KR101449021B1 - 모터, 모터의 제어장치, 및 모터의 기동방법 - Google Patents

Abstract

모터 기동시에 소요되는 전력의 소모량이 줄고, 모터의 기동시에 발생되는 소음 및 진동의 발생이 줄고, 모터의 기동동작에 대한 신뢰성이 향상되도록 하기위하여, 코일이 권선되는 고정자와, 상기 코일과 일정거리 이격되는 영구자석을 가지는 회전자와, 상기 고정자에 설치되어, 상기 회전자의 현재위치 및 현재속도를 감지하는 홀센서가 포함되는 모터에 있어서, 상기 회전자의 현재속도가 영으로서 정지상태인 경우에는, 강제정렬전류가 인가됨이 없이, 상기 회전자의 현재위치에서 상기 회전자가 순방향으로 회전되도록, 상기 회전자에 전류벡터를 인가하는 모터 제어부가 포함되는 모터가 개시된다.

모터, 정렬

Description

모터, 모터의 제어장치, 및 모터의 기동방법{Motor, controlling apparatus for a motor and starting method for the motor}

본 발명은 모터, 모터의 제어장치 및 모터의 기동방법에 관한 것이다.

동기모터는 모터의 제어부로부터 가하여지는 주파수에 따라서, 모터의 회전수가 변경되는 모터이다. 이들 동기모터는 초기 기동될 때, 그 위치를 강제로 정렬시킨 다음에 모터를 기동시키게 된다.

도 1은 종래 모터를 강제정렬시키는 방법을 설명하는 좌표계이다.

도 1을 참조하면, UVW는 각각 U, V, W의 고정자 코일의 센터를 나타내고, d는 주 플럭스가 흐르는 회전자 경로 축을 나타내고, q는 상기 d축에서 정회전 방향으로 전기각 90도로 벌어진 축이다. N과 S는 각각 자석의 극이 놓이는 위치를 의미한다. 여기서, d축으로 전류가 인가되면 모터는 정지하는 방향으로 전류가 인가되고, q축으로 전류가 인가되면 모터는 회전하는 방향으로 전류가 인가된다.

여기서, UVW로 정의되는 좌표계는 정지좌표계라고 하고, d-q축으로 정의되는 좌표계는 회전좌표계라고 한다. 그러므로, 모터의 초기동작시에 강제정렬을 시키고자 할 때에는, 상기 d축을 향하여 전류벡터를 인가하게 된다.

한편, 모터의 구동축에 연결되는 물체에 부하가 가하여지거나, 운동이 되고 있는 경우가 있다. 예를 들어, 공조기 실외기는 실외에 놓여있는 물건이므로, 외부의 풍량에 의해서 팬이 회전될 수가 있다. 이와 같은 경우에 상기 팬에 연결되어 있는 팬 구동 모터가 초기 기동될 때에는, 상기 팬이 이미 역방향 또는 순방향으로 회전되고 있는 중일 수 있다.

이 경우에, d축 방향으로 정렬전류를 순간적으로 인가하면 팬이 덜컹거리거나 요동이 발생될 우려가 있다.

또한, 팬은 관성에 의해서 회전되고 있기 때문에 상기 정렬전류가 일정수준으로 강하지 않으면 모터는 초기위치로 정렬되지 못하는 문제가 있다.

또한, 정렬을 위하여 정렬전류의 소모량이 크기 때문에, 다량의 전력소모가 발생되는 문제가 있다.

본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 강한 풍속등과 같은 외란이 가하여지고 있더라도, 안정적으로 모터가 기동되는 모터, 모터의 제어장치 및 모터의 기동방법을 제안한다.

또한, 정렬에 소모되는 전력의 양이 줄고, 초기정렬시에 발생되는 소음이나 진동의 발생이 줄어드는 모터, 모터의 제어장치 및 모터의 기동방법을 제안한다.

본 발명에 따른 모터는, 코일이 권선되는 고정자와, 상기 코일과 일정거리 이격되는 영구자석을 가지는 회전자와, 상기 고정자에 설치되어, 상기 회전자의 현재위치 및 현재속도를 감지하는 홀센서가 포함되는 모터에 있어서, 상기 회전자의 현재속도가 영으로서 정지상태인 경우에는, 강제정렬전류가 인가됨이 없이, 상기 회전자의 현재위치에서 상기 회전자가 순방향으로 회전되도록, 상기 회전자에 전류벡터를 인가하는 모터 제어부가 포함된다.

본 발명에 따른 모터의 제어장치는, 영구자석의 자속방향에 평행한 d축과 상기 영구자석의 자속방향에 직각인 q축으로 정의되는 d-q축 좌표 상의 전류성분 Id와 Iq를 조절하여, d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*를 각각 발생시키는 속도 제어기; 상기 속도 제어기에서 출력되는 d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*에 근거하여 d축 지령전압 Vd*과 q축 지령전압 Vq*을 각각 발생시키는 전류 제어기; 상기 전류 제어기에서 출력되는 상기 지령전압 Vd*와 Vq*에 근거하여 PWM 신호를 발생시켜 상기 코일로 인가시키는 인버터; 및 회전자의 위치 및 속도를 측정하는 속도/위치 검출기가 포함되고, 상기 속도 제어기는, 상기 속도/위치 검출기로부터 검출되는 상기 회전자의 속도가 영속인 경우에는, 처음부터 상기 회전자를 정방향으로 회전시키는 지령전류를 출력하여 상기 회전자를 기동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 모터의 기동방법은, 회전자의 위치 및 회전자의 속도를 감지하고, 상기 회전자가 속도가 영속인 경우에는, 상기 회전자의 위치를 기준으로 하여 상기 회전자가 회전되는 방향의 전류벡터를 인가하여 상기 회전자를 기동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해서 모터 기동시에 소요되는 전력의 소모량이 줄어들고, 모터의 기동시에 발생되는 소음 및 진동의 발생이 줄어들고, 모터의 기동동작에 대한 신뢰성이 향상되는 이점을 기대할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명 사상은 첨부되는 도면에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상에 포함된다고 할 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 및 모터의 제어장치의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 동기모터(M)에 입력되는 전원을 제어하는 모터 제어부(40)와, 상기 모터 제어부(40)로부터 출력되는 uvw 정지 좌표계의 신호를 입력받아서 PWM 신호를 발생시키는 PWM 연산기(51)와, 상기 PWM 신호를 입력받아서 상기 모터(M)로 입력되는 전원을 직접 제어하는 인버터(52)와, 상기 인터버에서 출력되는 현재전류로서 d축 현재전류 Id와 q축 현재전류 Iq를 검출하는 전류 감지부(53)가 도시된다.

여기서, 상기 동기모터(M)에는 코일이 권선되는 고정자와, 상기 코일과의 사이에 전자기력을 발생시키는 영구자석을 가지는 회전자와, 상기 고정자에 설치되어 상기 영구자석의 통과를 감지하여 이를 통하여 회전자의 현재위치 및 현재속도를 감지할 수 있는 홀센서가 설치된다.

상세하게, 상기 모터 제어부(40)에는, 상기 모터(M)의 회전속도와 회전위치를 검출하는 속도/위치 검출기(42)와, 상기 속도/위치 검출기(42)에서 검출되는 회전자의 현재속도 ω와 지령속도 ω*를 비교하여 상기 현재속도 ω가 지령속도 ω*에 추종하도록, 상기 영구자석의 자속방향에 평행한 d축과 상기 영구자석의 자속방향에 직각인 q축으로 정의되는 d-q축 회전좌표 상의 전류성분 Id와 Iq를 조절하여, d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*를 각각 발생시키는 속도 제어기(41)와, 상기 속도 제어기에서 출력되는 d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*에 근거하고, 현재전류 Id와 Iq를 PI 제어하여 d축 지령전압 Vd*과 q축 지령전압 Vq*을 각각 발생시키는 전류 제어기(43)와, d-q축 회전 좌표계와 uvw 정지 좌표계가 서로 변환되도록 하는 좌표 변환부(44)가 포함된다.

여기서, 상기 속도/위치 검출기(42)는 상기 모터(M), 더 상세하게는 고정자(8)에 설치되는 세 개의 홀 센서에 의해서 감지될 수 있다. 상기 홀 센서(14)는 전기각 60도 마다 회전자의 위치상태를 감지할 수 있어서, 60도를 해상도로 회전자의 위치를 감지할 수 있다. 다만, 홀 센서가 그 이하로 설치되어 해상도가 낮아진다고 할지라도 모터의 기동이 불가능한 것은 아니지만, 그 해상도가 낮기 때문에, 진동 및 소음이 증가되는 현상은 발생할 수도 있을 것이다.

이와 같이 회전 좌표계 상의 d축과 q축의 인가전류를 조절하는 방식에 의해서 상전류가 조절되는 것은 결국, 전류벡터가 인가되는 방향을 조절하는 것으로서, 벡터제어방식이라고 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 기동방법을 설명하는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 모터의 기동이 시작되면 먼저 홀 센서에서 감지되는 온/오프신호에 의해서 현재 회전자의 위치를 60도의 해상도로 감지한다. 물론, 홀 센서에서 감지되는 신호의 변화 상태를 이용하면, 회전자의 회전속도 및 회전방향을 알 수 있다(S1).

예를 들면, 순차적으로 정렬되어 있는 홀 센서 1, 홀 센서 2, 및 홀 센서 3이 설치될 때, 홀 센서 1이 온 상태에서 오프 상태로 변하고 홀 센서 2가 오프 상태에서 온 상태로 변하면, 전기각으로 60도가 진행된 것으로 판단될 수 있는 것이다. 물론, 이와 같은 홀 센서의 배치상태는 다양한 형태로 변형이 가능할 것이다. 그렇다 할지라도, 전기각으로 60도를 단위로 하여 회전자의 회전방향 및 회전속도를 감지할 수 있는 것은 당연할 것이다.

상기 홀 센서의 감지신호에 의해서 회전자의 회전상태 및 회전자의 회전방향을 감지한 다음에는, 회전자가 회전 중인 지의 여부가 판단된다(S2). 상기 회전자의 상태에 따라서, 회전자가 회전되고 있는 중에서 회전자를 정지상태로 수렴하도록 하고(S3), 회전자가 정지하고 있을 때에는 상기 지령속도 ω*를 램프 형태로 증가시킨다(S4). 회전자가 정지상태로 수렴시키는 단계(S3)에서 영속에 가깝게 수렴된 회전자는, 램프형태로 회전자의 회전속도를 증가시키는 단계(S4)로 진행한다.

상기 기동방법에서 정지상태로 수렴되는 과정을 설명한다.

상기 속도/위치 검출기(42)에 의해서 연속적으로 추정되어 검출된 회전자의 현재속도 ω는 속도 제어기(41)에 입력되어, 회전자의 지령속도 ω*과 함께 PI 제어된다. 이때, 모터의 회전자가 역회전 중일 때에는 회전자의 현재속도 ω와 회전자의 지령속도 ω*의 차이는 양의 값으로서-ω*는 영일 수 있다- 회전자의 속도를 정회전 방향으로 증가시켜야 한다. 그리고, 모터의 회전자가 정회전 중일 때에는 회전자의 현재속도 ω와 회전자의 지령속도 ω*는 음의 값으로서-ω*는 영일 수 있다- 회전자의 속도를 줄여야 한다.

상기 회전자의 속도 및 방향에 따라서, 상기 속도 제어기(41)는 d-q 회전 좌표계의 d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*를 출력하는데, 여기서 지령전류는 이미 설명된 바와 같이 회전자를 정지시키는 전류이다. 출력된 지령전류 Id*와 Iq*는 전류 제어기(43)로 입력되어, 상기 전류 감지부(53)에서 감지되고 상기 좌표 변환부(44)에서 변환된, d-q 회전 좌표계로 정의되는 인버터(52)에서 출력되는 현재전류 Id와 Iq와 비교되어 PI 제어가 수행된다. 상기 전류 제어기(43)에서는 d-q 회전 좌표계 상의 지령전압 Vd*와 Vq*를 출력한다.

상기 전류 제어기(43)에서 출력된 지령전압은 좌표 변환부(44)를 거쳐서 uvw 정지 좌표계 상의 지령전압으로 변경되어 PWM 연산기(51)로 입력된다. 상기 좌표 변환부(44)는 현재 회전자의 각도를 참조하여 현재 회전자의 상태에 적합한 uvw 정지좌표계의 지령전압을 출력한다.

상기 PWM 연산기(51)에서는 지령전압에 대응하는 PWM 신호를 발생시켜서 인버터(52)로 입력하고, 상기 인버터(52)에 제공되는 여섯개의 트랜지스터는 전원을 온/오프 시켜서 모터(M)를 구동시키게 된다. 이때, 모터는 상기 속도 제어기(41)의 지령전류에 추종하게 되므로, 점진적으로 회전자의 정지상태로 변하게 된다.

상기되는 과정은 회전자가 정지상태로 수렴할 때까지 계속해서 수행되는 것으로서, 결국, 벡터제어방식에 의해서 회전자가 정지상태로 수렴되는 것이 되는 것이다.

설명되는 바와 같이, 본 실시예에서는, 상기 회전자는 실질적으로 정지상태에 이른 다음에-이는 외란에 의해서 회전자가 순방향으로 회전되고 있을 때에도 마찬가지이다- 상기 회전자가 순방향으로 회전되기 시작한다. 여기서, 실질적으로 상기 회전자가 정지상태로 되는 것은, 본 실시예의 모터 제어부는 PI 제어기에 의해서 동작되므로, PI 제어기의 응답특성을 고려하여 회전자가 완전히 정지하지 않더라도 회전자가 실질적으로 멈춘 것으로 판단되는 경우에는, 상기 회전자가 순방향으로 회전되도록 하는 전류벡터가 인가되기 때문이다.

이하에서는 영속 또는 회전자가 정지상태라고 하는 것은 이와 같이 PI 제어 기에 의해서 멈춘 것으로 판단되는 경우를 포함하는 것으로서, 이는 PI 제어기에 의해서 실질적으로 멈춘 경우를 포함하는 것이다.

상기 램프 형태로 속도 레퍼런스가 증가되는 단계(S4)를 더 상세하게 설명한다.

도 4는 정지 좌표계의 어느 한 상의 전류파형선도로서, 하측의 그래프는 상측의 그래프의 초기 그래프를 확대하여 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 이미 설명된 바와 같이, 상기 홀 센서는 세 개가 제공되어 있으므로, 그 해상도는 60도가 된다. 그러므로, 현재 회전자가 놓여있는 위치는 전후방향으로 30도의 오차가 있을 수 있다. 그러면, 영구자석이 위치하는 곳에 회전 좌표계 상의 d축을 위치시키는 경우에는 전후 방향으로 30도의 오차가 있을 수 있다. 또한, 회전자는 회전자계가 인가되는 것에 의해서 회전이 시작되므로, 일정정도 회전이 일어나더라도 계속해서 회전력이 전달될 수 있는 방향으로 전류벡터가 가하여지는 것이 좋다.

그러므로, 최초의 전류벡터는 회전자의 영구자석이 위치하는 방향으로 d축이라고 할 때, q축의 전방 15도 상에 전류벡터가 가하여 지도록 한다. 다만, 그와 같은 전류각도에 제한되지는 않아서, 초기 전류벡터는 d축을 0으로 할 때, 45도에서 165도의 사이에서 전류벡터가 가하여 지도록 하면 될 것이다. 이 구간 내에서는 한상 양의 방향으로 회전자에 토크가 가하여질 것이다. 그러나, 홀 센서의 센싱오차 등으로 인하여 d축을 0도로 할 때 전방 115도의 위치에 전류벡터가 가하여 지도록 하는 것이 가장 바람직할 것이다. 이는 도 1에 제시되는 도표를 참조하면 충분히 이해될 수 있다.

물론, 그 이후에는 60도의 주기를 가지는 홀 센서의 감지상태 변화에 따라서, 전류벡터 방향 및 상전류의 값은 스탭(단차)를 가지는 형태로 가변될 것이다.

도 4에는 한 주기 동안 6개의 전류값이 발생되고 있는 것을 알 수 있다. 여기서, 그래프에서 상하방향으로 잡음은 전류센서의 오차등에 기인한 것으로 무시가 가능할 것이다. 그 선도의 대체적인 진행방향으로 참조함으로써, 강제정렬을 위한 어느 한 상의 집중적인 정렬전류의 입력은 없게 되는 것임을 용이하게 이해할 수 있다.

그리고, 최초의 스탭이 짧은 구간 진행된 다음에 소정의 단차를 가지고서 진행하는 것은, 회전자가 홀 센서의 다음 감지 위치에 근접하여 있었기 때문으로서, 다음 단계로 신속하게 이행되었기 때문일 것이다. 또한, 360도 한 주기가 종료된 다음에는, 모터의 회전속도가 증가되는 것에 의해서 속도 제어기(41)에 오류값이 줄어들고, 전류벡터 및 상 전류는 정상적인 정현파로서 주파수가 서서히 증가된다. 상기 전류의 주파수에 추종하여 회전자의 속도도 증가될 것임은 당연하게 이해될 것이다.

이와 같이 본 실시예에 따른 모터의 기동방법은 회전자의 강제정렬 과정이 없이, 홀센서에 의해서 감지되는 해상도를 참조로 하여 점진적으로, 다시 말하면, 램프타입으로, 서서히 속도가 증가되는 것을 알 수 있다.

이하에서 제시되는 도 5 내지 도 10은 상기되는 실시예가 적용되는 경우에, 다양한 회전자의 초기속도 및 초기방향에 따라서 모터에 인가되는 상전류의 측정값 을 참조하여 본 발명 사상을 보다 명확하게 설명한다.

도 5는 초기에 회전자가 0도에서 정지되어 있는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프이다.

도 5를 참조하면, 101은 시작지령선도이고, 102는 속도/위치 검출기(42)에서 계산되는 계산속도선도이고, 103은 상전류이다. 시작지령이 입력되면, 홀 센서에서 감지되는 상에 맞는 상 전류, 다시 말하면, 감지되는 회전자의 위치를 d축이라고 할 때 115도 전방의 전류벡터를 인가하여 모터의 회전을 시작한다. 이후에는 홀 센서의 감지상태 변경에 추종하여 상 전류를 변경시키게 된다.

이후에 T1시간이 경과되면, 어느 정도 회전자는 안정적인 회전속도로 회전하게 되고, 그 이후에는 속도/위치 추정기(42)에서 추정되는 위치 및 속도를 참조하여, 회전자를 계속해서 회전시키게 된다.

도 6은 초기에 회전자가 15도 어긋나 있는 상태에서 정지되어 있는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프이다.

도 6을 참조하면, 111은 시작지령선도이고, 112는 속도/위치 검출기(42)에서 계산되는 계산속도선도이고, 113은 상전류이다. 다른 부분은 상기 도 5의 경우와 대동소이하고, 회전자가 안정적인 회전속도에 달하는 T2 시간이 도 5의 T1에 비교하여 긴 것을 알 수 있다. 이는 홀 센서에서 감지되는 회전자의 위치가 어긋나 있기 때문에, 초기에 회전자를 회전시키기 위하여 어느 정도의 시간이 더 소모되는 것을 의미하는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

도 7은 초기에 회전자가 순방향으로 44rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경 우의 상전류 그래프이다.

도 7을 참조하면, 121은 시작지령선도이고, 122는 속도/위치 검출기(42)에서 계산되는 계산속도선도이고, 123은 상전류이다. 다른 부분은 상기 도 5의 경우와 대동소이하다. 그러나, 초기에 순방향의 회전속도를 정지상태로 수렴하기 위하여 초기에 상전류가 인가되고 있는 것을 알 수 있고, 이 단계에서 인가되는 상 전류는 회전자가 정지상태로 수렴되기 위하여, 회전자의 회전방향에 대한 반대방향으로 가하여지는 전류벡터일 것이다. 그 이후에는 회전자를 다시 순방향으로 회전시키기 위하여, 도 5와 마찬가지의 상전류를 인가하게 된다.

그리고 T3시간이 경과되면, 어느 정도 회전자는 안정적인 회전속도로 회전하게 되는 것을 볼 수 있다.

도 8은 초기에 회전자가 순방향으로 201rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프이다.

도 8을 참조하면, 131은 시작지령선도이고, 132는 속도/위치 검출기(42)에서 계산되는 계산속도선도이고, 133은 상전류이다. 다른 부분은 상기 도 7의 경우와 대동소이하다. 그러나, 초기에 순방향의 회전속도를 정지상태로 수렴하기 위하여 초기에 다량의 상전류가 인가되고 있는 것을 알 수 있고, 이는 순방향으로 고속으로 회전 중이므로, 회전자가 정지상태로 수렴되도록 하기 위해서는 다량의 에너지가 소모되는 것에 기인하는 것이다. 이 때에는 회전자가 정지상태로 되는 중에 언더슈트가 발생되지만, 속도의 추정동작에는 이상이 없는 것을 볼 수 있다.

그리고, T4 시간이 경과되면, 어느 정도 회전자는 안정적인 회전속도로 회전 하게 되는 것을 볼 수 있다.

도 9는 초기에 회전자가 역방향으로 57rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프이다.

도 9를 참조하면, 141은 시작지령선도이고, 142는 속도/위치 검출기(42)에서 계산되는 계산속도선도이고, 143는 상전류이다. 다른 부분은 상기 도 5의 경우와 대동소이하다. 그러나, 초기에 역방향의 회전속도를 정지상태로 수렴하기 위하여 초기에 상전류가 인가되고 있는 것을 알 수 있고, 이 단계에서 인가되는 상 전류는 회전자가 정지상태로 수렴되기 위하여, 회전자의 회전방향에 대한 반대방향으로 가하여지는 전류벡터일 것이다.

그리고, T5 시간이 경과되면, 어느 정도 회전자는 안정적인 회전속도로 회전하게 되는 것을 볼 수 있다.

도 10은 초기에 회전자가 역방향으로 261rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프이다.

도 10을 참조하면, 151은 시작지령선도이고, 152는 속도/위치 검출기(42)에서 계산되는 계산속도선도이고, 153는 상전류이다. 다른 부분은 상기 도 9의 경우와 대동소이하다. 그러나, 초기에 역방향의 회전속도를 정지상태로 수렴시키기 위하여 초기에 다량의 상전류가 인가되고 있는 것을 알 수 있고, 이는 역방향으로 고속으로 회전 중이므로, 회전자가 정지상태로 수렴되도록 하기 위해서는 다량의 에너지가 소모되는 것에 기인하는 것이다. 이 때에는 정지상태로 수렴되는 중에 오버슈트가 발생되지만, 속도의 추정동작에는 이상이 없는 것을 볼 수 있다.

그리고, T6 시간이 경과되면, 어느 정도 회전자는 안정적인 회전속도로 회전하게 되는 것을 볼 수 있다.

본 발명에 따르면, 모터 기동시에 소요되는 전력의 소모량이 줄고, 모터의 기동시에 발생되는 소음 및 진동의 발생이 줄고, 모터의 기동동작에 대한 신뢰성이 향상된다. 또한, 외부로부터 심한 부하변동이 있는 환경에 놓여서 사용되는 모터의 경우에 대해서도, 안정적인 모터의 동작이 가능한 장점을 얻을 수 있다. 특히, 공조기의 실외기의 팬에 더욱 적합하게 사용될 수 있다.

도 1은 모터를 강제정렬시키는 방법을 설명하는 좌표계.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 및 모터의 제어장치의 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 기동방법을 설명하는 흐름도.

도 4는 본 발명의 실시예가 수행되는 중에 정지 좌표계의 어느 한 상의 전류파형선도.

도 5는 초기에 회전자가 0도에서 정지되어 있는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프.

도 6은 초기에 회전자가 15도 어긋나 있는 상태에서 정지되어 있는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프.

도 7은 초기에 회전자가 순방향으로 44rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프.

도 8은 초기에 회전자가 순방향으로 201rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프.

도 9는 초기에 회전자가 역방향으로 57rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프.

도 10은 초기에 회전자가 역방향으로 261rpm으로 회전되는 모터를 기동하는 경우의 상전류 그래프.

Claims (11)

1. 코일이 권선되는 고정자와, 상기 코일과 일정거리 이격되는 영구자석을 가지는 회전자와, 상기 고정자에 설치되어, 상기 회전자의 현재위치 및 현재속도를 감지하는 홀센서가 포함되는 모터에 있어서,

   상기 회전자의 초기상태가 정지상태인 경우에는,

   상기 회전자의 초기위치에 상관없이, 상기 회전자의 현재위치에서 상기 회전자가 순방향으로 회전되도록, 모터에 전류벡터를 인가하는 모터 제어부가 포함되며,

   상기 회전자가 정지상태에서 회전이 시작될 때에는 상기 코일에 인가되는 상전류의 값은 스탭 형태인 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 홀센서는 세개인 모터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전자의 초기상태가 정지상태가 아닌 경우에는, 상기 모터 제어부는 벡터제어방식으로 상기 회전자를 실질적으로 정지시키는 모터.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터 제어부는, 강제정렬전류를 인가함이 없이 전류벡터를 인가하는 모터.
6. 영구자석의 자속방향에 평행한 d축과 상기 영구자석의 자속방향에 직각인 q축으로 정의되는 d-q축 좌표 상의 d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*를 각각 발생시키는 속도 제어기;

   상기 속도 제어기에서 출력되는 d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*에 근거하여 d축 지령전압 Vd*과 q축 지령전압 Vq*을 각각 발생시키는 전류 제어기;

   상기 전류 제어기에서 출력되는 상기 지령전압 Vd*와 Vq*에 근거하여 PWM 신호를 발생시키는 PWM 연산기;

   상기 PWM 연산기에서 출력되는 PWM 신호를 이용하여 모터에 인가되는 전류를 발생시키는 인버터; 및

   상기 모터의 회전자의 위치 및 속도를 측정하는 속도/위치 검출기가 포함되고,

   상기 속도 제어기는, 상기 속도/위치 검출기로부터 검출되는 상기 회전자의 속도가 정지상태인 경우에는, 처음부터 상기 회전자를 정방향으로 회전시키는 지령전류를 출력하여 상기 회전자를 기동시키며,

   상기 인버터에서 모터에 인가되는 전류에 의해서 상전류가 조절되고,

   상기 회전자가 정지상태에서 회전이 시작될 때에는, 상기 상전류의 값은 스탭 형태인 모터의 제어장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 회전자가 정지상태가 아닌 경우에는 벡터제어방식으로 상기 회전자를 정지시킨 다음에, 상기 회전자를 정방향으로 회전시키는 모터의 제어장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 지령전류에는 적어도 회전좌표계의 q축 성분이 포함되는 모터의 제어장치.
9. 회전자의 위치 및 회전자의 속도를 감지하고,

   상기 회전자가 정지상태인 경우에는, 상기 회전자의 위치를 기준으로 하여 상기 회전자가 회전되는 방향의 전류벡터를 인가하여 상기 회전자를 기동시키며,

   상기 회전자가 정지상태에서 회전이 시작될 때에는, 상기 전류벡터에 따른 상전류의 값은 스탭 형태인 모터의 기동방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 회전자의 위치는 60도의 해상도로 감지되는 모터의 기동방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 회전자가 정방향 또는 역방향의 속도를 가지는 경우에는, 벡터제어방식으로 상기 회전자가 실질적으로 정지된 다음에 회전자를 기동시키는 모터의 기동방법.

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