KR100984251B1 - Blcd motor controller based on maximum power algorithm - Google Patents
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Abstract
본 발명은 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3상 2여자 방식의 BLDC 전동기의 출력성능을 향상시키기 위해 최대 통전각 내에서 통전각을 확장하여 BLDC 전동기의 토크 저감이 없이 최대 토크를 발생시킬 수 있는 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치에 관한 것이다.
BLDC, PWM, 토크, 3상 2여자, 통전각
The present invention relates to a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm, and more particularly, to improve the output performance of the three-phase two-excitation type BLDC motor by extending the conduction angle within the maximum conduction angle to reduce the torque of the BLDC motor The present invention relates to a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm capable of generating a maximum torque.
BLDC, PWM, Torque, 3-Phase 2 Excitation, Through Angle
Description
본 발명은 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3상 2여자 방식의 BLDC 전동기의 출력성능을 향상시키기 위해 최대 통전각 내에서 통전각을 확장하여 BLDC 전동기의 토크 저감이 없이 최대 토크를 발생시킬 수 있는 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm, and more particularly, to improve the output performance of the three-phase two-excitation type BLDC motor by extending the conduction angle within the maximum conduction angle to reduce the torque of the BLDC motor The present invention relates to a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm capable of generating a maximum torque.
최근 가전제품의 에너지 저감, 저소음 요구의 증가 및 전력전자 기술의 발전과 전력전자 부품 단가의 인하 등에 따라 종래의 정속 운전 모드에서 인버터 기술을 이용한 가변속 시스템의 개발 및 적용이 활발히 이루어지고 있다.Recently, the development and application of variable speed systems using inverter technology in the constant speed operation mode have been actively performed according to the reduction of energy consumption of home appliances, the increase in the demand for low noise, the development of power electronic technology, and the reduction of the cost of power electronic components.
BLDC(BRUSHLESS DC) 전동기는 고정자가 영구자석으로 구비되는 회전자에 비접촉 방식으로 전자기를 가변하여 형성함으로써 상기 회전자를 회전시키는 전동기로써, 종래의 직류모터 사용시 브러시가 반복적인 마찰로 손상되는 것을 방지하기 위해 개발되었다.BLDC (BRUSHLESS DC) motor is a motor that rotates the rotor by forming a stator with a non-contact method to the rotor provided with a permanent magnet to prevent the brush from being damaged by repeated friction when using a conventional DC motor Was developed to.
또한, 상기 BLDC 전동기 속도제어가 용이하고, 고 효율성, 큰 기동토크, 소형 및 경량화가 가능하므로 상기 가변속 시스템에 활발히 적용되고 있는 실정이다.In addition, since the BLDC motor speed control is easy, and high efficiency, large starting torque, small size and light weight are possible, it is actively applied to the variable speed system.
한편, 상기 BLDC 전동기는 사다리꼴의 역기전력 파형을 가지며 일정한 토크 출력을 위해서는 각 상당 120도의 통전각으로 일정 전류를 흘려주어야 한다.On the other hand, the BLDC motor has a trapezoidal counter electromotive force waveform, and for a constant torque output, a constant current must be flowed at a conduction angle of 120 degrees.
이와 같이, 각 상 전류를 120도의 통전각으로 입력하기 위해서는 상기 BLDC전돌기의 회전자 위치에 따라 항상 두 상의 전류만 흐를 수 있도록 전류를 PWM 제어하고, 나머지 한 상은 개방된 상태를 유지하는 2상 여자 방식을 사용한다.As described above, in order to input each phase current at a conduction angle of 120 degrees, PWM is controlled so that only two phase currents can flow at all times according to the rotor position of the BLDC converter, and the other phase is a two phase that maintains an open state. Use the female method.
그러나 이러한 3상 2여자 방식은 180도 구동 방식에 비하여 맥동 토크 면에서 우수한 장점이 있으나, 전동기의 권선 이용률이 약 66.7%로 낮아 전체 시스템 출력이 낮은 단점을 가지고 있다.However, the three-phase two-excitation method has superior advantages in terms of pulsating torque compared to the 180-degree driving method, but the winding utilization rate of the motor is low at about 66.7%, resulting in low overall system output.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 BLDC 전동기를 3상 2여자 방식으로 제어함에 있어서, 통전각을 확장하여도 토크를 증가시킬 수 있는 한편, 토크리플은 감소시킬 수 있는 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to control a BLDC motor in a three-phase two-excitation manner, so that torque can be increased while extending the conduction angle, while torque ripple is reduced. To provide a BLDC motor controller using the maximum output algorithm that can be made.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치는 BLDC 전동기의 회전자의 회전 각도를 측정하는 회전각도 측정부, 상기 회전자의 회전 각도를 입력받아 상기 회전자의 실제속도를 계산하고, 상기 실제속도와 지령속도를 비교하여 속도차 값을 출력하는 회전속도 비교부, 상기 속도차 값을 입력받아 상기 속도차 값에 따른 지령전류를 계산하여, 120도의 통전각으로 상기 지령전류를 변조하여 제1 PWM 신호를 발생하는 전류제어부, 상기 지령전류가 상기 BLDC 전동기의 정격전류를 초과할 경우, 최대 통전각 내에서 상기 120도 통전각을 확장하고, 상기 확장된 통전각으로 상기 정격전류를 변조하여 제2 PWM 신호를 발생하는 통전각 확장부 및 상기 PWM 신호들을 입력받아 상기 BLDC 전동기의 각 상으로 전달하는 게이트 드라이버를 포함하여 이루어진다.BLDC motor control apparatus using the maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a rotation angle measuring unit for measuring the rotation angle of the rotor of the BLDC motor, receives the rotation angle of the rotor Calculating the actual speed of the rotor, comparing the actual speed and the command speed and outputs a speed difference value, receives the speed difference value and calculates the command current according to the speed difference value, 120 A current control unit for generating the first PWM signal by modulating the command current at a conduction angle of degrees; when the command current exceeds the rated current of the BLDC motor, the conduction angle is extended within the maximum conduction angle; An electric conduction angle expansion unit for generating a second PWM signal by modulating the rated current with an extended electric conduction angle and receiving the PWM signals to each phase of the BLDC motor. It includes a gate driver to transfer.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전류제어부는 상기 속도차 값을 입력받아 상기 지령전류를 출력하는 속도제어기, 상기 지령전류의 크기를 상기 BLDC 전동기의 정격전류의 크기와 비교하여 상기 지령전류의 크기가 상기 정격전류의 크기 이상일 경우 통전각 제어 개시 신호를 출력하는 초과전류 차단기 및 상기 지령전류의 크기가 상기 정격전류의 크기 이하일 경우 120도의 통전각으로 상기 지령전류를 변조하여 상기 제1 PWM 신호를 발생하는 제1 PWM 발생기를 포함한다.In a preferred embodiment, the current controller is a speed controller for receiving the speed difference value and outputting the command current, the magnitude of the command current is compared with the magnitude of the rated current of the BLDC motor, the magnitude of the command current is An excess current circuit breaker that outputs a conduction angle control start signal when the magnitude of the rated current is greater than or greater than the magnitude of the rated current, and modulates the command current at a conduction angle of 120 degrees to generate the first PWM signal; And a first PWM generator.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 통전각 확장부는 상기 통전각 제어 개시 신호에 의해 '온'되는 통전각 제어 개시 스위치, 상기 통전각 제어 개시 스위치가 '온'될 경우 정격전류와 지령전류를 비교하여 전류차 값을 출력하는 정격전류 비교기, 상기 전류차 값에 따라 상기 120도의 통전각을 일정한 각도의 통전각으로 확장하는 통전각 제어기, 상기 확장된 통전각이 최대 통전각까지만 확장하게 하는 최대 통전각 차단기 및 상기 확장된 통전각으로 상기 정격전류를 변조하여 상기 제2 PWM 신호를 출력하는 제2 PWM발생기를 포함한다.In a preferred embodiment, the energization angle expansion unit is an energization angle control start switch 'on' by the energization angle control start signal, when the energization angle control start switch is 'on' current by comparing the rated current and the command current Rated current comparator for outputting a difference value, a conduction angle controller for extending the conduction angle of 120 degrees in accordance with the current difference value, the conduction angle controller, a maximum conduction angle breaker to allow the extended conduction angle to extend only up to the conduction angle And a second PWM generator configured to output the second PWM signal by modulating the rated current with the extended conduction angle.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 최대 통전각은 130도 내지 140도이다.In a preferred embodiment, the maximum conduction angle is 130 degrees to 140 degrees.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 최대 통전각은 136도이다.In a preferred embodiment, the maximum conduction angle is 136 degrees.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, BLDC 전동기를 3상 2여자 방식으로 제어함에 있어서, 120도의 통전각을 최대 통전각 이하로 확장하여 BLDC 전동기의 출력을 향상시킬 수 있는 최대출력 알고리즘을 이용한 전동기 제어장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, in controlling the BLDC motor in a three-phase two-excitation method, motor control using a maximum output algorithm that can improve the output of the BLDC motor by extending the conduction angle of 120 degrees below the maximum conduction angle. A device can be provided.
또한, 본 발명에 의하면, 얻고자하는 토크를 위한 지령전류가 BLDC 전동기의 정격전류 이하일 경우 120도의 통전각으로 제어하여 맥동토크의 발생을 줄이고, 지령전류가 정격전류를 초과할 경우 최대 통전각 내에서 통전각을 확장하여 토크를 약 28% 증가시킬 수 있는 최대출력 알고리즘을 이용한 전동기 제어장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, when the command current for the torque to be obtained is less than the rated current of the BLDC motor to control the conduction angle of 120 degrees to reduce the occurrence of pulsating torque, when the command current exceeds the rated current within the maximum conduction angle It is possible to provide an electric motor controller using a maximum output algorithm that can increase the torque by about 28%.
또한, 본 발명에 의하면, 토크리플은 감소시킬 수 있는 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm that can reduce the torque ripple.
도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하기에 앞서, BLDC 전동기의 구동원리에 대해 간단히 살펴보기로 한다. Prior to describing an embodiment of the present invention with reference to the drawings, a brief description will be given of the driving principle of the BLDC motor.
아래의 수학식 1은 BLDC 전동기의 등가회로를 전압 방정식으로 표현한 식이다.Equation 1 below represents the equivalent circuit of the BLDC motor as a voltage equation.
여기서, R 및 L은 각 상의 저항, 누설인덕턴스이고, Va, Vb, Vc는 각 상의 단자전압으로 DC 전압원의 기준에서 본 것이며, ea, eb, ec 및 ia, ib, ic는 각 상의 역 기전력 및 상전류이다.Where R and L are the resistance and leakage inductance of each phase, and V a , V b , and V c are terminal voltages of each phase, as seen from the reference of the DC voltage source, and e a , e b , e c and i a , i b , i c is the counter electromotive force and phase current of each phase.
또한, Vn은 DC 전압원의 기준에서 본 BLDC 전동기 내부의 중성점 전압으로써, 각 상의 저항과 누설인덕턴스가 동일하다면, BLDC 전동기의 중성점을 사용하지 않는 경우 각 상전류의 합이 항상 0이 되므로 아래의 수학식 2로 표현할 수 있다.In addition, V n is the neutral point voltage inside the BLDC motor as seen from the DC voltage source. If the resistance and the leakage inductance of each phase are the same, the sum of the phase currents is always 0 when the neutral point of the BLDC motor is not used. It can be expressed by Equation 2.
여기서, 각 상의 역기전력 e는 아래의 수학식 3으로 표현할 수 있다.Here, the counter electromotive force e of each phase may be expressed by Equation 3 below.
여기서, Ke는 역기전력 상수이고 ωm은 BLDC 전동기 회전자의 각속도이다.Where K e is the counter electromotive force constant and ω m is the angular velocity of the BLDC motor rotor.
또한, f(θ)는 각 상의 역기전력을 회전자의 위치에 따라 정규화한 함수이다.In addition, f (θ) is a function of normalizing the counter electromotive force of each phase according to the position of the rotor.
여기서, 각 상전류와 역기전력이 주어지면, BLDC 전동기에서 발생되는 전기적 토크는 아래의 수학식 4와 같이 구할 수 있다.Here, given each phase current and counter electromotive force, the electrical torque generated in the BLDC motor can be obtained as shown in
상기 수학식 4에서 알 수 있듯이 종래의 120도 통전각을 이용하는 BLDC 전동기의 제어방법은 상기 토크식의 세 개의 항 중 항상 두 개의 항이 존재하게되며, 각 항을 회전자의 위치함수에 의한 유효 시비율은 항상 2/3가 된다.As can be seen in
따라서, BLDC 전동기의 토크를 제어하기 위해서는 전류의 크기를 제어하게 된다.Therefore, in order to control the torque of the BLDC motor, the magnitude of the current is controlled.
여기서, 통전각(θd)을 바꾼다면, 각 상에 의한 토크식의 항들은 회전자 위치함수에 의한 유효 시비율로 나타나낼 수 있으며, 항상 θd/π가 된다.Here, if the conduction angle θ d is changed, the terms of the torque equation by each phase can be expressed by the effective ratio of the rotor position function, and are always θ d / π.
즉, 통전각을 제어함으로써 토크를 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the torque can be controlled by controlling the energization angle.
그러나 통전각을 크게 하면 유효 시비율은 증대되나 오히려 토크의 저감을 초래할 수 있다.However, increasing the conduction angle increases the effective application rate, but may result in a reduction in torque.
따라서, 토크의 증감을 할 수 있는 최대 통전각 이하 영역 내에서 통전각을 증가하여야 한다.Therefore, it is necessary to increase the conduction angle within an area below the maximum conduction angle that can increase or decrease the torque.
또한, 정격토크 이하에서 통전각을 확대하여 180도에 근접할수록 종래의 120도 통전각보다 맥동토크가 크게 나타나며, 동손 또한 크게 나타나게 된다.In addition, when the conduction angle is enlarged closer to 180 degrees below the rated torque, the pulsating torque is larger than that of the conventional 120 degree conduction angle, and the copper loss is also large.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 BLDC 전동기의 정격전류에 의한 정격토크 이하에서는 120도 통전각으로 PWM신호를 출력하고, 상기 정격토크 이상에서는 출력증 대를 위해 통전각을 120도 이상으로 확장하여 토크를 제어하는 새로운 최대 출력 알고리즘을 이용하여 BLDC 전동기 제어장치를 구성하였다.That is, in one embodiment of the present invention outputs a PWM signal at a 120 degree conduction angle below the rated torque by the rated current of the BLDC motor, and extends the conduction angle to 120 degrees or more to increase the output above the rated torque The BLDC motor controller is constructed using a new maximum output algorithm that controls torque.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치는 회전각도 측정부(100), 회전속도 비교부(200), 전류제어부(300), 통전각 확장부(400) 및 게이트 드라이버(500)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention includes a rotation
상기 회전각도 측정부(100)는 BLDC 전동기(10)의 내부에 구비되는 회전자(도시하지 않음)의 회전 각도를 측정한다.The rotation
또한, 상기 회전각도 측정부(100)는 상기 회전자의 회전에 따라 일정한 량의 전류를 출력하는 홀 센서(110) 및 상기 홀 센서(110)에서 출력되는 전류량을 기반으로 상기 회전자의 회전각도를 계산하는 각도센서(120)를 포함한다.In addition, the rotation
한편, 상기 회전각도 측정부(100)에 구비되는 홀 센서(110)는 상기 회전자의 회전 위치를 검출하면 충분하므로 광 다이오드나, 자기저항소자 등을 사용하는 엔코더로 대체가 가능하다.On the other hand, since the
상기 회전속도 비교부(200)는 상기 회전각도를 입력받아, 상기 회전자의 실제 회전속도인 실제속도(ω)를 계산하고, 상기 실제속도(ω)와 상기 회전자를 회전시키고자 하는 지령속도(ω*)를 비교하여, 상기 실제속도(ω)와 상기 지령속도(ω *)의 차인 속도차 값을 출력한다.The rotational
또한, 상기 회전속도 비교부(200)는 상기 각도센서(120)에서 출력되는 회전각도를 바탕으로 상기 회전자의 회전속도를 계산하는 속도센서(210)와 상기 실제속도와 상기 지령속도를 비교하는 회전속도 비교기(220)를 포함하여 이루어진다.In addition, the rotational
상기 전류제어부(300)는 상기 속도차 값을 입력받아 상기 속도차 값을 상기 지령속도로 보정하기 위한 지령전류(i*)를 계산하며, 상기 지령전류(i*)를 120도의 통전각으로 변조한 제1 PWM신호를 발생한다.The
또한, 상기 전류제어부(300)는 상기 속도차 값을 입력받아 상기 지령전류(i*)를 출력하는 속도제어기(310), 상기 지령전류(i*)가 상기 BLDC 전동기의 정격토크 즉, 상기 정격토크의 출력을 위한 정격전류(Irate)를 초과할 경우 통전각 제어 개시 신호를 출력하는 초과전류 차단기(320) 및 상기 지령전류(i*)의 크기가 상기 정격전류(Irate)의 크기 이하일 경우 상기 지령전류(i*)를 120도의 통전각으로 변조하여 제1 PWM신호를 발생시키는 제1 PWM 발생기(330)를 포함하여 이루어진다.In addition, the
즉, 상기 전류제어부(300)는 상기 지령전류(i*)가 상기 정격전류(Irate) 이하일 경우에는 120도의 통전각으로 상기 지령전류(i*)를 변조하여 제1 PWM 신호를 발생한다. 이는 상기 BLDC 전동기(10)의 맥동 토크를 줄이기 위함이다.That is, when the command current i * is less than the rated current I rate , the
상기 통전각 확장부(400)는 상기 지령전류(i*)가 상기 정격전류(Irate)를 초과할 경우, 최대 통전각 내에서 상기 120도의 통전각을 확장하고 상기 정격전 류(Irate)를 상기 확장된 통전각으로 변조하여 제2 PWM 신호를 출력한다.The conduction
한편, 상기 최대 통전각은 상기 수학식 4에 의해 구해지고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치의 통전각에 따른 BLDC 전동기의 토크 그래프이다.On the other hand, the maximum conduction angle is obtained by the equation (4), Figure 2 is a torque graph of the BLDC motor according to the conduction angle of the BLDC motor control apparatus using the maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치의 통전각이 136도일 경우 120도일 경우보다 약 28%의 토크 증가하였으며, 그 이상의 통전각에서는 통전각이 증가함에도 불구하고 발생토크는 감소하였다.Referring to FIG. 2, when the energization angle of the BLDC motor control apparatus using the maximum output algorithm according to the exemplary embodiment of the present invention is 136 degrees, the torque is increased by about 28% compared with the 120 degree angle, and the energization angle is increased at more energization angles. Despite this, the generated torque decreased.
특히, 통전각이 146도 이상에서는 120도의 통전각보다 낮은 토크가 발생함을 알 수 있다. In particular, it can be seen that when the conduction angle is 146 degrees or more, a torque lower than the conduction angle of 120 degrees occurs.
따라서 본 발명의 일 실시예에서는 최대 통전각을 136도로 설정하였다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the maximum conduction angle was set to 136 degrees.
또한, 상기 통전각 확장부(400)는 상기 통전각 제어 개시 신호에 의해 '온'되는 통전각 제어 개시 스위치(410), 상기 통전각 제어 개시 스위치(410)가 '온'될 경우 상기 지령전류(i*)와 상기 정격전류(Irate)의 차인 전류차 값을 출력하는 정격전류 비교기(420), 상기 전류차 값에 따른 토크 값이 출력될 수 있도록 상기 120도의 통전각을 일정한 각도의 통전각으로 확장하는 통전각 제어기(430), 상기 확장되는 통전각이 최대 통전각을 벗어나지 않도록 제어하는 최대 통전각 차단기(440) 및 상기 확장된 통전각으로 상기 정격전류(Irate)를 변조하여 제2 PWM 신호를 출력하는 제2 PWM 발생기(440)를 포함하여 이루어진다.In addition, when the energization angle
또한, 상기 PWM 발생기들(330,450)은 하나의 PWM 발생기로 구비될 수 있으며, 상기 제2 PWM 발생기(450)는 상기 제1 PWM 발생기(330)에서 발생하는 제1 PWM 신호의 통전각만을 확장시켜주는 방식으로 구성될 수도 있다.In addition, the
상기 게이트 드라이버(500)는 상기 PWM 신호들을 상기 BLDC 전동기(10)의 각 상으로 전달하여 상기 BLDC 전동기(10)의 회전자가 회전할 수 있게 한다.The
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치는 상기 지령전류(i*)가 상기 정격전류(Irate) 이하에서는 통전각을 120도로 하여 맥동토크를 줄이고, 상기 지령전류(i*)가 상기 정격전류(Irate)를 초과할 경우 통전각을 확장하여 토크를 증가시켜 종래의 3상 2여자 방식의 출력감소 단점을 보완할 수 있는 것이다.That is, in the BLDC motor control apparatus using the maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention, when the command current i * is equal to or less than the rated current I rate , the pulsation torque is reduced by setting the conduction angle to 120 degrees, and the command When the current (i *) exceeds the rated current (I rate ) it is possible to compensate for the disadvantages of output reduction of the conventional three-phase two-excitation method by increasing the torque by extending the conduction angle.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치의 통전각에 따른 각부파형을 보여주는 도면이다.3 is a view showing an angle waveform according to an energization angle of a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 3의 (a)는 시간에 따른 통전각 신호를 나타내고 있으며, (b)는 시간에 따른 상전류 파형을 나타내고 있고, (c)는 순시토크의 파형을 보여주고 있다.In addition, (a) of FIG. 3 shows a conduction angle signal with time, (b) shows the phase current waveform with time, and (c) shows the waveform of instantaneous torque.
도면들을 참조하면, 120도의 통전각에서 토크(Torque120)의 리플율은 약 14.95%인 데 반해, 통전각이 136도일 경우 토크(Torque136)의 리플율이 약 5.54%로 토크 리플이 현저하게 감소한 것을 알 수 있다.Referring to the drawings, the ripple factor of the torque (Torque 120) in the barrel of 120 degrees full size is, compared to approximately 14.95%,
또한, 136도의 통전각에서의 토크(Torque136)가 120도의 통전각에서의 토 크(Torque120)보다 약 28% 증가한 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the torque (Torque 136 ) at the conduction angle of 136 degrees increased about 28% than the torque (Torque 120 ) at the conduction angle of 120 degrees.
한편, 통전각이 152도의 경우 전류의 실효치(i152)가 120도 통전각에서의 전류의 실효치(i120)보다 증가하기는 하였으나 토크(Torque152)는 오히려 감소함을 알 수 있다.On the other hand, when the conduction angle is 152 degrees, the effective value (i 152 ) of the current is increased than the effective value (i 120 ) of the current at the 120 degree conduction angle, it can be seen that the torque ( 152 ) is rather reduced.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치는 종래의 120도 통전각 제어 방식보다 출력이 약 28%증가하는 것을 알 수 있고, 토크 리플율이 5.54%로 감소한 것을 알 수 있다.That is, the BLDC motor control apparatus using the maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention can be seen that the output is increased by about 28% than the conventional 120-degree conduction angle control method, the torque ripple rate is reduced to 5.54% Able to know.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit and scope of the present invention. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치의 구성도,1 is a block diagram of a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치의 통전각에 따른 BLDC 전동기의 토크 그래프,2 is a torque graph of a BLDC motor according to an energization angle of a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 출력 알고리즘을 이용한 BLDC 전동기 제어장치의 통전각에 따른 각부파형을 보여주는 도면이다.3 is a view showing an angle waveform according to an energization angle of a BLDC motor control apparatus using a maximum output algorithm according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.In the drawings according to the present invention, the same reference numerals are used for components having substantially the same configuration and function.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100:회전각도 측정부 110:홀 센서100: rotation angle measurement unit 110: Hall sensor
120:각도 센서 200:회전속도 비교부120: angle sensor 200: rotational speed comparison unit
210:속도 센서 220:회전속도 비교기210: speed sensor 220: rotational speed comparator
300:전류 제어부 310:속도제어기300: current controller 310: speed controller
320:초과전류 차단기 330:제1 PWM 발생기320: overcurrent breaker 330: first PWM generator
400:통전각 확장부 410:통전각 제어 개시 스위치400: conduction angle expansion unit 410: conduction angle control start switch
420:정격전류 비교기 430:통전각 제어기420: rated current comparator 430: conduction angle controller
440:최대 통전각 차단기 450:제2 PWM 발생기440: Maximum conduction angle breaker 450: Second PWM generator
500:게이트 드라이버500: gate driver
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KR100654813B1 (en) * | 2005-12-09 | 2006-12-08 | 삼성전자주식회사 | Method for controlling speed of bldc motor and method for controlling cooling speed of refrigerator |
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