KR101388863B1 - 2상 ｓｒｍ의 초기 기동 장치 및 그 방법 - Google Patents

2상 ｓｒｍ의 초기 기동 장치 및 그 방법 Download PDF

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안진우
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김병한
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Abstract

본 발명은 2상 SRM의 초기 기동 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 2상 SRM의 각각의 상코일에 각각 펄스 전압을 인가하는 구동부; 상기 2상 SRM의 각각의 상코일의 전류를 측정하여 출력하는 전류 측정부; 상기 2상 SRM의 회전자 돌극과 고정자 돌극의 상대적인 위치에 따른 각각의 상코일의 데이터 전류들과 그들의 격차를 저장하고 있는 메모리; 및 상기 전류 측정부에서 측정한 전류들과 그들의 격차를 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들과 그들의 격차와 비교하여 초기 위치를 확정하여 상기 SRM을 초기 기동하는 제어부를 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 장치 및 그를 이용한 방법이 제공되어 2상 SRM의 안정적인 동작이 가능하도록 한다.

Description

2상 ＳＲＭ의 초기 기동 장치 및 그 방법{Two phase initial driving apparatus and method thereof}
본 발명은 2상 SRM의 초기 기동 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
SRM은 구조가 간단하고, 운전효율이 높으며 견인구동 특성이 우수하여 경제성과 성능을 동시에 요구하는 사회적 요구에 따라 실용화 개발이 활발히 이루어지고 있다.
이러한 SRM의 산업응용에 있어 정확하고 정밀한 속도 및 토크 제어를 위해서는 회전자의 위치 정보가 반드시 요구되고, 이를 위해 마그네틱 센서, 레졸버 및 엔코더 등의 위치 센서가 사용된다.
하지만 이러한 회전자 위치 검출 방법은 별도의 신호처리가 필요하고 복잡한 설계 및 가공 공정과 고온, 고압 등의 환경적인 요인에 민감하여 열악한 환경에 적용되기 어려우며 단가상승의 요인이 되므로, 이를 해결하기 위한 여러 가지의 센서리스 제어 기법이 연구되고 있다.
한편, 2상 SRM은 3상 SRM에 비해 구동회로가 간단하므로, 팬, 블로워 및 컴프레셔 응용 분야에서 크게 주목 받고 있으나, 이러한 산업 응용에서는 엔코더 등의 위치 센서 부착이 매우 어렵고 가격적인 문제로 인하여 센서리스 방식에 대한 연구가 더 많이 이루어지고 있다.
SRM의 센서리스 제어는 초기각 위치 검출이 필수적이고, 이를 위해 회전자의 강제 정렬과 전압펄스 인가를 통한 검출방법이 사용되고 있다.
회전자의 강제 정렬방법은 한 상에 전압을 인가하여 고정자와 회전자를 원하는 위치에 정렬하여 초기기동이 가능하지만, 산업시스템의 응용에 있어 역회전 하면 안되는 경우 시스템 파손의 원인이 된다.
또한, 전압펄스 인가 방식은 대칭 3상 SRM의 경우 초기각 검출이 용이하나 대칭 2상 SRM의 경우 전압펄스 인가를 통한 전류응답은 서로 다른 위치에서 같은 값을 가지게 되므로 초기각 검출이 어렵다.
도 1은 대칭 3상 및 2상 SRM의 초기 위치 검출을 위한 펄스 전류의 응답 특성을 보이고 있다.
도 1의 (a)의 대칭 3상 SRM에서 펄스 전류를 참조하면 각 위치에서 세 상의 펄스 전류 응답이 회전자 초기 위치에 따라서 모두 다르게 나타나므로, 초기 위치를 쉽게 검출할 수 있다.
하지만, 도 1의 (b)에서 보이는 대칭 2상 SRM에서 두 상의 펄스 전류 응답은 같은 크기가 서로 다른 두 회전자 위치에서 나타나게 되고, 동일한 크기의 전류 펄스 응답에서 두 회전자 위치를 구분할 수 없으므로 초기 위치 검출이 매우 어렵다.
즉, 도 1의 (a)의 대칭 3상 SRM에서 동일한 검출 전류 ics는 검출 위치 θ1과 θ2에서 동일하게 나타나지만, 같은 위치에서 ias와 ibs의 크기가 서로 다르게 나타나므로, 검출 위치 θ1과 θ2을 쉽게 구분할 수 있다.
하지만, 도 1의 (b)에서 검출 전류 ias는 검출 위치θ1과 θ2에서 동일하게 나타나며, 같은 위치에서 검출 전류 ibs도 동일하므로, 초기 위치를 검출 하기 매우 어렵다.
하지만, 일반적인 2상 SRM의 응용에서는 팬, 블로워 및 컴프레셔는 단방향 회전이 많이 적용되고 있고, 이러한 단방향 회전에는 정토크 영역을 넓게 사용할 수 있고 토크 리플을 설계적으로 억제할 수 있는 비대칭 인덕턴스 형상을 가진 2상 SRM이 많이 사용되고 있다.
도 2는 비대칭 인덕턴스 형상을 가진 2상 SRM의 펄스 전류 응답특성을 나타내고 있다. 도 2에서 보이는 응답특성은 대칭 2상 SRM과 달리 B-상의 전류 ibs 응답에 대한 초기 위치각은 θ1과 θ2에서 동일한 특성을 나타내고 있지만, 각 위치에서 ias의 응답은 △i만큼의 차이를 가지는 형태로 나타나게 되므로, 대칭 2상 SRM에 비하여 초기 위치 검출이 비교적 용이하게 된다. 하지만, 그 차이가 매우 작고, 특정 위치 구간에서는 다른 상의 전류 응답 차이도 매우 작기 때문에 정밀한 초기 위치 검출에는 어려움이 있다.
국내공개특허공보 2005-2151호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전압 펄스를 인가하여 검출한 상별 측정 전류의 차이를 이용하여 회전자의 초기 위치를 검출함으로써 안정적인 초기 구동이 가능하도록 한 2상 SRM의 초기 기동 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 비여자상의 상코일에 펄스 전압을 인가하여 출력되는 전류를 측정하여 회전자의 위치를 검출함으로써 안정적인 초기 기동이 가능하도록 한 2상 SRM의 초기 기동 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2상 SRM의 각각의 상코일에 각각 펄스 전압을 인가하는 구동부; 상기 2상 SRM의 각각의 상코일의 전류를 측정하여 출력하는 전류 측정부; 상기 2상 SRM의 회전자 돌극과 고정자 돌극의 상대적인 위치에 따른 각각의 상코일의 데이터 전류들과 그들의 격차를 저장하고 있는 메모리; 및 상기 전류 측정부에서 측정한 전류들과 그들의 격차를 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들과 그들의 격차와 비교하여 초기 위치를 확정하여 상기 SRM을 초기 기동하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명은 펄스 전압을 생성하여 상기 구동부에 제공하는 펄스 생성부를 더 포함하며, 상기 구동부는 상기 펄스 생성부에서 생성한 펄스 전압을 상기 상코일에 각각 인가한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부는 초기 기동후에 여자되지 않은 상코일에 펄스 전압을 인가하여 상기 전류 측정부에서 해당 상코일에 대하여 측정한 측정 전류와 상기 메모리에 저장된 해당 상코일의 데이터 전류를 비교하여 회전자 위치를 확정하여 상기 2상 SRM을 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부는 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류들의 격차를 구하여 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들의 격차와 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하고, 상기 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류들과 비교하여 초기 위치를 확정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부는 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류들의 격차를 구하는 격차 산출기; 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들의 격차와 상기 격차 산출기에서 산출한 측정 전류의 격차를 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하는 추정 초기 위치 결정기; 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일의 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류와 비교하여 격차를 구하는 상격차 산출부; 및 상기 상격차 산출부에서 산출한 격차를 근거로 상기 추정 초기 위치 결정기에서 결정한 추정 초기 위치들에서 초기 위치를 확정하는 위치결정기를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 추정 초기 위치 결정기는 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류의 격차와 상기 격차 산출기에서 산출한 측정 전류의 격차를 비교하여 가장 근접한 데이터 전류의 격차에 해당하는 위치들을 추정 초기 위치들로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 위치 결정기는 상기 상격차 산출부에서 산출한 격차가 작은 추정 초기 위치를 초기 위치로 확정하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 (A) 구동부가 2상 SRM의 각각의 상코일에 각각 펄스 전압을 인가하는 단계; (B) 전류 측정부가 상기 2상 SRM의 각각의 상코일의 전류를 측정하여 출력하는 단계; 및 (C) 제어부가 상기 전류 측정부에서 측정한 전류들과 그들의 격차를 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들과 그들의 격차와 비교하여 초기 위치를 확정하여 초기 기동하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 (D) 상기 제어부가 초기 기동후에 여자되지 않은 상코일에 펄스 전압을 인가하여 해당 상코일의 전류를 측정하는 단계; 및 (E) 상기 제어부가 측정한 전류와 상기 메모리에 저장된 해당 상코일의 데이터 전류를 비교하여 회전자 위치를 확정하여 상기 2상 SRM을 구동하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (C) 단계는 (F) 상기 제어부가 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류의 격차를 구하여 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류의 격차와 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하는 단계; 및 (G) 상기 제어부가 상기 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류들과 비교하여 상기 회전자 돌극과 고정자 돌극의 초기 위치를 확정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (F) 단계는, (H) 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류들의 격차를 구하는 단계; 및 (I) 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류의 격차와 상기 격차 산출기에서 산출한 측정 전류의 격차를 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (G) 단계는, (J) 상기 제어부가 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일의 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류와 비교하여 격차를 구하는 단계; 및 (K) 상기 제어부가 상기 (J) 단계에서 산출한 격차를 근거로 상기 추정 초기 위치 결정기에서 결정한 추정 초기 위치들에서 초기 위치를 확정하는 단계를 포함한다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 정지 상태에서 전압 펄스를 인가하여 검출한 상별 측정 전류의 차이를 이용하여 정확한 회전자의 초기 위치를 검출함으로써 안정적인 초기 구동이 가능하도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 초기 기동시에 비여자상의 상코일에 전압 펄스를 인가하여 검출한 측정 전류를 이용하여 정확한 회전자의 위치를 검출함으로써 안정적인 기동이 가능하도록 한다.
도 1은 대칭 3상 및 2상 SRM의 초기 위치 검출을 위한 펄스 전류의 응답 특성을 예시한 도면이다.
도 2는 비대칭 인덕턴스 형상을 가진 2상 SRM의 펄스 전류 응답특성을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2상 SRM의 초기 기동 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3의 2상 SRM의 구조도이다.
도 5는 도 3의 메모리에 저장된 데이터 전류들과 그들의 격차를 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 제어부에서 진행되는 초기 위치 확정 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 도 3의 제어부의 상세 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2상 SRM의 초기 기동 방법의 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2상 SRM의 초기 기동 장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 2상 SRM의 초기 기동 장치는 2상 SRM(10), 전류 측정부(20), 구동부(30), 펄스생성부(40), 메모리(50) 및 제어부(60)를 구비하고 있다.
상기 2상 SRM(10)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 회전자(11), 고정자(12) 및 코일(13)을 포함하고 있다.
그리고, 상기 회전자(11)에는 2개의 회전자 돌극(11-1, 11-2)이 형성되어 있고, 상기 고정자(12)에는 상기 회전자 돌극(11-1, 11-2)에 대향하여 4개의 고정자 돌극(12-1~12-4)이 형성되어 있다. 그리고 상기 4개의 고정자 돌극(12-1~12-4)에 2개의 상코일(13-1, 13-2)이 권취되어 있다.
이러한 2상 SRM(10)은 어떠한 여자장치, 예를 들어 코일의 권선 또는 영구자석 없이 철심만으로 구성된다.
따라서, 외부로부터 상기 코일(13)에 전류가 흐르게 되면 상기 코일(13)에서 발생되는 자기력에 의해 상기 회전자(11)가 상기 코일(13) 방향으로 이동하는 릴럭턴스 토크가 발생하게 되어 상기 회전자(11)는 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전하게 된다. 이러한 2상 SRM은 도 4에 도시된 바와 같이 고정자 돌극 4개와 회전자 돌극 2개를 갖는 4/2 구조 이외에 고정자 돌극 8개와 회전자 돌극 4를 갖는 8/4 구조 등 다양한 구조가 가능하다.
다음으로, 전류 측정부(20)는 상기 4개의 고정자 돌극(12-1~12-4)에 권취된 2개의 상코일(13-1, 13-2)에 각각 연결되어 2개의 상코일(13-1, 13-2)의 권선 전류를 측정하여 출력한다.
한편, 구동부(30)는 제어부(60)에서 인가되는 제어 신호에 따라 SRM(10)을 구동하며, 초기 위치 검출시에는 펄스 생성부(40)에서 생성된 펄스 전압을 입력받아 SRM(10)의 상코일(13-1, 13-2)에 각각 펄스 전압을 인가한다.
또한, 구동부(30)는 초기 기동시에는 여자되지 않은 상코일(13-1 또는 13-2)에 펄스 생성부(40)에서 생성한 펄스 전압을 인가한다.
그리고, 펄스 생성부(40)는 펄스 전압을 생성하여 구동부(30)로 출력한다.
상기 펄스 생성부(40)에서 생성된 펄스 전압은 구동부(30)를 통하여 상코일(13-1, 13-2)에 인가되며 이때 전류 검출부(20)는 각 상코일(13-1, 13-2)에 따른 권선 전류를 측정하여 출력한다.
그리고, 메모리(50)는 회전자 돌극(11-1, 11-2)과 고정자 돌극(12-1~12-4)의 모든 상대적 위치에 따라 각 상코일(13-1, 13-2)에 펄스 전압을 인가할 때 흐르는 전류들(이하에서는 데이터 전류들이라고 한다)와 그들의 격차(이하에서는 데이터 전류 격차라고 한다)를 저장하고 있다.
즉, 메모리(50)는 도 5에 도시된 바와 같이 고정자 돌극(11-1, 11-2)과 회전자 돌극(12-1~12-4)의 모든 위치에 따른 도면부호 13-1의 상코일(이하에서는 U상 코일이라고 한다)에 흐르는 데이터 전류(ias)와 도면부호 13-2의 상코일(이하에서는 V상코일이라고 한다)에 흐르는 데이터 전류(ibs)를 저장하고 있으며, 2개의 상코일(13-1,13-2)의 데이터 전류의 전류 격차(즉, ias-ibs)를 저장하고 있다.
상기 제어부(60)는 상기 구동부(30)에 제어 신호를 출력하며, 전류 측정부(20)에서 측정된 각 상코일의 측정 전류의 격차를 구하여 메모리(50)에 저장되어 있는 데이터 전류 격차와 비교하여 현재 위치를 검출한다.
그리고, 상기 제어부(60)는 검출된 초기 위치에 근거하여 제어 신호를 생성하여 구동부(30)에 출력하여 SRM(10)을 초기 기동시킨다.
또한, 상기 제어부(60)는 초기 기동시에 여자되지 않은 상코일(13-1 또는 13-2)에 펄스 전압을 인가하여 측정된 전류를 이용하여 회전자의 위치를 파악하여 SRM(10)을 구동한다.
이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2상 SRM의 초기 기동 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제어부(60)는 회전자 돌극(11-1, 11-2)과 고정자 돌극(12-1~12-4)의 상대적인 초기 위치를 검출하기 위하여 펄스 생성부(40)에서 생성된 펄스 전압을 구동부(30)에 인가하여 각 상코일(13-1, 13-2)에 펄스 전압이 인가되도록 한다.
그러면, 전류 측정부(20)는 각 상코일(13-1, 13-2)의 상전류를 측정하여 출력한다.
이처럼 전류 측정부(20)가 각 상코일(13-1, 13-2)의 상전류를 측정하여 출력하면, 제어부(60)는 2개의 측정 전류의 격차(측정 전류 격차)를 산출한 후에, 메모리(50)에 저장되어 있는 데이터 전류 격차와 비교하여 가장 근접한 데이터 전류 격차를 알아낸 후에 해당하는 위치각(이하에서는 추정 초기 위치라고 한다)을 선택한다.
이때, 제어부(60)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 해당 데이터 전류 격차가 관련된 추정 초기 위치가 데이터 전류 격차가 단조 증가하는 영역1과 데이터 전류 격차가 단조 감소하는 영역2에 각각 존재하여 2개 존재하게 된다.
이에 따라, 제어부(60)는 2개의 추종 초기 위치에서 어느 추종 초기 위치가 해당하는지를 결정하기 위하여 각 상코일(13-1, 13-2)의 측정 전류를 메모리(50)에 저장되어 있는 데이터 전류와 비교하여 각각의 추정 초기 위치에서 각각의 측정 전류에 대한 격차를 산출하여 그 합이 가장 작은 격차를 가지는 추정 초기 위치를 결정 초기 위치로 확정한다.
이를 도 6을 참조하여 설명하면 제어부(60)는 제1 추종 초기 위치(θ1m)에서의 U상 측정 전류(iam)와 U상 데이터 전류(ias)의 U상 격차 △iam1과 V상 측정 전류(ibm)와 V상 데이터 전류(ibs)의 V상 격차 △ibm1의 격차 합을 구한다.
그리고, 제어부(60)는 제2 추종 초기 위치(θ2m)에서의 U상 측정 전류(iam)와 U상 데이터 전류(ias)의 U상 격차 △iam2과 V상 측정 전류(ibm)와 V상 데이터 전류(ibs)의 V상 격차 △ibm2의 격차 합을 구한다.
이후에, 제어부(60)는 상기 제1 추종 초기 위치에서 격차 합과 제2 추종 초기 위치에서 격차 합을 비교하여 작은쪽의 추종 초기 위치를 결정 초기 위치로 확정한다.
이처럼, 제어부(60)는 초기 위치가 결정되면 이를 이용하여 구동부(30)에 제어 신호를 인가하여 SRM(10)을 구동한다.
그리고, 계속해서 제어부(60)는 구동부(30)를 제어하여 초기 기동시에 여자되지 않은 상코일(13-1 또는 13-2)에 펄스 생성부(40)에서 생성된 펄스 전압이 인가되도록 하고, 그에 따라 전류 측정부(20)에서 측정한 전류를 메모리(50)에 저장되어 있는 해당 상코일(13-1 또는 13-2)의 데이터 전류와 비교하여 회전자의 위치를 알아낸 후에 이에 근거하여 제어 신호를 생성하여 출력한다.
상기와 같이 본 발명의 장치에 따르면, 정지 상태에서 전압 펄스를 인가하여 검출한 상별 측정 전류의 오차를 이용하여 회전자의 초기 위치를 검출함으로써 안정적인 초기 구동이 가능하도록 한다.
또한, 본 발명의 장치에 따르면, 초기 기동시에 전압 펄스를 인가하여 검출한 상별 측정 전류를 이용하여 회전자의 위치를 검출함으로써 안정적인 구동이 가능하도록 한다.
도 7은 도 3의 제어부의 상세 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 도 3의 제어부는 격차 산출기(101)와, 추정 초기 위치 결정기(102), 상격차 산출기(103) 및 위치 결정기(104)로 구성되어 있다.
여기에서, 상기 격차 산출기(101)는 전류 측정부에서 측정한 2개의 상코일의 측정 전류의 측정 전류 격차를 산출하여 출력한다.
그리고, 추정 초기 위치 결정기(102)는 상기 격차 산출기(101)에서 산출한 측정 전류 격차를 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류 격차와 비교하여 가장 근접한 데이터 전류 격차를 결정하여 결정된 데이터 전류 격차에 해당하는 단조 증가 구간과 단조 감소 구간에 위치하는 추정 초기 위치를 결정한다.
이때, 추정 초기 위치 결정기(101)는 측정 전류 격차와 가장 근접한 데이터 전류 격차에 해당하는 추정 초기 위치가 단조 증가하는 영역과 단조 감소하는 영역에 각각 존재하여 이중에서 어느 추정 초기 위치가 적합한지 알 수가 없다.
이에 따라, 2개의 추정 초기 위치를 결정하기 위하여 상격차 산출기(103)는 각 상에 대하여 검출 전류와 데이터 전류를 비교하여 격차를 산출하여 출력한다.
그러면, 위치 결정기(104)는 2개의 추정 초기 위치에 대하여 산출된 각각의 측정 전류에 대한 격차의 합을 비교하여 그 합이 가장 작은 추정 초기 위치를 결정 초기 위치로 확정한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2상 SRM의 초기 기동 방법의 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 2상 SRM의 초기 기동 방법은 먼저 제어부가 펄스 생성부에서 생성한 전압 펄스를 구동부에 인가하여 SRM의 각 상코일에 펄스 전압이 인가되도록 한다(S10).
이후에, 전류 측정부는 전압 펄스의 인가에 따른 상코일 전류를 측정하여 측정된 측정 전류를 출력한다(S20).
이처럼 전류 측정부에서 전압 펄스의 인가에 따른 상코일의 전류를 측정하여 출력하면, 제어부는 2개의 상코일의 측정 전류의 격차를 산출하여(S30) 산출된 측정 전류 격차를 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류 격차와 비교하여 가장 근소한 값을 가지는 데이터 전류 격차에 해당하는 위치를 추정 초기 위치로 결정한다(S40).
이때, 상기 제어부는 이때 해당 추정 초기 위치가 2개 존재하게 되며 이중에서 어느 하나를 선택하여야 한다.
이를 위하여 상기 제어부는 각 상코일에서 측정한 측정 전류와 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류를 비교하여 각 상별로 격차를 구한 후에(S50), 그 합을 구하여 가장 작은 크기를 갖는 추정 초기 위치를 결정 초기 위치로 확정하고(S60), 확정된 초기 위치를 이용하여 초기 기동한다(S70).
이후에, 계속해서 제어부는 구동부를 제어하여 초기 기동시에 여자되지 않은 상코일에 펄스 생성부에서 생성된 펄스 전압이 인가되도록 하고(S80), 그에 따라 전류 측정부에서 측정한 전류를(S90) 메모리에 저장되어 있는 해당 상코일의 데이터 전류와 비교하여 회전자의 위치를 알아낸 후에(S100) 이에 근거하여 제어 신호를 생성하여 출력한다(S110).
상기와 같이 본 발명의 방법에 따르면, 정지 상태에서 전압 펄스를 인가하여 검출한 상별 측정 전류의 오차를 이용하여 회전자의 초기 위치를 검출함으로써 안정적인 초기 구동이 가능하도록 한다.
또한, 본 발명의 방법에 따르면, 초기 기동시에 전압 펄스를 인가하여 검출한 상별 측정 전류를 이용하여 회전자의 위치를 검출함으로써 안정적인 구동이 가능하도록 한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 :SRM 11 : 회전자
11-1, 11-2 : 회전자 돌극 12 : 고정자
12-1~12-4 : 고정자 돌극 13 : 코일
13-1, 13-2 : 상코일 20 : 전류 측정부
30 : 구동부 40 : 펄스 생성부
50 : 제어부 60 : 메모리
101 : 격차 산출부 102 : 추정 초기 위치 결정부
103 : 상격차 산출부 104 : 위치 결정기

Claims (12)

  1. 2상 SRM의 각각의 상코일에 각각 펄스 전압을 인가하는 구동부;
    상기 2상 SRM의 각각의 상코일의 전류를 측정하여 출력하는 전류 측정부;
    상기 2상 SRM의 회전자 돌극과 고정자 돌극의 상대적인 위치에 따른 각각의 상코일의 데이터 전류들과 그들의 격차를 저장하고 있는 메모리; 및
    상기 전류 측정부에서 측정한 전류들과 그들의 격차를 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들과 그들의 격차와 비교하여 초기 위치를 확정하여 상기 SRM을 초기 기동하는 제어부를 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    펄스 전압을 생성하여 상기 구동부에 제공하는 펄스 생성부를 더 포함하며,
    상기 구동부는 상기 펄스 생성부에서 생성한 펄스 전압을 상기 상코일에 각각 인가하는 2상 SRM의 초기 구동 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 초기 기동후에 여자되지 않은 상코일에 펄스 전압을 인가하여 상기 전류 측정부에서 해당 상코일에 대하여 측정한 측정 전류와 상기 메모리에 저장된 해당 상코일의 데이터 전류를 비교하여 회전자 위치를 확정하여 상기 2상 SRM을 구동하는 것을 특징으로 하는 2상 SRM의 초기 구동 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류들의 격차를 구하여 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들의 격차와 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하고, 상기 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류들과 비교하여 초기 위치를 확정하는 것을 특징으로 하는 2상 SRM의 초기 기동 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류들의 격차를 구하는 격차 산출기;
    상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들의 격차와 상기 격차 산출기에서 산출한 측정 전류의 격차를 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하는 추정 초기 위치 결정기;
    상기 전류 측정부에서 측정한 상코일의 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류와 비교하여 격차를 구하는 상격차 산출부; 및
    상기 상격차 산출부에서 산출한 격차를 근거로 상기 추정 초기 위치 결정기에서 결정한 추정 초기 위치들에서 초기 위치를 확정하는 위치결정기를 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 추정 초기 위치 결정기는 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류의 격차와 상기 격차 산출기에서 산출한 측정 전류의 격차를 비교하여 가장 근접한 데이터 전류의 격차에 해당하는 위치들을 추정 초기 위치들로 결정하는 것을 특징으로 하는 2상 SRM의 초기 기동 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 위치 결정기는 상기 상격차 산출부에서 산출한 격차가 작은 추정 초기 위치를 초기 위치로 확정하는 것을 특징으로 하는 2상 SRM의 초기 기동 장치.
  8. (A) 구동부가 2상 SRM의 각각의 상코일에 각각 펄스 전압을 인가하는 단계;
    (B) 전류 측정부가 상기 2상 SRM의 각각의 상코일의 전류를 측정하여 출력하는 단계; 및
    (C) 제어부가 상기 전류 측정부에서 측정한 전류들과 그들의 격차를 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류들과 그들의 격차와 비교하여 초기 위치를 확정하여 초기 기동하는 단계를 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    (D) 상기 제어부가 초기 기동후에 여자되지 않은 상코일에 펄스 전압을 인가하여 해당 상코일의 전류를 측정하는 단계; 및
    (E) 상기 제어부가 측정한 전류와 상기 메모리에 저장된 해당 상코일의 데이터 전류를 비교하여 회전자 위치를 확정하여 상기 2상 SRM을 구동하는 단계를 더 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 (C) 단계는
    (F) 상기 제어부가 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류의 격차를 구하여 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류의 격차와 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하는 단계; 및
    (G) 상기 제어부가 상기 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류들과 비교하여 회전자 돌극과 고정자 돌극의 초기 위치를 확정하는 단계를 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 (F) 단계는,
    (H) 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일들의 측정 전류들의 격차를 구하는 단계; 및
    (I) 상기 메모리에 저장되어 있는 데이터 전류의 격차와 상기 격차 산출기에서 산출한 측정 전류의 격차를 비교하여 추정 초기 위치들을 결정하는 단계를 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 (G) 단계는,
    (J) 상기 제어부가 상기 전류 측정부에서 측정한 상코일의 측정 전류들을 해당하는 각각의 데이터 전류와 비교하여 격차를 구하는 단계; 및
    (K) 상기 제어부가 상기 (J) 단계에서 산출한 격차를 근거로 상기 추정 초기 위치 결정기에서 결정한 추정 초기 위치들에서 초기 위치를 확정하는 단계를 포함하는 2상 SRM의 초기 기동 방법.
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