KR101525779B1 - 모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법 - Google Patents

모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 스위치의 온(ON), 오프(OFF) 상태에서 모터로 인가된 전류의 전류 검출값을 측정하는 전류 측정부; 상기 전류 측정부로부터 측정된 아날로그 형태의 상기 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 상기 아날로그 디지털 컨버터에서 변환된 디지털 형태의 상기 데이터 전류값을 기억 공간부로 전달하는 직접 메모리 접근부; 그리고, 상기 기억 공간부를 가지며, 상기 기억 공간부로부터 전달된 상기 데이터 전류값으로부터 상기 모터의 전류 값을 계산하는 중앙 처리부(CPU)가 구비된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부가 일정한 시간 간격으로 상기 전류 검출값을 측정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법을 제공한다.

Description

모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법{CURRENT MEASURING APPARATUS FOR MOTOR AND CURRENT MEASURING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 전류 값을 정확히 측정하도록 이루어진 모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 기준전압(V reference)과 저항값을 바탕으로 출력 전류를 결정하게 된다. 이때, 모터의 출력 전류가 너무 작으면 모터가 정상적인 출력을 내지 못하고, 모터의 출력 전류가 너무 크면 모터의 속도에 비해 많은 전류가 모터로 공급되어 소음을 발생시키는 문제가 있다. 따라서, 모터로 공급되는 전류의 제어는 매우 중요하다.
이와 같이, 모터로 공급되는 전류를 적절히 제어하기 위해 대개 펄스폭변조(PWM : Pulse Width Modulation) 방식을 적용하고 있다.
펄스폭변조는 구간 및 진동수가 일정한 상태에서 스위치의 온(ON), 오프(OFF) 시간의 비율을 변화시켜 모터의 전류 값을 조절함으로써 모터의 속도를 제어하게 된다.
이러한 펄스폭변조는 전기에너지를 제어하는 한가지 방법으로, 전압 제어를 통해 모터의 회전 속도를 조절하는 방법에 비해 에너지 손실을 줄일 수 있으며, 소형화가 가능하다.
이와 같은, 펄스폭변조 방식을 이용한 전류 측정 장치에 있어서, 모터의 전류 값을 정확히 구하는 방법은 매우 중요하다. 왜냐하면, 토크 증강, 슬립(Slip) 보상 등의 모든 제어 알고리즘에는 모터의 전류 값에 대한 정보가 반드시 요구되기에 정확한 전류 값의 측정은 무엇보다도 중요하다.
도 1은 종래에 따른 모터의 전류 측정 방법을 보여주는 예시도로, 도 1에서 보는 바와 같이 모터의 전류 측정 방법은 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)에 따라 모터에 인가되는 전류 검출값을 측정하여 모터의 전류 값을 계산하는 방식이다.
즉, 스위치가 온(ON) 상태인 경우에는 모터에 전압이 인가되어 전류가 증가하게 되고, 스위치가 오프(OFF) 상태인 경우에는 모터에 공급되는 전압이 중단되어 전류가 감소하게 된다.
이와 같이, 사용자는 모터의 온(ON)과 오프(OFF) 상태의 시간을 알고 있으므로, 모터가 켜지고 꺼지는 시간을 이용하여 모터의 전류 값을 계산할 수 있다. 즉, 모터가 켜져 있는 시간의 중간 지점(P1)에서 측정되는 전류가 모터의 온(ON) 상태에서의 전류 검출값이 되고, 모터가 꺼져 있는 시간의 중간 지점(P2)에서 측정되는 전류가 모터의 오프(OFF) 상태에서의 전류 검출값이 된다. 따라서, 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 한 주기 동안의 모터의 전류 값은 계산식 ①과 같이 구해질 수 있다.
모터의 전류 값 = {(P1의 전류 검출값 × 온(ON) 상태에서의 시간) + (P2의 전류 검출값) × 오프(OFF) 상태에서의 시간)}÷ 2 ‥‥ 계산식 ①
또는, 모터가 켜지고 꺼지는 시간에서 전류 검출값을 측정하여 모터의 전류 값을 구할 수도 있음은 물론이다. 즉, 전류가 상승 또는 하강되는 꼭지점 지점의 전류 검출값을 측정하여 전류의 삼각형 면적을 계산함으로써 모터의 전류 값을 구할 수도 있다.
도 2는 인덕턴스의 성분이 낮은 모터의 전류의 파형을 보여주는 예시도로, 도 2에서 보여지는 모터의 전류 파형은 각 시간대별 기울기가 서로 다른 곡선 형태를 이룬다.
즉, 도 1의 모터는 인덕턴스(indectance) 성분이 높은 모터로, 전류의 파형이 삼각형 형태를 이루는 반면에, 도 2의 모터는 인덕턴스의 성분이 낮은 모터로, 전류의 파형이 곡선의 형태를 이루고 있다. 여기서, 인덕턴스는 회로를 흐르는 전류의 변화에 의해 전자기유도로 생기는 역 기전력의 비율을 나타내는 양이다.
이러한 인덕턴스의 성분에 따라 시정수는 달라지게 된다. 여기서, 시정수는 인가된 전원에 대해 얼마나 빠르게 또는 느리게 반응하는 지를 나타낸 지표로, 인덕턴스는 시정수와 비례 관계에 있다. 시정수의 계산식 ②와 같다.
시정수 = 인덕턴스 ÷ 저항 ‥‥ 계산식 ②
즉, 인덕턴스 성분이 낮아 시정수가 낮다면 전기적 응답이 빨라져서 도 2와 같이 전류 파형이 빠르게 상승하거나 감소하게 되고, 인덕턴스 성분이 높아 시정수가 높다면 전기적 응답이 낮아져 도 1과 같이 전류 파형이 일정한 기울기를 이루게 된다.
이때, 도 1의 전류 파형에 적용되었던 모터의 전류 측정 방법을 도 2의 전류 파형에 적용하여 모터의 전류 값을 구할 경우에는 전류 값의 오차가 크게 발생되는 문제가 있다.
따라서, 시정수가 낮아 전류 파형이 곡선 형태로 나타는 경우에는 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 주기 상태를 짧게 한 상태에서 도 1에서의 전류 측정 방법을 적용하여 모터의 전류 값을 구할 수도 있다.
그러나, 이 경우에는 스위치의 짧은 주기로 인해 전류 측정 장치의 각 소자에 부담이 가중되고, 전력 소모가 많으며, 오류 발생 빈도가 높은 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 인덕턴스가 낮은 모터의 전류 파형에 대해서도 정확한 전류 값 측정이 가능하도록 이루어진 모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 스위치의 온(ON), 오프(OFF) 상태에서 모터로 인가된 전류의 전류 검출값을 측정하는 전류 측정부; 상기 전류 측정부로부터 측정된 아날로그 형태의 상기 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 상기 아날로그 디지털 컨버터에서 변환된 디지털 형태의 상기 데이터 전류값을 기억 공간부로 전달하는 직접 메모리 접근부; 그리고, 상기 기억 공간부를 가지며, 상기 기억 공간부로부터 전달된 상기 데이터 전류값으로부터 상기 모터의 전류 값을 계산하는 중앙 처리부(CPU)가 구비된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부가 일정한 시간 간격으로 상기 전류 검출값을 측정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 전류 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상기 직접 메모리 접근부는 상기 전류 측정부에서 각 구간별로 측정된 상기 전류 검출값을 상기 기억 공간부로 전달하고, 상기 제어부는 상기 기억 공간부로 전달된 상기 전류 검출값을 더한 후 상기 전류 검출값의 측정 횟수로 나누어 평균 전류 값을 구하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예는 상기 제어부는 상기 평균 전류 값에 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안의 시간을 곱셈하여 상기 모터의 전류 값을 구하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예는 상기 직접 메모리 접근부는 상기 전류 측정부에서 각 구간별로 측정된 상기 전류 검출값에 각 구간별의 시간을 곱셈하여 각각의 구간 적분 전류 값을 연산하여 상기 기억 공간부로 전달하고, 상기 제어부는 각각의 상기 구간 적분 전류 값을 더한 후 2배로 곱셈하여 상기 모터의 전류 값을 구하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예는 상기 제어부는 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부의 측정 횟수를 선택적으로 조절하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예는 (a) 전류 측정부는 모터로 공급되는 전류로부터 전류 검출값을 측정하는 단계; (b) 아날로그 디지털 컨버터는 전류 측정부에서 측정된 아날로그 형태의 상기 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하는 단계; (c) 직접 메모리 접근부는 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터 전달된 상기 데이터 전류값을 기억 공간부로 전달하는 단계; 그리고, (d) 제어부에 구비된 중앙 처리부(CPU)는 상기 기억 공간부로 전달된 상기 데이터 전류값으로부터 상기 모터의 전류 값을 계산하는 단계;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부가 일정한 시간 간격으로 상기 전류 검출값을 측정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 전류 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상기 제(c) 단계에서 상기 직접 메모리 접근부는 상기 전류 측정부에서 각 구간별로 측정된 상기 전류 검출값을 상기 기억 공간부로 전달하고, 상기 제(d) 단계에서 상기 제어부는 각각의 상기 전류 검출값을 더한 후 상기 전류 검출값의 측정 횟수로 나누어 평균 전류 값을 구하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예는 상기 제(d) 단계에서 상기 제어부는 상기 평균 전류 값에 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안의 시간을 곱셈하여 상기 모터의 전류 값을 구하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예는 상기 직접 메모리 접근부는 상기 전류 측정부에서 각 구간별로 측정된 상기 전류 검출값에 각 구간별의 시간을 곱셈하여 각각의 구간 적분 전류 값을 연산한 후 상기 기억 공간부로 전달하고, 상기 제어부는 각각의 상기 구간 적분 전류 값을 더한 후 2배로 곱셈하여 상기 모터의 전류 값을 구하도록 이루어진다.
본 발명의 일실시예는 상기 제(d) 단계에서 상기 제어부는 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부의 측정 횟수를 선택적으로 조절하도록 이루어진다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 모터의 전류 측정 장치 및 그를 이용한 전류 측정 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 따르면, 제어부는 일정한 시간 간격으로 전류 측정부가 전류 검출값을 측정하도록 하여 인덕턴스가 낮은 모터의 전류 파형에 대해서도 정확한 모터의 전류 값을 측정할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따르면, 직접 메모리 접근부는 중앙 처리부의 업무를 분담하여 모터의 전류 값을 계산할 수 있다. 따라서, 전류 측정 장치는 고속의 데이터 처리가 가능하다. 즉, 전류 측정부가 주기적으로 모터의 전류 검출값을 측정할 경우라도 전류 측정 장치에 부하가 걸리지 않으며, 신속한 데이터 처리가 가능하다.
예로, 직접 메모리 접근부는 구간 적분 전류 값을 계산하고, 중앙 처리부는 구간 적분 전류 값에 2배의 곱셈을 하여 모터의 전류 값을 신속히 구할 수 있다.
이에 따라, 인덕턴스가 낮은 모터의 전류 파형에 대해서도 정확한 전류 값의 측정이 가능하다.
셋째, 본 발명에 따르면, 제어부는 스위치의 온(ON), 오프(OFF)의 한 주기 동안에 전류 측정부가 전류 검출값을 측정하는 측정 횟수를 선택적으로 조절할 수 있다. 즉, 전류 측정부의 측정 횟수 과다로 인해 전류 측정 장치에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래에 따른 모터의 전류 측정 방법을 보여주는 예시도이다.
도 2는 인덕턴스의 성분이 낮은 모터의 전류의 파형을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터의 전류 측정 장치를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 전류 측정 장치를 보여주는 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 보여주는 예시도이다.
도 3과 도 4에서 보는 바와 같이, 전류 측정 장치(1000)는 모터의 전류를 검출하도록 이루어진다. 이때, 전류 측정이 이루어지는 모터는 2상 모터, 3상 모터 및 5상 모터 등 다양한 모터가 될 수 있다. 예로, 2상 모터는 모터가 회전할 때 모터의 회전 모양이 2개의 상으로 나타나는 모터를 말하고, 3상 모터는 모터의 회전 모양이 3개의 상으로 나타나는 모터를 말하며, 5상 모터는 모터의 회전 모양이 5개의 상으로 나타나는 모터를 말한다. 이외에 전류 측정 장치(1000)는 브러시형 모터나 단상 모터 등의 다양한 모터의 전류 값도 구할 수 있음은 물론이다.
이러한 전류 측정 장치(1000)는 펄스폭변조(PWM : Pulse Width Modulation) 방식을 적용하여 모터로 인가되는 전류를 제어하게 된다.
전류 측정 장치(1000)는 전류 측정부(100), 아날로그 디지털 컨버터(200), 직접 메모리 접근부(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
전류 측정부(100)는 스위치의 온(ON), 오프(OFF) 상태에서 모터로 공급되는 전류 검출값을 측정하도록 이루어진다. 즉, 전류 측정부(100)는 제어부(400)로부터 전달된 전류 측정 명령에 따라 일정한 시간 간격으로 모터로 공급되는 전류 검출값을 측정하게 된다.
아날로그 디지털 컨버터(200)는 전류 측정부(100)로부터 측정된 모터의 전류 검출값을 전달받게 된다. 이때, 아날로그 디지털 컨버터(200)는 전류 측정부(100)로부터 측정된 아날로그 형태의 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하게 된다. 즉, 아날로그 디지털 컨버터(Aalog Digital Converter)(200)는 아날로그 물리량을 전류 측정 장치(1000)에서 인식할 수 있는 디지털로 변환하여 직독(直讀)이 불가능한 자연 현상 값을 직독 가능한 형태로 변환시키게 된다. 따라서, 사용자는 전류 측정 장치(1000)에 구비된 디스플레이부(미도시)를 통해 모터의 전류 값(1)을 확인할 수 있다.
한편, 직접 메모리 접근부(300)는 아날로그 디지털 컨버터(200)에서 변환된 디지털 형태의 데이터 전류값을 기억 공간부(420)로 전달하게 된다. 이때, 직접 메모리 접근부(300)는 전류 측정부(100)에서 각 구간별로 측정된 전류 측정값의 자료를 기억 공간부(420)로 전달하게 된다.
이러한 직접 메모리 접근부(300)는 아날로그 디지털 컨버터(200)에서 변환된 디지털 형태의 전류 검출값만을 기억 공간부(420)로 전달할 수도 있고, 도 6에서와 같이 전류 검출값에 대해 1차 계산을 통해 구간 적분 전류 값을 계산한 후 기억 공간부(420)로 전달할 수도 있음은 물론이다.
한편, 제어부(400)는 중앙 처리부(410)와 기억 공간부(420)를 포함할 수 있다. 기억 공간부(420)는 기억된 정보를 읽어내기도 하고 다른 정보를 기억시킬 수도 있는 메모리이다. 이러한 기억 공간부(420)는 RAM(Random Access Memory)으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
이와 같은, 기억 공간부(420)는 직접 메모리 접근부(300)로부터 전달된 전류 검출값을 순차적으로 저장하게 된다.
중앙 처리부(410)는 기억 공간부(420)에 순차적으로 저장된 전류 검출값을 더하게 된다.
예로, 중앙 처리부(410)는 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 한 주기 동안의 기억 공간부(420)로 전달된 전류 검출값을 합산한 후 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 한 주기 동안 전류 측정부(100)가 측정한 전류 측정 횟수로 나누어 평균 전류 값(2)을 구하게 된다. 계산식은 ③과 같다.
평균 전류 값(2) = (제1 전류 검출 값(P1) + 제2 전류 검출값(P2) ‥‥‥‥ + 제n 전류 검출값(Pn)) ÷ 전류 측정 횟수 ‥‥ 계산식 ③
그 후, 중앙 처리부(410)는 평균 전류 값(2)에 한 주기의 시간을 곱하여 모터의 전류 값(1)을 계산식 ④와 같이 구하게 된다.
모터의 전류 값(1) = 평균 전류 값(2) × 펄스폭변조의 한 주기의 시간(T1+T2) ‥‥ 계산식 ④
한편, 제어부(400)는 전류 측정부(100)가 스위치의 온(ON), 오프(OFF) 상태에서 전류 검출값을 일정 시간 간격으로 측정하도록 명령을 내리되, 전류 측정이 이루어지는 시간 간격을 작게 할수록 모터의 전류 값(1)은 더욱더 정확히 계산될 수 있다. 이때, 사용자는 전류 측정 장치(1000)에 구비되는 각 소자의 용량 등을 고려하여 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 한 주기 동안에 측정하는 전류 측정부(100)의 측정 횟수를 선택적으로 조절할 수 있다.
또는, 제어부(400)는 전류 측정부(100)가 일정 시간 간격으로 전류 검출값을 측정하지 않고, 실시간으로 전류 검출값을 측정하도록 명령을 내려 모터의 전류 값(1)을 정밀하게 계산할 수도 있음은 물론이다.
이와 같이, 전류 측정 장치(1000)는 인덕턴스의 성분이 낮아 전류의 파형이 곡선의 형태를 이루더라도, 정확한 모터의 전류 값(1)을 구할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 나타낸 순서도로, 상술된 전류 측정 장치(1000)의 전류 측정 방법을 구체적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 전류 측정부(100)는 모터에 공급되는 전류 검출값을 측정하게 된다. 이때, 전류 측정부(100)는 일정한 시간 간격으로 전류 검출값을 측정하게 된다.(S10)
다음으로, 아날로그 디지털 컨버터(200)는 전류 측정부(100)에서 측정된 아날로그 형태의 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하게 된다. 즉, 아날로그 디지털 컨버터(200)는 직독(直讀)이 불가능한 자연 현상 값을 직독 가능한 형태로 변환시켜 사용자는 모터의 전류 값(1)을 손쉽게 파악할 수 있게 된다.(S20)
다음으로, 직접 메모리 접근부(300)는 아날로그 디지털 컨버터(200)에서 변환된 디지털 형태의 데이터 검출값을 기억 공간부(420)로 전달하게 된다.(S30)
이때, 데이터 검출값은 디지털 형태의 전류 검출값이 된다. 즉, 직접 메모리 접근부(300)는 전류 측정부(100)로부터 측정된 각 구간의 전류 검출값을 기억 공간부(420)로 전달하게 된다.
이렇게 직접 메모리 접근부(300)로부터 전달되는 각각의 구간에 대한 전류 검출값은 기억 공간부(420)에 순차적으로 저장된다.
다음으로, 제어부(400)에 구비된 중앙 처리부(410)는 기억 공간부(420)에 저장된 각각의 전류 검출값에 대해 계산이 이루어진다. 여기서, 중앙 처리부(410)는 각각의 전류 검출값을 합산한 후 측정된 전류 검출값의 측정 횟수로 나누어 평균 전류 값을 구하고, 평균 전류 값에 펄스폭변조의 한 주기의 시간(T1+T2)을 곱셈하여 모터의 전류 값(1)을 구하게 된다.(S40)
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 보여주는 예시도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터의 전류 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6과 도 7에서 보는 바와 같이, 전류 측정 장치(1000)는 직접 메모리 접근부(300)에서 구간 적분 전류 값을 연산 작업함으로써, 중앙 처리부(410)의 업무를 분담할 수도 있다.
도 6은 직접 메모리 접근부(300)가 구간 적분 전류 값을 계산하는 과정을 나타낸 것으로, 직접 메모리 접근부(300)는 전류 측정부(100)에서 각 구간별로 측정된 전류 검출값에 대해 각 구간별의 시간을 곱셈하여 각각의 구간 적분 전류 값을 구하게 된다.
예를 들면, 제1 구간 적분 전류 값(a1)은 직사각형태의 면적에 대한 제1 적분 값(e1)과 곡선과 제1 적분 값(e1) 사이의 면적에 대한 제2 적분 값(e2)이 더해진 값이 된다. 이러한 제1 구간 적분 전류 값(a1)은 직접 메모리 접근부(300)에 내장된 적분 계산식을 통해 계산될 수 있다.
이와 같은, 직접 메모리 접근부(300)는 제어부(400)에 구비된 중앙 처리부(410)의 도움없이 전류 측정부(100)로부터 측정된 각각의 측정 지점에 대한 구간 적분 전류 값을 계산하게 된다. 이러한 직접 메모리 접근부(300)는 중앙 처리부(410)의 업무를 분담하여 중앙 처리부(410)에 로드(load)가 걸리는 것을 방지하게 된다.
따라서, 전류 측정 장치(1000)는 전류 측정부(100)가 일정한 시간 간격으로 전류 검출값의 측정이 이루어지더라도 전류 측정 장치(1000)에는 부하가 걸리지 않으며, 모터의 전류 값(1)을 신속하고 정확하게 계산할 수 있다.
기억 공간부(420)는 직접 메모리 접근부(300)로부터 전달된 구간 적분 전류 값을 순차적으로 저장하게 된다.
중앙 처리부(410)는 기억 공간부(420)에 순차적으로 저장된 구간 적분 전류 값을 더하게 된다.
예로, 중앙 처리부(410)가 구간 적분 전류 값을 합산하는 과정을 살펴보면, 중앙 처리부(410)는 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 한 주기 동안의 각각의 구간 적분 전류 값을 합산하여 계산식 ⑤와 같이 총합 구간 적분 전류 값(A)을 구하게 된다.
총합 구간 적분 전류 값(A) = 제1 구간 적분 전류 값(a1) + 제2 구간 적분 전류 값(a2) ‥‥‥‥ + 제n 구간 적분 전류 값(an) ‥‥ 계산식 ⑤
이와 같이, 중앙 처리부(410)는 총합 구간 적분 전류 값(A)에 2배를 곱하여 모터의 전류 값(1)을 계산식 ⑥과 같이 구하게 된다.
모터의 전류 값(1) = 총합 구간 적분 전류 값(A) × 2 ‥‥ 계산식 ⑥
여기서 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 한 주기 동안에 구간 적분 전류 값이 계산되는 구간과 구간 적분 전류 값이 계산되지 않는 구간은 균일하도록 이루어진다.
따라서, 모터의 전류 값(1)은 총합 구간 적분 전류 값(A)에 2배를 곱하여 구간 적분 전류 값이 계산되지 않는 구간에 대한 구간 적분 전류 값도 함께 계산하게 된다.
이와 같이, 전류 측정 장치(1000)는 인덕턴스의 성분이 낮아 전류의 파형이 곡선의 형태를 이루더라도, 정확한 모터의 전류 값(1)을 구할 수 있다.
도 7을 참고하여 전류 측정 장치(1000)의 전류 측정 방법을 살펴보면, 먼저 전류 측정부(100)는 모터에 공급되는 전류 검출값을 측정하게 된다. 이때, 전류 측정부(100)는 일정한 시간 간격으로 전류 검출값을 측정하게 된다.(S10)
다음으로, 아날로그 디지털 컨버터(200)는 전류 측정부(100)에서 측정된 아날로그 형태의 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하게 된다. 즉, 아날로그 디지털 컨버터(200)는 직독(直讀)이 불가능한 자연 현상 값을 직독 가능한 형태로 변환시켜 사용자는 모터의 전류 값(1)을 손쉽게 파악할 수 있게 된다.(S20)
다음으로, 직접 메모리 접근부(300)는 아날로그 디지털 컨버터(200)에서 변환된 디지털 형태의 전류 검출값을 기억 공간부(420)로 전달하게 된다.(S30')
이때, 직접 메모리 접근부(300)는 전류 측정부(100)로부터 측정된 각 구간의 전류 검출값에 대해 1차 계산을 통해 구간 적분 전류 값을 계산한 후, 계산된 구간 적분 전류값을 기억 공간부(420)로 전달하게 된다.
이렇게 직접 메모리 접근부(300)에서 구해진 각각의 구간 적분 전류 값은 기억 공간부(420)에 순차적으로 저장된다.
다음으로, 제어부(400)에 구비된 중앙 처리부(410)는 기억 공간부(420)에 저장된 각각의 구간 적분 전류 값에 대해 2차 계산이 이루어진다. 여기서, 중앙 처리부(410)는 각각의 구간 적분 전류 값을 합산하여 총합 구간 적분 전류 값(A)을 구한 후, 총합 구간 적분 전류 값(A)에 2배를 곱하여 모터의 전류 값(1)을 구하게 된다.(S40')
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 전류 측정부 200: 아날로그 디지털 컨버터
300: 직접 메모리 접근부 400: 제어부
410: 중앙 처리부 420: 기억 공간부
1000: 전류 측정 장치

Claims (10)

  1. 스위치의 온(ON), 오프(OFF) 상태에서 모터로 인가된 전류의 전류 검출값을 측정하는 전류 측정부;
    상기 전류 측정부로부터 측정된 아날로그 형태의 상기 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터;
    상기 아날로그 디지털 컨버터에서 변환된 디지털 형태의 상기 데이터 전류값을 기억 공간부로 전달하는 직접 메모리 접근부; 그리고,
    상기 기억 공간부를 가지며, 상기 기억 공간부로부터 전달된 상기 데이터 전류값으로부터 상기 모터의 전류 값을 계산하는 중앙 처리부(CPU)가 구비된 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부가 일정한 시간 간격으로 상기 전류 검출값을 측정하도록 이루어지며,
    상기 직접 메모리 접근부는 상기 전류 측정부에서 각 구간별로 측정된 상기 전류 검출값에 각 구간별의 시간을 곱셈하여 각각의 구간 적분 전류 값을 연산하여 상기 기억 공간부로 전달하고,
    상기 제어부는 각각의 상기 구간 적분 전류 값을 더한 후 2배로 곱셈하여 상기 모터의 전류 값을 구하도록 이루어진 모터의 전류 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부의 측정 횟수를 선택적으로 조절하도록 이루어진 것을 특징으로 모터의 전류 측정 장치.
  6. (a) 전류 측정부는, 스위치의 온(ON), 오프(OFF) 상태에서 모터로 공급되는 전류로부터 전류 검출값을 측정하는 단계;
    (b) 아날로그 디지털 컨버터는 전류 측정부에서 측정된 아날로그 형태의 상기 전류 검출값을 디지털 형태의 데이터 전류값으로 변환하는 단계;
    (c) 직접 메모리 접근부는 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터 전달된 상기 데이터 전류값을 기억 공간부로 전달하는 단계; 그리고,
    (d) 제어부에 구비된 중앙 처리부(CPU)는 상기 기억 공간부로 전달된 상기 데이터 전류값으로부터 상기 모터의 전류 값을 계산하는 단계;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부가 일정한 시간 간격으로 상기 전류 검출값을 측정하도록 이루어지며,
    상기 제(c) 단계에서 상기 직접 메모리 접근부는 상기 전류 측정부에서 각 구간별로 측정된 상기 전류 검출값에 각 구간별의 시간을 곱셈하여 각각의 구간 적분 전류 값을 연산한 후 상기 기억 공간부로 전달하고,
    상기 제(d) 단계에서 상기 제어부는 각각의 상기 구간 적분 전류 값을 더한 후 2배로 곱셈하여 상기 모터의 전류 값을 구하도록 이루어진 모터의 전류 측정 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제(d) 단계에서 상기 제어부는 스위치의 온(ON)과 오프(OFF)의 1회 주기 동안 상기 전류 측정부의 측정 횟수를 선택적으로 조절하도록 이루어진 것을 특징으로 모터의 전류 측정 방법.
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