KR101462736B1 - Bldc 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Bldc 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101462736B1
KR101462736B1 KR1020120155295A KR20120155295A KR101462736B1 KR 101462736 B1 KR101462736 B1 KR 101462736B1 KR 1020120155295 A KR1020120155295 A KR 1020120155295A KR 20120155295 A KR20120155295 A KR 20120155295A KR 101462736 B1 KR101462736 B1 KR 101462736B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
rotor
phase
information
alignment
Prior art date
Application number
KR1020120155295A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140085098A (ko
Inventor
염정은
구본영
Original Assignee
삼성전기주식회사
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 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020120155295A priority Critical patent/KR101462736B1/ko
Priority to US13/788,988 priority patent/US20140184119A1/en
Priority to JP2013049673A priority patent/JP5674841B2/ja
Publication of KR20140085098A publication Critical patent/KR20140085098A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101462736B1 publication Critical patent/KR101462736B1/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
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • 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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
    • 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
    • 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
    • H02P6/24—Arrangements for stopping

Abstract

본 발명은, 모터의 회전자를 정렬하는 단계, 상기 회전자의 정렬 정보를 저장하는 단계, 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 단계, 상기 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자를 재정렬하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

Description

BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법 {BLDC MOTOR DRIVE DEVICE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 브러시리스 DC(BLDC; Brushless DC) 모터 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터 구동의 안정성을 향상시킬 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
브러시리스 DC 모터는 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉 부를 없애고, 그대신 전자적인 정류기구를 이용하여 구동하는 직류 모터로서, 영구자석으로 이루어진 로터(rotor)와, 3상 또는 다상 코일을 구비하여 각 코일의 상 전압에 따라서 회전하는 회전자로 이루어진다.
이러한 브러시리스 DC 모터가 효율적으로 구동하기 위해서는, 회전자의 각 상의 전류(commutation)가 적절한 시점에 이루어져야 하며, 적절한 전류를 위해서는 회전자의 위치를 인식할 수 있어야 한다. 회전자의 위치 검출은 홀 센서나 리졸버 등과 같은 소자를 이용하여 이루어질 수 있으나, 이 경우 구동회로가 복잡해지기 때문에, 센서 없이 브러시리스 DC 모터를 구동하기 위한 구동 장치가 개발되었다.
한편, 위치 검출 소자 대신 전기 회로를 이용하여 회전자의 위치를 검출하는 운전 모드를 센서리스 운전 모드라고 한다.
예컨대, 홀 센서를 이용하지 않고 모터를 구동하는 경우, 역기전력(BEMF; Back Electro-Motive Force)을 검출하여 위치 정보를 얻는 방법이 보편적으로 많이 사용된다.
그러나 모터의 저속 운행시나 정지 시에는 역기전력의 검출이 어렵기 때문에 초기 모터를 구동하는 경우에 모터 회전자의 위치 정보를 정확하게 파악하기 힘들다.
이 경우, 센서리스 모터를 구동하기 위하여 모터의 회전자를 최초 정렬한 후, 상기 모터의 역기전력이 검출될 때까지 모터를 가속하고, 역기전력 검출 후 모터의 속도를 제어하는 방법이 사용된다.
이 때, 모터의 회전자가 잘못 정렬된 상태에서 모터가 회전하기 시작한다면 기동 실패가 발생할 수 있다. 더구나 상기 기동 실패는 뒤늦게 파악될 수 밖에 없다.
하기 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은, 초기 기동 실패시 자동적으로 재기동할 수 있는 세탁기에 관한 것으로, 모터의 기동 실패시에 효율적으로 회전자를 재정렬하기 위한 구성을 개시하고 있지 않다.
한국공개공보 10-2008-0027690
본 명세서는 모터의 초기 구동시에 기동 실패를 신속하게 검출할 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한다.
또, 본 명세서는 모터의 기동 실패를 검출한 후, 효율적으로 모터의 회전자를 재정렬할 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법은, 모터의 회전자를 정렬하는 단계, 상기 회전자의 정렬 정보를 저장하는 단계, 상기 저장된 정렬 정보와 사전에 설정된 정상 정렬 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 단계, 상기 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자를 재정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 회전자 정렬 단계는, 제1 상 코일, 제2 상 코일 및 제3 상 코일을 구비한 3상 모터에서 제1 상 코일 및 제2 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정렬 정보 저장 단계는, 3상 모터의 3상 코일 중 전압이 인가된 제1 코일 및 제2 코일에 대한 정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정렬 가부 판단 단계는, 상기 모터의 회전자를 회전하는 단계, 상기 회전자의 회전에 기초하여, 정렬 가부 정보를 검출하는 단계, 상기 정렬 가부 정보에 기초하여 모터를 정지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정렬 가부 정보를 검출하는 단계는, 상기 모터의 각속도 정보, 상기 모터의 역기전력 정보 및 상기 모터에 인가되는 전원의 전류 정보 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정렬 가부 판단 단계는, 기설정된 측정 시간 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단할 수 있다.
상기 정렬 가부 판단 단계는, 기설정된 측정 횟수 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단할 수 있다.
상기 재정렬 단계는, 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제2 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 재정렬 단계는, 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제1 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 BLDC 모터 구동 장치는, 모터의 회전자를 정렬시키는 인버터부, 상기 회전자의 정렬 정보를 저장하는 저장부, 상기 저장된 정렬 정보와 사전에 설정된 정상 정렬 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 제어부를 포함하며, 상기 인버터부는 상기 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자를 재정렬할 수 있다.
상기 인버터부는, 제1 상 코일, 제2 상 코일 및 제3 상 코일을 구비한 3상 모터에서 제1 상 코일 및 제2 상 코일에 대하여 전압을 인가할 수 있다.
상기 저장부는, 3상 모터의 3상 코일 중 전압이 인가된 제1 코일 및 제2 코일에 대한 정보를 저장할 수 있다.
상기 인버터부는 상기 모터의 회전자를 회전시키고, 상기 제어부는 상기 회전자의 회전에 기초한 정렬 가부 정보를 획득할 수 있다.
상기 정렬 가부 정보는, 상기 모터의 각속도 정보, 상기 모터의 역기전력 정보 및 상기 인버터부의 전류 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 기설정된 측정 시간 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 기설정된 측정 횟수 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단할 수 있다.
상기 인버터부는, 상기 모터의 회전자를 재정렬하는 경우, 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제2 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가할 수 있다.
상기 인버터부는, 상기 모터의 회전자를 재정렬하는 경우, 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제1 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의해, 모터의 초기 구동시에 기동 실패를 신속하게 검출할 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
또, 본 명세서의 개시에 의해, 모터의 기동 실패를 검출한 후, 효율적으로 모터의 회전자를 재정렬할 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 센서리스 BLDC 모터 구동 장치의 블록도이다.
도 2는 BLDC 모터 구동 장치에 구비된 인버터부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 모터 초기 구동 단계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 모터의 회전자를 정렬하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명되는 모터에는 3상 모터, 4상 모터 등의 다상 모터가 포함될 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 3상 모터를 기준으로 한 구동 장치 및 이의 제어 방법에 대하여 설명하고자 한다. 그러나 3상 모터를 기준으로 한 모터의 구동 장치 및 이의 제어 방법이 다상 모터에도 적용될 수 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 센서리스 BLDC 모터 구동 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 BLDC 모터 구동 장치는 전원부(20), 전압 감지부(30), 인버터부(50), 제어부(60), 과전류 감지부(70), 역기전력 감지부(80), 저장부(90)를 포함할 수 있다.
상기 전원부(20)는 상용 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 변환시킬 수 있다.
상기 인버터부(50)는 상기 전원부로부터의 직류 전압을 3상(또는 다상) 전압으로 변환하여 BLDC 모터(10)의 코일들에 각각 인가할 수 있다. 상기 BLDC 모터의 코일들에 인가되는 전압에 의하여 각 상에 흐르는 전류는 모터(10)의 각 코일에 자기장을 발생시키고, 이 자기장에 의하여 모터(10)에 구비된 회전자가 회전할 수 있다.
상기와 같이 모터(10)가 회전할 경우, 모터(10)의 회전자에 구비된 코일에 역기전력이 발생할 수 있다.
또, 상기 인버터부(50)는 상기 모터의 회전자를 정렬시킬 수 있다. 예컨대, 상기 인버터부(50)는 제1 상 코일, 제2 상 코일 및 제3 상 코일을 구비한 3상 모터에서 제1 상 코일 및 제2 상 코일에 대하여 전압을 인가할 수 있다.
상기 역기전력 감지부(80)는 이와 같이 상기 브러시리스 DC 모터(10)의 각 코일에서 발생하는 역기전력을 검출하여 제어부(60)로 인가할 수 있다.
상기 제어부(60)는 상기 역기전력 검출신호를 분석하여 모터(10)가 최적으로 동작하도록 인버터부(50)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(60)는 인버터부(50)를 스위칭 구동시켜 모터(10)로 인가되는 상 전압을 조절한다.
또, 상기 제어부는 회전자의 정렬 가부를 판단할 수 있다.
한편, 상기 전류 감지부(70)는 상기 모터(10)에 인가되는 전류를 감지할 수 있다. 또, 상기 전압 감지부(30)는 상기 모터(10)에 인가되는 전압을 감지할 수 있다.
한편, 상기 제어부(60)는 상기 전류 감지부(70)로부터의 전류 정보, 상기 전압 감지부(30)로부터의 전압 정보에 근거하여 상기 인버터부(50)의 구동을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(60)는 지나치게 높은 전압 혹은 전류가 모터(10)에 인가될 경우, 모터(10)로 인가되는 전원을 차단시켜 안정적인 동작이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 저장부(90)는 상기 회전자의 정렬 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 저장부(90)는 3상 모터의 3상 코일 중 전압이 인가된 제1 코일 및 제2 코일에 대한 정보를 저장할 수 있다.
도 2는 BLDC 모터 구동 장치에 구비된 인버터부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 인버터부(50)는 + 전원단에 연결되는 복수의 상위 스위치소자(SW1~SW3, 51)와, 상기 상위 스위치소자(SW1~SW3) 각각과 - 전원단 사이에 구비되는 복수의 하위 스위치 소자(SW4~SW6, 51)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 각 상위 스위치소자(SW1~SW3)와 하위 스위치 소자(SW4~SW6)의 접점은 상기 브러시리스 DC 모터(10)의 각 코일(U,V,W)에 연결될 수 있다.
도 3은 종래의 모터 초기 구동 단계를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 모터의 초기 구동 단계는 정렬 구간(I), 가속 구간(II), 제어 구간(III)으로 이루어질 수 있다.
상기 정렬 구간(I)은 상기 모터의 회전자가 소정 위치로 배열되는 구간이다.
상기 가속 구간(II)은 상기 모터의 코일에 전압이 인가되어 모터의 회전자가 회전하기 시작하는 구간이다.
상기 제어 구간(III)은 역기전력이 검출되어 필요한 속도로 모터를 제어하는 것이 가능한 구간이다.
기존의 방법에 의하면, 모터를 구동하기 위하여 모터의 회전자를 최초 정렬한 후, 상기 모터의 역기전력이 검출될 때까지 모터를 가속하고, 역기전력 검출 후 모터의 속도를 제어할 수 있다. 그리고 제어 구간(III)에서 모터의 기동 실패 파악이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 가속 구간(II)에서 모터 회전자의 정렬이 올바른지 파악 가능하므로, 모터의 기동 실패를 빠르게 파악할 수 있다. 또, 모터 구동의 안정성이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법은 모터의 회전자를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다(S410).
도 5는 모터의 회전자를 정렬하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5(a)를 참조하면, 상기 모터의 회전자(13)는 BLDC 모터(10)의 W상 코일과 직교하는 방향으로 정렬될 수 있다.
도 2, 5를 참조하면, 예컨대, 스위치 소자(SW1)가 턴온되고 스위치 소자(SW6)가 턴온되어, BLDC 모터(10)의 U상 코일에 + 전압이 인가되고 W상 코일에 - 전압이 인가될 수 있다. 이에 U상 코일과 W상 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고 상기 자기력의 상호 작용에 의하여 모터 회전자(13)가 정렬될 수 있다.
또는, 스위치 소자(SW3)가 턴온되고 스위치 소자(SW4)가 턴온되어, BLDC 모터(10)의 U상 코일에 - 전압이 인가되고 W상 코일에 + 전압이 인가될 수 있다. 이에 U상 코일과 W상 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고 상기 자기력의 상호 작용에 의하여 모터 회전자(13)가 정렬될 수 있다.
도 5(b)를 참조하면, 상기 모터의 회전자(13)는 BLDC 모터(10)의 U상 코일과 직교하는 방향으로 정렬될 수 있다.
도 2, 5를 참조하면, 예컨대, 스위치 소자(SW3)가 턴온되고 스위치 소자(SW5)가 턴온되어, BLDC 모터(10)의 W상 코일에 + 전압이 인가되고 V상 코일에 - 전압이 인가될 수 있다. 이에 W상 코일과 V상 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고 상기 자기력의 상호 작용에 의하여 모터 회전자(13)가 정렬될 수 있다.
또는, 스위치 소자(SW2)가 턴온되고 스위치 소자(SW6)가 턴온되어, BLDC 모터(10)의 W상 코일에 - 전압이 인가되고 V상 코일에 + 전압이 인가될 수 있다. 이에 W상 코일과 V상 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고 상기 자기력의 상호 작용에 의하여 모터 회전자(13)가 정렬될 수 있다.
도 5(c)를 참조하면, 상기 모터의 회전자(13)는 BLDC 모터(10)의 W상 코일과 직교하는 방향으로 정렬될 수 있다.
도 2, 5를 참조하면, 예컨대, 스위치 소자(SW2)가 턴온되고 스위치 소자(SW4)가 턴온되어, BLDC 모터(10)의 V상 코일에 + 전압이 인가되고 U상 코일에 - 전압이 인가될 수 있다. 이에 V상 코일과 U상 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고 상기 자기력의 상호 작용에 의하여 모터 회전자(13)가 정렬될 수 있다.
또는, 스위치 소자(SW1)가 턴온되고 스위치 소자(SW5)가 턴온되어, BLDC 모터(10)의 V상 코일에 - 전압이 인가되고 U상 코일에 + 전압이 인가될 수 있다. 이에 V상 코일과 U상 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고 상기 자기력의 상호 작용에 의하여 모터 회전자(13)가 정렬될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법은 정렬 정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다(S410).
예컨대, 상기 저장부(90)는 상기 정렬 정보를 저장할 수 있다.
도 5에서 살펴본 바와 같이, U상 코일, V상 코일, W상 코일을 구비한 3상 모터의 3상 코일 중 두 상에 대하여 전압을 인가하는 경우, 상기 모터 회전자의 배치가 결정될 수 있다.
이 때, 상기 정렬 정보는 상기 모터 회전자의 정렬 형태를 포함할 수 있다.
또, 상기 정렬 정보는 3상 모터의 3상 코일 중 전압이 인가된 코일에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 모터의 회전자가 정렬된 경우, 상기 정렬 정보는 모터의 U상 코일, W상 코일에 전압이 인가되었다는 정보를 포함할 수 있다. 또, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 모터의 회전자가 정렬된 경우, 상기 정렬 정보는 모터의 W상 코일, V상 코일에 전압이 인가되었다는 정보를 포함할 수 있다. 또, 도 5(c)에 도시된 바와 같이 모터의 회전자가 정렬된 경우, 상기 정렬 정보는 모터의 V상 코일, U상 코일에 전압이 인가되었다는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법은 정렬 가부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S420).
예컨대, 상기 BLDC 모터 구동 장치의 인버터부(50)는 상기 모터(10)의 회전자를 회전시킬 수 있다.
상기 제어부(60)는 상기 회전자의 회전에 기초하여 정렬 가부 정보를 획득할 수 있다.
상기 정렬 가부 정보는 상기 모터 회전자의 배치가 정확하게 이루어졌는지를 판단하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 정렬 가부 정보는 상기 모터 회전자의 각속도 정보, 상기 모터의 역기전력 정보, 상기 인버터부의 전류 정보를 포함할 수 있다.
우선, 상기 인버터부의 전류 정보에 근거하여 정렬 가부를 판단하는 방법을 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전류 감지부(70)는 상기 인버터부의 전류를 측정할 수 있다. 또, 상기 제어부(60)는 상기 전류 감지부(70)로부터 인버터부에서 측정한 전류 정보를 획득할 수 있다.
한편, 상기 저장부(90)는 모터 가속 구간에서의 정상 전류 정보를 저장할 수 있다. 상기 정상 전류 정보는 모터 회전자의 배치가 정확한 경우, 상기 가속 구간에서 측정되는 전류 정보를 포함할 수 있다.
따라서 상기 제어부(60)는 상기 인버터부의 전류 정보 및 정상 전류 정보에 기초하여, 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다.
또, 상기 모터의 역기전력 정보에 근거하여 정렬 가부를 판단하는 방법을 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 역기전력 감지부(80)는 상기 모터의 역기전력을 측정할 수 있다. 또, 상기 제어부(60)는 상기 역기전력 감지부(80)로부터 모터의 역기전력 정보를 획득할 수 있다.
한편, 상기 저장부(90)는 모터 가속 구간에서의 정상 역기전력 정보를 저장할 수 있다. 상기 정상 역기전력 정보는 모터 회전자의 배치가 정확한 경우, 상기 가속 구간에서 측정되는 역기전력 정보를 포함할 수 있다.
따라서 상기 제어부(60)는 상기 모터의 역기전력 정보 및 정상 역기전력 정보에 기초하여, 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다.
또, 상기 모터 회전자의 각속도 정보에 근거하여 정렬 가부를 판단하는 방법을 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 각속도 감지부는 상기 모터 회전자의 각속도를 측정할 수 있다. 또, 상기 제어부(60)는 상기 각속도 감지부로부터 모터 회전자의 각속도 정보를 획득할 수 있다.
한편, 상기 저장부(90)는 모터 가속 구간에서의 정상 각속도 정보를 저장할 수 있다. 상기 정상 각속도 정보는 모터 회전자의 배치가 정확한 경우, 상기 가속 구간에서 측정되는 각속도 정보를 포함할 수 있다.
따라서 상기 제어부(60)는 상기 모터의 각속도 정보 및 정상 각속도 정보에 기초하여, 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다.
한편, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 시간 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단할 수 있다.
예컨대, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 시간 동안 상기 인버터부의 전류 정보 및 정상 전류 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 시간 이내에 상기 인버터부의 전류 정보가 소정의 수치에 도달하지 않는 경우, 상기 회전자의 정렬이 비정상 상태로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.
또, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 시간 동안 상기 모터의 역기전력 정보 및 정상 역기전력 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 시간 이내에 상기 모터의 역기전력 정보가 소정의 수치에 도달하지 않는 경우, 상기 회전자의 정렬이 비정상 상태로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.
또, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 시간 동안, 상기 모터의 각속도 정보 및 정상 각속도 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 시간 이내에 상기 모터의 각속도 정보가 소정의 수치에 도달하지 않는 경우, 상기 회전자의 정렬이 비정상 상태로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 횟수 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단할 수 있다.
예컨대, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 횟수 동안 상기 인버터부의 전류 정보 및 정상 전류 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 횟수 이내에 상기 인버터부의 전류 정보가 소정의 수치에 도달하지 않는 경우, 상기 회전자의 정렬이 비정상 상태로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.
또, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 횟수 동안 상기 모터의 역기전력 정보 및 정상 역기전력 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 횟수 이내에 상기 모터의 역기전력 정보가 소정의 수치에 도달하지 않는 경우, 상기 회전자의 정렬이 비정상 상태로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.
또, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 횟수 동안, 상기 모터의 각속도 정보 및 정상 각속도 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬이 정상 상태인지 판별할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(60)는 기설정된 측정 횟수 이내에 상기 모터의 각속도 정보가 소정의 수치에 도달하지 않는 경우, 상기 회전자의 정렬이 비정상 상태로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.
이와 같은 방식에 의하여, 모터의 초기 구동시에 기동 실패를 신속하게 검출할 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부(60)는 상기 정렬 가부 정보에 기초하여 모터를 정지시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(60)는 상기 회전자의 정렬이 비정상 상태로 이루어진 것으로 판단되는 경우, 상기 모터를 정지시키고 상기 모터의 회전자를 재정렬 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법은 상기 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자를 재정렬하는 단계를 포함할 수 있다(S430).
즉, 상기 인버터부(50)는 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자를 재정렬할 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위하여, U상 코일, V상 코일, W상 코일을 구비한 3상 모터에 대하여, 회전자 정렬 단계에서 전압이 인가된 두 상을 제1 상, 제2 상이라고 정의하기로 한다. 또, 상기 회전자 정렬 단계에서 전압이 인가되지 않은 나머지 한 상을 제3 상이라고 정의하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 BLDC 모터 구동 장치는 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제2 상 코일 및 제3 상 코일에 전압을 인가하여 모터를 재정렬할 수 있다.
또는, 상기 BLDC 모터 구동 장치는 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제1 상 코일 및 제3 상 코일에 전압을 인가하여 모터를 재정렬할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 모터의 회전자 재정렬 단계에서, 상기 BLDC 모터 구동장치는 상기 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자 정렬 단계(S410)에서 전압이 인가되지 않은 상의 코일에 전압을 인가할 수 있다.
상기 정렬 정보는 3상 모터의 3상 코일 중 회전자 정렬 단계(S410)에서 전압이 인가된 코일에 대한 정보를 포함하고 있으므로, 상기 BLDC 모터의 구동 장치는 모터 회전자 배열을 새롭게 정렬할 수 있다.
즉, 회전자 재정렬 단계(S430)에서는 회전자 정렬 단계(S410)와는 다른 방식으로 모터의 회전자가 정렬되므로, 상기 회전자 재정렬 단계(S430)에서는 이전에 오류가 발생하지 않은 회전자 정렬 형태에 대하여 정렬 가부가 판단될 수 있다.
따라서 본 명세서의 개시에 의해, 모터의 기동 실패를 검출한 후, 효율적으로 모터의 회전자를 재정렬할 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
10 : 모터
20 : 전원부
30 : 전압 감지부
50 : 인버터부
60 : 제어부
70 : 전류 감지부
80 : 역기전력 감지부
90 : 저장부

Claims (18)

  1. 모터의 회전자를 정렬하는 단계;
    상기 회전자의 정렬 정보를 저장하는 단계;
    상기 저장된 정렬 정보와 사전에 설정된 정상 정렬 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 단계; 및
    상기 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자를 재정렬하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 회전자 정렬 단계는,
    제1 상 코일, 제2 상 코일 및 제3 상 코일을 구비한 3상 모터에서 제1 상 코일 및 제2 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 정렬 정보 저장 단계는,
    3상 모터의 3상 코일 중 전압이 인가된 제1 코일 및 제2 코일에 대한 정보를 저장하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 정렬 가부 판단 단계는,
    상기 모터의 회전자를 회전하는 단계;
    상기 회전자의 회전에 기초하여, 정렬 가부 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 정렬 가부 정보에 기초하여 모터를 정지하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 정렬 가부 정보를 검출하는 단계는,
    상기 모터의 각속도 정보, 상기 모터의 역기전력 정보 및 상기 모터에 인가되는 전원의 전류 정보 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 정렬 가부 판단 단계는,
    기설정된 측정 시간 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 정렬 가부 판단 단계는,
    기설정된 측정 횟수 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  8. 제2 항에 있어서, 상기 재정렬 단계는,
    상기 3상 모터의 3상 코일 중 제2 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  9. 제2 항에 있어서, 상기 재정렬 단계는,
    상기 3상 모터의 3상 코일 중 제1 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 단계를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치의 제어 방법.
  10. 모터의 회전자를 정렬시키는 인버터부;
    상기 회전자의 정렬 정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 저장된 정렬 정보와 사전에 설정된 정상 정렬 정보를 비교하여 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 제어부;를 포함하며,
    상기 인버터부는 상기 정렬 정보에 근거하여 모터의 회전자를 재정렬하는 BLDC 모터 구동 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 인버터부는,
    제1 상 코일, 제2 상 코일 및 제3 상 코일을 구비한 3상 모터에서 제1 상 코일 및 제2 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 BLDC 모터 구동 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 저장부는,
    3상 모터의 3상 코일 중 전압이 인가된 제1 코일 및 제2 코일에 대한 정보를 저장하는 BLDC 모터 구동 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 인버터부는 상기 모터의 회전자를 회전시키고,
    상기 제어부는 상기 회전자의 회전에 기초한 정렬 가부 정보를 획득하는 BLDC 모터 구동 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 정렬 가부 정보는,
    상기 모터의 각속도 정보, 상기 모터의 역기전력 정보 및 상기 인버터부의 전류 정보 중 적어도 하나를 포함하는 BLDC 모터 구동 장치.
  15. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    기설정된 측정 시간 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 BLDC 모터 구동 장치.
  16. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    기설정된 측정 횟수 동안 상기 회전자의 정렬 가부를 판단하는 BLDC 모터 구동 장치.
  17. 제11 항에 있어서, 상기 인버터부는,
    상기 모터의 회전자를 재정렬하는 경우, 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제2 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 BLDC 모터의 구동 장치.
  18. 제11 항에 있어서, 상기 인버터부는,
    상기 모터의 회전자를 재정렬하는 경우, 상기 3상 모터의 3상 코일 중 제1 상 코일 및 제3 상 코일에 대하여 전압을 인가하는 BLDC 모터의 구동 장치.
KR1020120155295A 2012-12-27 2012-12-27 Bldc 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법 KR101462736B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155295A KR101462736B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 Bldc 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법
US13/788,988 US20140184119A1 (en) 2012-12-27 2013-03-07 Brushless direct contact motor driving device and method of controlling the same
JP2013049673A JP5674841B2 (ja) 2012-12-27 2013-03-12 Ｂｌｄｃモーター駆動装置及びその制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155295A KR101462736B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 Bldc 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140085098A KR20140085098A (ko) 2014-07-07
KR101462736B1 true KR101462736B1 (ko) 2014-11-17

Family

ID=51016422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120155295A KR101462736B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 Bldc 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20140184119A1 (ko)
JP (1) JP5674841B2 (ko)
KR (1) KR101462736B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9948216B2 (en) 2016-08-04 2018-04-17 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Pre-alignment of synchronous loads prior to starting grid
US10622813B2 (en) 2016-08-04 2020-04-14 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Load alignment assistance during startup of synchronous grid
KR102553783B1 (ko) * 2016-09-09 2023-07-07 한온시스템 주식회사 모터 회전자 제어 방법 및 장치
KR102539459B1 (ko) * 2018-07-06 2023-06-01 엘지전자 주식회사 세탁물 처리기기 및 그 제어방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338010B1 (ko) * 1999-07-26 2002-05-24 김덕중 센서없는 비엘디시 모터 및 그 구동 방법
KR20060074381A (ko) * 2004-12-27 2006-07-03 삼성전자주식회사 브러시리스 직류모터의 정렬제어방법
KR20070000946A (ko) * 2005-06-28 2007-01-03 삼성전자주식회사 3상 ｂｌｄｃ 모터의 제어장치 및 3상 ｂｌｄｃ모터의제어방법
KR100847454B1 (ko) * 2007-04-19 2008-07-21 주식회사 대우일렉트로닉스 브러시리스 직류 모터의 정렬 제어 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2704081B2 (ja) * 1992-03-30 1998-01-26 株式会社東芝 センサレス・スピンドルモータ制御回路
US5420492A (en) * 1993-01-14 1995-05-30 Emerson Electric Co. Method and apparatus of operating a dynamoelectric machine using DC bus current profile
JP2001016890A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Toshiba Corp 磁気ディスク装置、モータ、磁気ディスク装置のモータ起動方法
JP2004328850A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Hitachi Home & Life Solutions Inc インバータ冷蔵庫の圧縮機モータ始動方法
JP2005137069A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Hitachi Home & Life Solutions Inc Ｄｃブラシレスモータの起動制御方法
JP2006271179A (ja) * 2005-02-23 2006-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd モータ制御装置およびモータ制御方法
GB0707672D0 (en) * 2007-04-20 2007-05-30 Melexis Nv Rotor orientation detection in brushless dc motors
US8242725B2 (en) * 2008-04-15 2012-08-14 Ford Global Technologies, Llc Method for operating sensorless and brushless motors
JP5409248B2 (ja) * 2009-10-15 2014-02-05 日立アプライアンス株式会社 ドラム式洗濯乾燥機

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338010B1 (ko) * 1999-07-26 2002-05-24 김덕중 센서없는 비엘디시 모터 및 그 구동 방법
KR20060074381A (ko) * 2004-12-27 2006-07-03 삼성전자주식회사 브러시리스 직류모터의 정렬제어방법
KR20070000946A (ko) * 2005-06-28 2007-01-03 삼성전자주식회사 3상 ｂｌｄｃ 모터의 제어장치 및 3상 ｂｌｄｃ모터의제어방법
KR100847454B1 (ko) * 2007-04-19 2008-07-21 주식회사 대우일렉트로닉스 브러시리스 직류 모터의 정렬 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20140184119A1 (en) 2014-07-03
KR20140085098A (ko) 2014-07-07
JP5674841B2 (ja) 2015-02-25
JP2014131457A (ja) 2014-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3636340B2 (ja) 交流回転機用電力変換装置
JP3297159B2 (ja) 直流ブラシレスモータの駆動装置およびその良否識別方法
JP2013215089A (ja) センサーレス転流ブラシレス電気モータの動作方法およびブラシレス電気モータ
KR101462736B1 (ko) Bldc 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법
KR100774006B1 (ko) 3상 ｂｌｄｃ 모터의 제어장치 및 3상 ｂｌｄｃ모터의제어방법
JP2010193707A (ja) ブラシレスｄｃモータを駆動するための方法
CA2772805C (en) Position sensing circuit for brushless motors
US20150102758A1 (en) Motor drive controller, motor drive control method and motor system using the same
TWI683531B (zh) 單相直流無刷馬達僅於啟動運用感測器的驅動方法
US10686390B2 (en) Fixed rotation direction start-up method for single-phase sensorless DC brushless motor
JP2010088267A (ja) ブラシレスモータの制御装置及び制御方法
CN109496392B (zh) 马达转子控制装置及方法
TW202010236A (zh) 單相無感測器直流無刷馬達之固定旋轉方向啟動方法
KR101224635B1 (ko) 모터 구동 시스템의 단선 진단 장치 및 방법
JP2011030385A (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
JP2013172634A (ja) モータ駆動装置
JP2018014773A (ja) センサレスモータの回転子位置検出方法及びセンサレスモータ駆動装置
JP5326948B2 (ja) インバータ制御装置と電動圧縮機および電気機器
JP2017022867A (ja) モータ駆動方法
JP6582212B2 (ja) センサレス・ブラシレスモータの駆動方法及び該駆動方法を用いたモータ制御装置
KR20200029868A (ko) 모터 제어 장치 및 방법
KR20100071692A (ko) 브러시리스 직류 모터의 제어방법
JP2023032765A (ja) モータ制御装置、およびその制御方法
JP2006157994A (ja) ブラシレス・センサレスｄｃモータの駆動方法および駆動制御装置
KR102615144B1 (ko) 모터 제어 장치 및 방법

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