시퀀서(126)는 제어기(110)로 하여금 제로 전류 레귤레이션을 중단하도록 구성하고 단계 220으로 진행한다. 여기서 캣취 시동 시퀀서(126)는 속도 레귤레이터를 시동하는 것에 의해 동작을 완료하는데, 이는 속도 레귤레이션을 위해 입력(112)에서 적절한 속도/전류 명령어들을 떠맡아서 생성한다. 결과적으로, 모터 구동 시스템(100)은 동작을 정상적으로 계속하고, 중단 없이 운전하며 모터(102)의 속도를 설정된 점까지 가져간다.

그렇지만 캣취 시동 시퀀서(126)가 단계 208에서 음/역방향 로터 회전을 검출한 경우를 가정하면, 그 캣취 시동 시퀀서는 이어서 단계 210으로 나아가고 그 역방향 로터 회전의 속도를 늦추어 가능하면 멈추게 한다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계 210에서 캣취 시동 시퀀서(126)는, 인버터(104)의 전력 스테이지들 각각에서 바닥/낮은 쪽(bottom/low-side) 스위치 각각이 턴온 하도록 함에 의해, 인버터(104)로 하여금 제로 전압 벡터(즉, 제로 인버터 출력 전압)를 모터에 인가하도록 한다. 그 제로 전압 벡터는 그 로터의 회전 스핀을 늦추는 효과를 가지는데, 이는 모터 단자들(즉, 위상 권선들)이 그 인버터에 의해 단락회로로 되기 때문이다. 결과적으로, 그 로터는 저속으로까지 늦춰진다. 특히, 만약 전혀 없거나 불충분한 외부 토오크가 그 로터를 역방향으로 돌게 강제한다면, 그 로터 속도는 제로로 될 것이다(즉, 그 로터는 정지할 것이다). 그렇지만, 충분한 외부 역방향 토오크가 존재한다면, 그 로터는 그 역방향으로 계속 회전할 것이고, 지금은 더 낮 은 속도로 회전할 것이다. 이 기술분야의 당업자는 인버터(104)의 전력 스테이지들 각각에서 상부/높은 측 스위치를 각각이 턴온 하도록 함으로써 같은 결과가 얻어질 수 잇다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

단계 212에서 도시된 바와 같이, 제로 전압 벡터 모드는 고정된 지속시간동안 계속되는데, 이는 그 모터를 늦추거나 제동하는 데 충분한 시간을 허용하기 위해 설정할 수 있는 성질의 것이다. 그 후, 본 발명의 일 실시예에 다르면, 캣취 시동 시퀀서(126)는 단계 216으로 나아가서 모터 구동 시스템(100)으로 하여금 제로 전압 벡터 모드로부터 개방루프 모드로 절환되도록(switch) 하고, 그 개방루프 모드에서는 전류가 충분히 제어되고 각도는 토오크 전류 피드백(각도 = 속도의 적분, 이득이 곱해진 토오크 전류의 적분에 대한 속도)에 의해 결정되는 규정된 프로파일에 의해 앞서가도록 강제되며, 또한 캣취 시동 시퀀서는 인버터(104)가 모터에 대해 정방향 회전 전류 벡터를 강제/새기게(force/impress) 하도록 구성한다. 이러한 개방루프 정방향 회전 전류 벡터는, 그 로터가 여전히 역방향으로 회전한다고 가정하면, 그 로터를 천천히 중단시키고 그런 다음 정방향으로 회전을 시작하도록 의도되어 있다.

상기 정방향 회전 전류 벡터가 인가됨에 따라, 로터와 벡터의 역방향 회전은 처음에는 외부의 부하 토오크 때문에 서로 반대방향이 될 것이다. 이런 점과 본 발명의 실시예에 따르면, 정방향 회전 전류 벡터의 최기 위치는 로터 자석의 위치와 정렬되거나 그 배후가 되도록 선택된다. 특히 이러한 위치매김은 그것이 정방향 회전 전류 벡터로 하여금 회부의 토오킹 힘(torquing force)에 대해 언제나 정반대인 그 로터 상에 토오크를 만들어내도록 하고 그것에 의해 그 로터의 속도가 늦춰진다는 점에서 유리하다. 예를 들면, 도 4a는 로터 자석의 위상각과 정렬되어 있는 정방향 회전 전류 벡터에 관한 초기 위상각을 보여준다. 이러한 초기 위상 맞춤(phasing)에 따라 생성된 모터 토오크는 항상 제로에서부터 시동할 것이고 그 로터가 역방향으로 돌도록 강제하는 외부의 부하 토오크에 대해 정반대가 될 것이다. 비슷하게, 도 4b는 그 벡터가 로터 자석의 배후에 위치하는 정방향 회전 전류 벡터에 관한 초기 위상각을 보여준다. 다시, 이러한 초기 위상맞춤은 또한 반대되는 토오크를 만들어낼 것이다. 이와 반대로, 도 4c를 참조하면, 그 벡터가 애초에 로터 자석의 앞쪽에 위치하는 정방향 회전 전류 벡터에 관한 초기 위상각이 도시되어 있다. 주목할 만한 것은, 이러한 위상 맞춤이 그 로터로 하여금 역방향으로 속도를 올리게 할 것이고 그러므로 바람직스럽지 못하게 된다는 점이다. 따라서 정방향 회전 전류 벡터를 인가하기 전에 로터 자석 위치(즉, 위상각)를 결정하여 그 벡터가 처음에 로터 자석과 정렬되거나 배후에 위치되도록 하는 것이 바람직하다.

만약 로터가 저속으로 회전하고 있는 중이라면, 약한 역기전력 때문에 로터 자석 위상각을 결정하는 것은 어려울 수 있다. 이 점과 본 발명의 일 실시예에 따르면 캣취 시동 시퀀서(126)는 단계 214에서 제로 전압 벡터 모드에 의해 생성된 단락 회로 모터 전류를 모니터하고 그 모터 전류 위상맞춤에 의거하여, 그 로터 자석 위상각을 유추한다. 특별하게, 도 5를 참조하면, 로터 자석 각도/위치와 제로 전압 벡터 모드로부터 귀결된 단락회로 모터 전류 벡터 간의 관계가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 것처럼, 로터 각도는 단락회로 전류벡터로부터 90° 플러스 위 상각 쉬프트 (즉, 각도 θ)만큼 변위된다. 저속 로터 속도 (즉, <4%)에서 q-축 전류(i_q)는 전체 전류를 지배하여 그 로터 각도가 단락회로 전류 벡터로부터 90°에 접근한다는 점에 주목한다. 비슷하게, 그 로터 속도가 증가함에 따라 d-축 전류(i_d)가 증가하기 시작하여 θ가 증가하게 한다. 일반적으로, 도 6a와 6b는 그 단락회로 전류 벡터(i_d와 i_q)와 그 로터 속도 간의 관계를 보여주는데, 도 6a는 증가되는 로터 속도에 따라 그 단락회로 전류 벡터의 변화를 보여주며, 도 6b는 증가되는 로터 속도에 따라 θ의 증가를 보여준다.

도시된 바와 같이, 그 단락회로 전류 벡터의 위상맞춤을 결정한 다음 θ에 관한 값을 결정하는 것에 의해, 캣취 시동 시퀀서(126)는 그 로터 자석 위상각을 추론할 수도 있다. 특별하게, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계 214에서 그 캣취 시동 시퀀서는 처음에는 그 벡터가 예를 들어 베타와 알파 축을 통해 지나감에 따라 그 단락회로 전류 벡터의 위상맞춤을 결정/측정하는데, 이는 "U"상 모터 권선과 정렬되어 있는 알파와 관련하여 정적인 레퍼런스 프레임(stationary reference frame)이다. 그 후, 그 캣취 시동 시퀀서는 θ에 관한 값을 결정하고 그 로터 각도를 단락회로 전류 벡터 위상맞춤과 θ의 함수로서 추정한다. 일반적으로, 캣취 시동 시퀀서(126)는 θ를 여러 가지 방식으로 결정할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, θ와 로터 속도(도 6에 도시된 바와 같이) 간의 관계는 오프라인에서 측정될 수 있으며 제어기(110)의 처리 유닛/메모리내의 테이블로서 저장될 수 있다. 그 캣취 시동 시퀀서(126)가 그 로터의 속도를 가지고 있는 것으로 가정하 면, 그 모듈은 θ를 결정하기 위해 그 테이블에 액세스할 수도 있다. 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따르면, 캣취 시동 시퀀서(126)는 그 측정된 단락회로 전류 벡터로부터 벡터 성분 i_d와 i_q를 계산하고 그런 다음 i_d와 i_q로부터 θ를 계산한다. 일예로서, i_d와 i_q는 식 (1)에 의해 보이는 것처럼 추정될 수 있다.

여기서, We는 주파수이고, Flxm은 자석 플럭스 결합(linkage), Ld와 Lq는 모터 d-q 인덕턴스들, 그리고 R은 그 모터의 스테이터(stator) 저항이다.

많은 경우에 그 제로 전압 벡터 모드는 로터 속도를 현저하게 감속시킬 것이다. 이러한 점과 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 캣취 시동 시퀀서(126)는 θ를 계산한다기 보다는 오히려 θ를 작은 일정한 위상각 쉬프트로서 추정할 수도 있는데, 이러한 것은 설정가능한(configurable) 사항이다. 일반적으로, 작은 일정한 위상각 쉬프트는 도 4a와 4b에 도시된 것처럼 근접한 최적 위상맞춤을 달성할 것이고 도 4c에 도시된 것과 같은 바람직하지 못한 조건을 피할 것이다.

도 2를 다시 참조하면, 일단 캣취 시동 시퀀서(126)가 위에서 기술된 바와 같이 그 로터 자석 각도를 결정하면, 그 모듈은 단계 216으로 나아가는데, 거기서는 위에서 나타내진 것처럼 그 모듈은 모터 구동 시스템(100)으로 하여금 제로 전압 벡터 모드에서 개방루프 모드로 절환하게 하고 제어기(110)를 구성하여 인버터(104)가 정방향 회전 전류 벡터를 강제하게/새기게 한다. 다시, 제로 전압 벡터 모드에서 그 개방루프 정방향 회전 전류 벡터를 인가하는 것까지의 그 스위칭 요구(instance)는 정방향 회전 전류 벡터의 초기 위치가 그 로터와 정렬되거나 또는 배후이거나 중 어느 한 가지가 되도록 그 유추된 로터 각도에 기반을 둔다.

일단 정방향 회전 전류 벡터가 인가되면, 그 로터 각도가 정방향 회전 전류 벡터로부터 출발함에 따라 그 모터 토오크는 제로로부터(그 벡터가 맨 처음에 그 로터와 정렬되어 있다고 가정하면) 증가할 것이다. 만약 충분한 모터 전류 크기가 인가된다면, 그 나타나는 토오크는 결국에는 외부의 역방향 토오크를 극복할 것이다. 그런 다음, 그 로터는 역방향으로 정지할 것이고, 그 전류 벡터와 동기되어 정방향으로 돌게 된다. 그 로터 속도는 그런 다음 전류 벡터가 속도를 올림에 따라서 증가할 것이다.

단계 218에서 도시된 것처럼, 개방루프 정방향 회전전류 벡터는 로터의 정방향 주파수/속도가 문턱값(즉, 초기 속도)을 초과할 때까지 인가되는데, 이는 예컨대 모터의 정격 속도의 10%라는 식으로 설정가능하다. 그 후, 캣취 시동 시퀀서는 단계 220으로 가며, 그 모듈은 모터 구동 시스템(100)으로 하여금 암페어 운전 당 최적 토오크를 위해 폐루프 제어로 스위치 하도록 한다. 특히, 캣취 시동 시퀀서(126)는 속도 레귤레이터를 시동함으로써 운전을 완료하며, 이러한 것이 속도 레귤레이션용 입력들(112)에서 적정한 속도/전류 명령어들을 떠맡아서 발생시키고, 이에 의해 폐루프 정방향 정격 전류 벡터가 그 모터에 인가되게 한다. 결과적으로, 모터 구동 시스템(100)은 정상적으로 동작을 계속하고, 방해 없이 운전하며 모터(102)의 속도를 그 설정지점까지 끌어올린다.

위에서 설명된 바와 같이 단계 206에서, 만약 캣취 시동 시퀀서가 그 모터는 돌고 있지 않거나 저속으로 역방향 또는 정방향으로 돌고 있다고 결정하면, 그 캣취 시동 시퀀서는 단계 216으로 곧바로 나아간다. 이러한 시나리오에서, 그 캣취 시동 시퀀서는 모터 구동 시스템(100)을 개방루프 모드로 구성하고 위에서 설명한 바와 같이 인버터(104)로 하여금 정방향 회전 전류 벡터를 강제/새기게 한다. 그렇지만 여기서 그 로터 위치에 관한 정방향 회전 전류 벡터의 초기 위상맞춤은, 중요성은 더 낮지만, 로터의 회전 속도가 낮게 주어진다. 그 후, 운전은 위에서 설명된 것과 비슷하게 진행된다.

도 7a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 외부의 토오킹 힘의 결과로서 처음에 역방향으로 회전하는 로터를 갖는 모터를 시동하기 위한 운전의 시퀀스 예를 그래픽으로 도시한다. 스테이지 302에서 보이는 바와 같이, 캣취시동 시퀀서(126)는 처음에는 모터 구동 시스템(100)을 제로 전류 레귤레이션 모드로 위치되도록 하고, 그것에 의해 그 인버터 출력 전압의 위상과 크기가 그 모터의 역 기전력의 위상과 크기에 정합되도록 할 수 있고 또한 그 인버터의 초기 시동 시에 과대 모터 전류를 방지할 수 있다. 그 후, 그 로터가 상당한 속도로 역방향으로 돌고 있다는 것을 결정할 때, 그 캣취 시동 시퀀서는 모터 구동 시스템(100)을 제로 전압 벡터 모드로 위치시키고, 그것에 의해 스테이지 304에서 보이는 바와 같이 로터의 회전 속도는 감속할 수 있다.

다음으로, 그 캣취 시동 시퀀서는 로터의 위치(스테이지 306)를 결정하고 모터 구동 시스템(100)을 개방루프 모드로 위치시키며, 예컨대 그 로터와 처음부터 정렬되어 있는 정방향 전류 벡터를 인가한다. 스테이지 308에서 보이는 바와 같이, 그 정방향 전류 벡터는 그 로터로 하여금 멈추게 하고, 방향을 역으로 하게하고, 그런 다음 서서히 정방향으로 속도를 증가시키도록 한다. 종국적으로, 그 로터가 일단 어떤 회전 속도를 얻게 되면, 그 캣취 시동 시퀀서는 모터 구동 시스템(100)을 폐루프 벡터 제어모드로 위치시키는데, 여기서 그 로터는, 스테이지 310에서 보이는 바와 같이, 설정치 속도로까지 올라가서 그 상태를 유지한다.

도 7b와 7c를 참조하면, 모터 U-상에서 전류의 변화 예와 추정된 로터 각도의 변화 예를 각각 도시하는데, 각각은 도 7a의 스테이지들에 대응한다.

본 발명은 그것의 구체적인 실시예에 관련되어 설명되었지만, 이 기술분야의 당업자에게는 많은 다른 변경이나 수정 그리고 다른 형태의 이용이 그리 어렵지 않을 것이다. 그러므로 본 발명은 이기에서 특히 개시하고 있는 것에 한정되지 않으며 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된다.

본 발명은 외부에서 가해지는 토오킹 힘이 가해지더라도 모터에 큰 역 기전력이 발생되는 것을 막아 모터 과전류에 의한 인버터의 과전류 셧다운과 같은 고장을 방지해준다.

또한, 본 발명은 센서리스 제어 기술들을 이용하며, 모터 로터가 모터 구동 인버터의 활성화 이전에 정방향 혹은 역방향으로 회전하고 있을 때 모터를 확고하게 시동할 수 있도록 해준다.

Claims

로터를 갖는 센서리스 모터를 시동하기 위한 모터 구동부를 제어하는 방법에 있어서,

상기 로터가 정방향 혹은 역방향으로 회전하고 있는지 여부를 결정하는 단계;

상기 로터가 역방향으로 회전하고 있다면, 상기 모터의 위상 권선들의 단락회로화를 야기하는 단계;

상기 모터 위상 권선들의 상기 단락회로화를 제거하고 개방루프 정방향 회전 전류 벡터를 야기하여 상기 모터에 인가되도록 하여 상기 로터가 초기 속도까지 정방향으로 돌도록 하는 단계; 및

그 후 폐루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 하여 상기 로터가 설정 속도까지 속도가 높아지도록 하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 만약 상기 결정 단계에서 상기 로터가 정방향으로 회전하고 있다고 결정되면, 상기 로터가 상기 설정 속도까지 속도를 올려가도록 하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 로터의 회전 방향을 결정하는 단계에 앞서, 상기 로 터의 회전 속도를 추정하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 3항에 있어서, 상기 로터의 회전 속도를 추정하는 단계는,

로터 플럭스의 진폭을 문턱값과 비교하는 단계; 및

상기 로터 플럭스 진폭이 상기 문턱값보다 더 큰지 혹은 더 작은지에 의거하여 회전 속도를 추정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 3항에 있어서, 만약 로터 속도가 저속으로 추정되면, 상기 방법은,

상기 로터를 정방향으로 상기 초기 속도까지 돌게 하는 단계; 및

그런 후 상기 로터를 상기 설정 속도까지 속도를 올리도록 하는 단계를 더 구비하고,

만약 로터 속도가 고속으로 추정되면, 상기 로터의 회전 방향을 정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 로터의 회전 방향을 결정하는 단계에 앞서서, 상기 모터 구동부가 초기에 여기 됨에 따라 모터 전류가 제로가 되도록 강제하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 6항에 있어서, 상기 모터 전류를 제로로 강제하는 단계는 상기 로터의 위치를 처음에 추적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 로터의 회전방향을 결정하는 단계에 앞서서, 상기 모터 구동부가 처음에 여기 됨에 따라 상기 모터 구동부의 인버터의 출력전압이 상기 모터의 역 기전력과 정합(match)되도록 하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 모터 위상 권선의 단락회로화를 야기하는 단계는 제로 전압 벡터가 상기 모터 구동부의 인버터에 인가되도록 하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 개방루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 하는 단계는, 상기 로터가 상기 정방향으로 돌게 하기에 앞서, 상기 로터가 정지하도록 하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 개방루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 하는 단계는 상기 정방향 회전 전류 벡터가 처음에는 상기 로터의 위치와 정렬되거나 혹은 그 후방에 있는 위치를 갖도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 제어방법은 상기 개방루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 하는 단계에 앞서서 로터 자석의 각도를 결정하는 단계를 더 구비하며;

상기 개방루프 정방향 회전 전류 벡터를 상기 모터에 인가되도록 하는 단계는 결정된 로터 각도에 의거하여 처음에는 상기 정방향 회전 전류 벡터를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 12항에 있어서, 상기 각도 결정단계는,

상기 모터 위상 권선들의 상기 단락회로화를 야기하면서 단락회로 모터 전류 벡터의 위상맞춤(phasing)을 결정하는 단계; 및

위상각 쉬프트를 상기 단락회로 모터 전류 벡터의 위상맞춤에 부가하여 상기 로터 자석 각도를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 13항에 있어서, 상기 위상각 쉬프트는 소정의 상수인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 13항에 있어서, 상기 위상각 쉬프트는 로터의 속도에 의해 인덱스된 값들의 테이블로부터 정해지는 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 모터는 영구자석 동기모터인 것을 특징으로 하는 모터 구동부 제어방법.
로터를 갖는 센서리스 모터를 시동하기 위한 모터 구동부를 제어하는 캣취 시동 시퀀서(catch starting sequencer)로서, 상기 모터 구동부는 상기 모터를 구동하는 인버터, 상기 인버터를 제어하는 펄스폭변조모듈, 상기 펄스폭변조모듈을 제어하는 벡터 로테이터 모듈, 상기 인버터와 상기 벡터 로테이터 모듈 사이에서 피드백 루프로서 구성되는 전류 레귤레이터, 그리고 로터 플럭스를 추정하는 로터 플럭스 추정 모듈을 포함하며, 상기 캣취 시동 시퀀서는,

상기 전류 레귤레이터 및 상기 로터 플럭스 추정 모듈과 인터페이싱하는 한 개 이상의 인터페이스를 구비하며, 상기 캣취 시동 시퀀서는,

상기 로터가 정방향 혹은 역방향으로 회전하고 있는지를 결정하며,

만약 상기 모터가 역방향으로 회전하고 있으면 상기 로터의 역방향 회전의 속도를 줄이기 위해, 상기 모터의 위상 권선들의 단락회로화를 야기하며,

상기 모터 위상 권선들의 단락회로화를 제거하고, 상기 로터가 정방향으로 초기 속도(initial speed)까지 돌도록 하기 위해 개방루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 하며,

그 후 상기 로터가 소정의 속도까지 증가하도록 하기 위해 폐루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 17항에 있어서, 만약 상기 캣취 시동 시퀀서가 상기 로터는 상기 정방향으로 회전하고 있음을 결정한다면, 상기 로터가 상기 소정의 속도까지 증가하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 17항에 있어서, 상기 로터의 회전 방향을 결정하기에 앞서서, 상기 캣취 시동 시퀀서는 상기 로터 플럭스 추정 모듈에 의해 제공되는 로터 플럭스의 진폭에 의거하여 상기 로터의 회전 속도를 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 19항에 있어서, 만약 상기 캣취 시동 시퀀서가 로터 속도를 저속으로 추정하면, 상기 캣취 시동 시퀀서는,

상기 로터가 상기 정방향으로 상기 초기 속도까지 돌게 하고,

그 후, 상기 로터가 설정된 속도까지 증가하도록 하며,

만약 상기 캣취 시동 시퀀서가 로터 속도를 고속으로 추정하면 상기 캣취 시동 시퀀서는 상기 로터의 회전 방향을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 17항에 있어서, 상기 로터의 회전 방향을 결정하기에 앞서서, 상기 캣취 시동 시퀀서는 상기 모터 구동부가 초기에 여기 됨에 따라서 상기 인버터의 출력 전압이 상기 모터의 역 기전력과 실질적으로 정합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 17항에 있어서, 상기 개방루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 할 대, 상기 캣취 시동 시퀀서는 상기 정방향 회전 전류 벡터가 초기에 상기 로터의 위치와 정렬되거나 후방인 위치를 갖게 하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 17항에 있어서, 상기 개방루프 정방향 회전 전류 벡터가 상기 모터에 인가되도록 하기 전에, 상기 캣취 시동 시퀀서는,

로터 자석의 각도를 결정하고,

그 후 그 결정된 로터 자석 각도에 의거하여, 상기 정방향 회전 전류 벡터의 초기 위상 각도를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 23항에 있어서, 상기 로터 자석 각도를 결정하기 위해, 상기 캣취 시동 시퀀서는,

상기 모터 위상 권선들의 단락회로화를 야기하면서 단락회로 모터 전류 벡터의 위상맞춤(phasing)을 결정하고,

위상각 쉬프트를 상기 단락회로 모터 전류 벡터의 위상맞춤에 더하여 상기 로터 자석 각도를 얻도록 구성되는 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.
제 24항에 있어서, 상기 위상각 쉬프트는 소정의 상수인 것을 특징으로 하는 캣취 시동 시퀀서.