KR102485462B1 - 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법 - Google Patents

다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법으로서, (1) 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계; (2) 상기 모터구동 제어부가 상기 단계 (1)에서의 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 상기 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계; 및 (3) 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 상기 단계 (2)에서의 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 상기 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 따르면, 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계를 포함하여 구성함으로써, 기존의 릴레이등을 이용한 절체 방식에 비해 별도 설치 공간의 필요 없이 작은 설치공간으로 구현이 가능하고, 퓨즈 절체 방식으로 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 따르면, 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버에서 퓨즈를 절체회로부로 구성함으로서, 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능해짐에 따른 신속하고 정확한 퓨즈 절체로 모터의 과부하 문제를 방지하고, 그에 따른 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버의 절체 방법의 신뢰성 및 안정성이 더욱 확보될 수 있도록 할 수 있다.

Description

다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법{A SWITCHING METHOD OF POWER CONVERSION PART OF MULTIPLEXED MOTOR DRIVE DRIVER}
본 발명은 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버에서 퓨즈를 절체회로부로 구성함으로서, 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능하도록 퓨즈 절체 방식이 구현되도록 하는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 항공기는 조종사의 조종력에 의하여 비행이 이루어지는 유인 항공기와, 조종사의 조종력에 의존하지 않는 무인 항공기로 구분될 수 있으며, 무인 항공기는 지상국, 항공, 선박 등의 이동국에서 보내는 무선신호로 제어되게 된다. 높은 신뢰성이 요구되는 유무인 항공기에는 작동기에 대한 고장 여유를 갖도록 설계되고 있는 추세에 있다.
특히, 항공기의 구동장치(Actuation System)는 항공기 날개의 조종면인 에일러론(aileron), 러더(rudder), 및 플래퍼론(flaperon) 등을 동작시키기 위해 사용되고 있으며, 주로 유압식 구동장치가 사용되고 있다. 이러한 유압식 구동장치는 작동을 위하여 유압유, 유압펌프, 유압탱크, 유압실린더 및 배관 등과 같은 다수의 구성 품이 필요하게 됨에 따라 비행장치의 설계 시에는 이러한 구성 품을 안치시킬 공간 확보와 장치들의 무게에 따른 하중의 증가를 고려해야 한다. 최근 기술이 발전함에 따라 유압식 구동장치는 미래항공기의 MEA(More Electric Aircraft)화와 중량 절감 및 시스템 신뢰도 향상에 기여할 수 있는 전기식 구동장치(Electric actuator)로 대체되어 사용되고 있으며, 전기식 구동장치는 무인항공기에서 특히 각광받고 있다.
종래의 유무인항공기에 적용되는 전기식 구동장치는 항공기의 운행과 관련한 안정성과 신뢰성이 확보된 전기식 구동장치가 요구되어 지고 있다. 즉, 유무인항공기의 구동장치는 항공기의 조종면이나 전력 구동장치 등에 널리 사용이 되어 지고 있으며, 유무인항공기의 조정면은 측면, 꼬리날개에 부착되어 꼬리의 상하 좌우로 움직여서 방향을 조정하기 위한 장치이다. 이러한 유무인항공기의 구동장치는, 일반적인 모터 구동의 경우 모터 구동용 3상 브릿지 회로를 사용하고, 3상 브릿지 회로의 파손 시 FET의 쇼트 발생 확률이 높게 되며, 이러한 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이의 완전한 절체가 필요하게 됨에 따라 릴레이 등을 사용하여 절체에 사용하고 있으며, 이는 릴레이 설치 공간을 별도로 필요로 하게 되는 것으로, 구성 품을 안치시킬 공간 확보와 장치들의 무게에 다른 하중을 고려해야 제한을 받게 된다. 이러한 측면에서 종래의 유무인항공기의 전기식 구동장치의 신뢰성 및 안정성은 절실히 확보가 되어야 하고, 매우 중요하게 요구되어지고 있는 사항으로, 이러한 전기식 구동장치의 신뢰성 및 안정성의 저하는 전기식 구동장치의 오작동이나 해당 부품의 손상에 따른 이상 발생 시에는 항공기의 추락과 같은 치명적인 문제를 발생시킬 수 있게 된다. 대한민국 등록특허공보 제1640489호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.
이에, 본 출원인은 이러한 유무인항공기의 전기식 구동장치에서의 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부의 절체를 설치공간이 작은 퓨즈를 사용하여 고장 조건에 따라 절체되는 방법을 제시하고자 한다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계를 포함하여 구성함으로써, 기존의 릴레이등을 이용한 절체 방식에 비해 별도 설치 공간의 필요 없이 작은 설치공간으로 구현이 가능하고, 퓨즈 절체 방식으로 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능하도록 하는, 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버에서 퓨즈를 절체회로부로 구성함으로서, 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능해짐에 따른 신속하고 정확한 퓨즈 절체로 모터의 과부하 문제를 방지하고, 그에 따른 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버의 절체 방법의 신뢰성 및 안정성이 더욱 확보될 수 있도록 하는, 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법은,
다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법으로서,
(1) 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계;
(2) 상기 모터구동 제어부가 상기 단계 (1)에서의 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 상기 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계; 및
(3) 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 상기 단계 (2)에서의 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 상기 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 단계 (1)에서는,
상기 모터구동 제어부의 모터구동 제어부 A 및 모터구동 제어부 B가 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하되, 모터구동 제어부 A 및 모터구동 제어부 B는 감지된 정보를 서로 공유하여 구동을 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (1)에서의 전력변환부는,
상기 모터구동 제어부 A와 연결되는 전력변환부 A와 모터구동 제어부 B와 연결되는 전력변환부 B를 구비하되, 상기 전력변환부 A와 전력변환부 B 각각은 6개의 FET(Q11~Q16, Q21~Q26)를 직병렬로 회로 결선한 3상 브릿지 회로로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (3)에서의 절체회로부는,
상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B와 각각 3상으로 연결 접속되는 절체회로부 A와 절체회로부 B를 구비하되, 상기 절체회로부 A와 절체회로부 B 각각은 모터에 연결되는 3개의 퓨즈(F11~F13, F21~F23)로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 절체회로부는,
상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B에서 회로 파손 상태가 발생되어 모터구동 제어부의 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B에서 미리 설정된 고장 조건에 따라 퓨즈 절체를 위한 구동 제어를 하는 경우, 상기 모터의 과부하 방지를 통한 파손이 방지될 수 있도록 해당하는 퓨즈가 절체 될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 모터구동 제어부는,
상기 전력변환부 A의 6개의 FET(Q11~Q16)와 전력변환부 B의 6개의 FET(Q21~Q26)의 3상 브릿지 회로 파손으로 특정 FET의 쇼트 발생 시, 쇼트가 발생되는 특정 FET와 연결되는 절체회로부 A와 절체회로부 B에 구비되는 퓨즈(F11~F13, F21~F23)들 중 해당 퓨즈가 절체되도록 상기 전력변환부의 FET(Q11~Q16, Q21~Q26)의 스위칭 구동을 제어할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 다중화 모터 구동 드라이버는,
상기 모터구동 제어부 A와 전력변환부 A와 절체회로부 A가 하나의 구동 채널을 형성하는 제1 드라이브로 작동되고, 상기 모터구동 제어부 B와 전력변환부 B와 절체회로부 B가 다른 하나의 구동 채널을 형성하는 제2 드라이브로 작동될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 다중화 모터 구동 드라이버는,
상기 모터구동 제어부 A와 전력변환부 A와 절체회로부 A가 하나의 구동 채널을 형성하는 제1 드라이브로 작동되고, 상기 모터구동 제어부 B와 전력변환부 B와 절체회로부 B가 다른 하나의 구동 채널을 형성하는 제2 드라이브로 작동되도록 하되, 상기 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지한 정보를 서로 공유하도록 연결 접속될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 따르면, 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계를 포함하여 구성함으로써, 기존의 릴레이등을 이용한 절체 방식에 비해 별도 설치 공간의 필요 없이 작은 설치공간으로 구현이 가능하고, 퓨즈 절체 방식으로 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 따르면, 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버에서 퓨즈를 절체회로부로 구성함으로서, 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능해짐에 따른 신속하고 정확한 퓨즈 절체로 모터의 과부하 문제를 방지하고, 그에 따른 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버의 절체 방법의 신뢰성 및 안정성이 더욱 확보될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 유무인항공기용 다중화 모터 구동 드라이버의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 회로 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q12)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q11)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q11, Q12)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q13, Q14)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 유무인항공기용 다중화 모터 구동 드라이버의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 유무인항공기용 다중화 모터 구동 드라이버(100)는, 모터구동 제어부(110), 전력변환부(120), 및 절체회로부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
모터구동 제어부(110)는, 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부(120)의 회포 파손 상태를 감시하고 제어하는 구성이다. 이러한 모터구동 제어부(110)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지하고 제어하기 위하여 각각 연결 접속되는 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)의 다중화로 구성될 수 있다.
전력변환부(120)는, 모터구동 제어부(110)의 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)와 각각 연결 접속되는 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)로 구비되는 구성이다. 이러한 전력변환부(120)는 모터구동 제어부 A(111)와 연결되는 전력변환부 A(121)와 모터구동 제어부 B(112)와 연결되는 전력변환부 B(122)를 구비하되, 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122) 각각은 6개의 FET(Q11~Q16, Q21~Q26)를 직병렬로 회로 결선한 3상 브릿지 회로로 구성될 수 있다.
절체회로부(130)는, 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122) 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지됨에 따라 모터로 인가될 수 있는 과부하를 방지할 수 있도록 절체되는 구성이다. 이러한 절체회로부(130)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)와 각각 3상으로 연결 접속되는 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132)를 구비하되, 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132) 각각은 모터에 연결되는 3개의 퓨즈(F11~F13, F21~F23)로 구성될 수 있다.
즉, 절체회로부(130)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)에서 회로 파손 상태가 발생되어 모터구동 제어부(110)의 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)에서 미리 설정된 고장 조건에 따라 퓨즈 절체를 위한 구동 제어를 하는 경우, 모터의 과부하 방지를 통한 파손이 방지될 수 있도록 해당하는 퓨즈가 절체 된다.
이와 같은, 다중화 모터 구동 드라이버(100)는 모터구동 제어부 A(111)와 전력변환부 A(121)와 절체회로부 A(131)가 하나의 구동 채널을 형성하는 제1 드라이브로 작동되고, 모터구동 제어부 B(112)와 전력변환부 B(122)와 절체회로부 B(132)가 다른 하나의 구동 채널을 형성하는 제2 드라이브로 작동될 수 있다.
또한, 다중화 모터 구동 드라이버(100)는 모터구동 제어부 A(111)와 전력변환부 A(121)와 절체회로부 A(131)가 하나의 구동 채널을 형성하는 제1 드라이브로 작동되고, 모터구동 제어부 B(112)와 전력변환부 B(122)와 절체회로부 B(132)가 다른 하나의 구동 채널을 형성하는 제2 드라이브로 작동되도록 하되, 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지한 정보를 서로 공유하도록 연결 접속될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법의 흐름을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 회로 구성을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법은, 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계(S110), 모터구동 제어부가 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계(S120), 및 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다.
단계 S110에서는, 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)로 이루어진 모터구동 제어부(110)가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지한다. 이러한 단계 S110에서는 모터구동 제어부(110)의 모터구동 제어부 A(111) 및 모터구동 제어부 B(112)가 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지하되, 모터구동 제어부 A(111) 및 모터구동 제어부 B(112)는 감지된 정보를 서로 공유하여 구동을 제어할 수 있다.
또한, 단계 (1)에서의 전력변환부(120)는 모터구동 제어부 A(111)와 연결되는 전력변환부 A(121)와 모터구동 제어부 B(112)와 연결되는 전력변환부 B(122)를 구비하되, 도 3에 도시된 바와 같이, 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122) 각각은 6개의 FET(Q11~Q16, Q21~Q26)를 직병렬로 회로 결선한 3상 브릿지 회로로 구성될 수 있다.
단계 S120에서는, 모터구동 제어부(110)가 단계 S110에서의 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122) 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 구동을 제어한다. 이러한 단계 S120에서의 모터구동 제어부(110)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 구동을 제어하되, 회로 파손에 따른 FET의 고장 조건에 따라 퓨즈 절체를 위한 구동을 제어할 수 있다.
단계 S130에서는, 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)가 단계 S120에서의 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 모터에 연결 접속되는 절체회로부(130)의 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132)의 해당하는 퓨즈를 절체한다. 이러한 단계 S130에서의 절체회로부(130)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)와 각각 3상으로 연결 접속되는 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132)를 구비하되, 도 3에 도시된 바와 같이, 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132) 각각은 모터에 연결되는 3개의 퓨즈(F11~F13, F21~F23)로 구성될 수 있다.
또한, 절체회로부(130)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)에서 회로 파손 상태가 발생되어 모터구동 제어부(110)의 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)에서 미리 설정된 고장 조건에 따라 퓨즈 절체를 위한 구동 제어를 하는 경우, 모터의 과부하 방지를 통한 파손이 방지될 수 있도록 해당하는 퓨즈가 절체된다. 이때, 모터구동 제어부(110)는 전력변환부 A(121)의 6개의 FET(Q11~Q16)와 전력변환부 B(122)의 6개의 FET(Q21~Q26)의 3상 브릿지 회로 파손으로 특정 FET의 쇼트 발생 시, 쇼트가 발생되는 특정 FET와 연결되는 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132)에 구비되는 퓨즈(F11~F13, F21~F23)들 중 해당 퓨즈가 절체되도록 전력변환부(120)의 FET(Q11~Q16, Q21~Q26)의 스위칭 구동을 제어하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 다중화 모터 구동 드라이버(100)는 퓨즈를 사용한 절체 방식으로, 기존의 릴레이 등을 사용한 절체 방식에서 필요로 하는 릴레이 설치 공간이 필요 없이 작은 설치공간으로도 구현이 가능하며, 모터구동 제어부 A(111)와 전력변환부 A(121)와 절체회로부 A(131)가 하나의 구동 채널을 형성하는 제1 드라이브로 작동되고, 모터구동 제어부 B(112)와 전력변환부 B(122)와 절체회로부 B(132)가 다른 하나의 구동 채널을 형성하는 제2 드라이브로 작동되고, 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지한 정보를 서로 공유하도록 연결 접속될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q12)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전력변환부 A(121)의 FET(Q12)의 쇼트 시의 절체회로부 A(131)의 F11의 퓨즈의 절체가 필요하게 된다. 이에 따라, 모터구동 제어부(110)는 전력변환부(120)의 FET(Q21, Q23, Q25)는 ON, 나머지 FET는 OFF되도록 스위칭 제어함에 따라 퓨즈 F11에 흐르는 전류는, Q21->F21->F11->Q12, Q23->F22->모터->F11->Q12, Q25->F23->모터->F11->Q12로 흐르게 된다. 이때, F11 퓨즈를 절체하기 위해 퓨즈 용량값보다 큰 전류가 필요하게 되고, F11, F12, F13, F21, F22, F23 퓨즈는 모두 동일 전류량을 사용한다. 따라서 F11 퓨즈만 절체하기 위해 흐르는 전류를 F11을 가장 크게 만들기 위해 Q21, Q23, Q25를 동시에 ON하여 흐르는 전류를 F21, F22, F23으로 나누어 전류를 공급한다. 이렇게 공급된 전류는 F11에 집중되므로 F21, F22, F23보다 F11이 먼저 절체가 이루어지게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q11)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전력변환부 A(121)의 FET(Q11)의 쇼트 시의 절체회로부 A(131)의 F11의 퓨즈의 절체가 필요하게 된다. 이에 따라, 모터구동 제어부(110)는 전력변환부(120)의 FET(Q22, Q24, Q26)는 ON, 나머지 FET는 OFF되도록 스위칭 제어함에 따라 퓨즈 F11에 흐르는 전류는, Q11->F11->F21->Q22, Q11->F11->모터->F22->Q24, Q11->F11->모터->F23->Q26으로 흐르게 된다. 이때, F11 퓨즈를 절체하기 위해 퓨즈 용량값보다 큰 전류가 필요하게 되고, F11, F12, F13, F21, F22, F23 퓨즈는 모두 동일 전류량을 사용한다. 따라서 F11 퓨즈만 절체하기 위해 흐르는 전류를 F11을 가장 크게 만들기 위해 Q22, Q24, Q26을 동시에 ON하여 흐르는 전류를 F21, F22, F23으로 나누어 전류를 공급한다. 이렇게 공급된 전류는 F11에 집중되므로 F21, F22, F23보다 F11이 먼저 절체가 이루어지게 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q11, Q12)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전력변환부 A(121)의 FET(Q11, Q12)의 쇼트 시의 절체회로부 A(131)의 F11의 퓨즈의 절체가 필요하게 된다. 이에 따라, 모터구동 제어부(110)는 전력변환부(120)의 FET(Q21, Q23, Q25)는 ON, 나머지 FET는 OFF되도록 스위칭 제어함에 따라 퓨즈 F11에 흐르는 전류는, Q21->F21->F11->Q12, Q23->F22->모터->F11->Q12, Q25->F23->모터->F11->Q12로 흐르게 된다. 이때, F11 퓨즈를 절체하기 위해 퓨즈 용량값보다 큰 전류가 필요하게 되고, F11, F12, F13, F21, F22, F23 퓨즈는 모두 동일 전류량을 사용한다. 따라서 F11 퓨즈만 절체하기 위해 흐르는 전류를 F11을 가장 크게 만들기 위해 Q21, Q23, Q25를 동시에 ON하여 흐르는 전류를 F21, F22, F23으로 나누어 전류를 공급한다. 이렇게 공급된 전류는 F11에 집중되므로 F21, F22, F23보다 F11이 먼저 절체가 이루어지게 된다. 이때, Q11, Q12가 쇼트인 경우 F14도 절체되며, 따라서 쇼트가 발생한 Q12로 전류를 흐르게 하여 F11을 절체하게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법에 적용되는 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 A의 FET(Q13, Q14)의 쇼트 시의 퓨즈 절체 과정을 일례로 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, Q13 또는 Q14 쇼트 발생시, F12를 절체하기 위해 도 4 내지 도 6의 절체 방식과 동일한 시퀀스로 F12를 절체한다. 이때, 전류 흐르는 방향만 F11 대신 F12로 흐르게 되며, Q15, Q16의 동일 시퀀스로 F13 퓨즈를 절체할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법은, 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 상기 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계와, 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계를 포함하여 구성함으로써, 기존의 릴레이등을 이용한 절체 방식에 비해 별도 설치 공간의 필요 없이 작은 설치공간으로 구현이 가능하고, 퓨즈 절체 방식으로 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능하도록 할 수 있으며, 특히, 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버에서 퓨즈를 절체회로부로 구성함으로서, 전력변환부의 3상 브릿지 회로의 파손에 따른 FET의 쇼트 발생 시 입력 전력과 모터사이에 완전한 절체가 가능해짐에 따른 신속하고 정확한 퓨즈 절체로 모터의 과부하 문제를 방지하고, 그에 따른 유무인항공기의 다중화 모터 구동 드라이버의 절체 방법의 신뢰성 및 안정성이 더욱 확보될 수 있도록 할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 다중화 모터 구동 드라이버
110: 모터구동 제어부
111: 모터구동 제어부 A
112: 모터구동 제어부 B
120: 전력변환부
121: 전력변환부 A
122: 전력변환부 B
130: 절체회로부
131: 절체회로부 A
132: 절체회로부 B
S110: 모터구동 제어부 A와 모터구동 제어부 B로 이루어진 모터구동 제어부가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 회로 파손 상태를 감지하는 단계
S120: 모터구동 제어부가 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B의 구동을 제어하는 단계
S130: 전력변환부의 전력변환부 A와 전력변환부 B가 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 모터에 연결 접속되는 절체회로부의 절체회로부 A와 절체회로부 B의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계

Claims (8)

  1. 다중화 모터 구동 드라이버(100)의 전력변환부 절체 방법으로서,
    (1) 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)로 이루어진 모터구동 제어부(110)가 항공기의 조종면을 조정하기 위한 모터의 구동을 위해 전력을 공급하는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지하는 단계;
    (2) 상기 모터구동 제어부(110)가 상기 단계 (1)에서의 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122) 중 어느 하나에 회로 파손 상태가 감지되면, 상기 모터의 과부하 방지를 위한 절체를 위해 상기 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 구동을 제어하는 단계; 및
    (3) 상기 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)가 상기 단계 (2)에서의 구동 제어에 따라 스위칭 구동되어 상기 모터에 연결 접속되는 절체회로부(130)의 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132)의 해당하는 퓨즈를 절체 하는 단계를 포함하되,
    상기 단계 (1)에서는,
    상기 모터구동 제어부(110)의 모터구동 제어부 A(111) 및 모터구동 제어부 B(112)가 상기 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지하되, 모터구동 제어부 A(111) 및 모터구동 제어부 B(112)는 감지된 정보를 서로 공유하여 구동을 제어하고,
    상기 단계 (1)에서의 전력변환부(120)는,
    상기 모터구동 제어부 A(111)와 연결되는 전력변환부 A(121)와 모터구동 제어부 B(112)와 연결되는 전력변환부 B(122)를 구비하되, 상기 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122) 각각은 6개의 FET(Q11~Q16, Q21~Q26)를 직병렬로 회로 결선한 3상 브릿지 회로로 구성되며,
    상기 단계 (3)에서의 절체회로부(130)는,
    상기 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)와 각각 3상으로 연결 접속되는 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132)를 구비하되, 상기 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132) 각각은 모터에 연결되는 3개의 퓨즈(F11~F13, F21~F23)로 구성되고,
    상기 다중화 모터 구동 드라이버(100)는,
    상기 모터구동 제어부 A(111)와 전력변환부 A(121)와 절체회로부 A(131)가 하나의 구동 채널을 형성하는 제1 드라이브로 작동되고, 상기 모터구동 제어부 B(112)와 전력변환부 B(122)와 절체회로부 B(132)가 다른 하나의 구동 채널을 형성하는 제2 드라이브로 작동되는 것을 특징으로 하는, 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 절체회로부(130)는,
    상기 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)에서 회로 파손 상태가 발생되어 모터구동 제어부(110)의 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)에서 미리 설정된 고장 조건에 따라 퓨즈 절체를 위한 구동 제어를 하는 경우, 상기 모터의 과부하 방지를 통한 파손이 방지될 수 있도록 해당하는 퓨즈가 절체 되는 것을 특징으로 하는, 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 모터구동 제어부(110)는,
    상기 전력변환부 A(121)의 6개의 FET(Q11~Q16)와 전력변환부 B(122)의 6개의 FET(Q21~Q26)의 3상 브릿지 회로 파손으로 특정 FET의 쇼트 발생 시, 쇼트가 발생되는 특정 FET와 연결되는 절체회로부 A(131)와 절체회로부 B(132)에 구비되는 퓨즈(F11~F13, F21~F23)들 중 해당 퓨즈가 절체되도록 상기 전력변환부(120)의 FET(Q11~Q16, Q21~Q26)의 스위칭 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는, 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 다중화 모터 구동 드라이버(100)는,
    상기 모터구동 제어부 A(111)와 전력변환부 A(121)와 절체회로부 A(131)가 하나의 구동 채널을 형성하는 제1 드라이브로 작동되고, 상기 모터구동 제어부 B(112)와 전력변환부 B(122)와 절체회로부 B(132)가 다른 하나의 구동 채널을 형성하는 제2 드라이브로 작동되도록 하되, 상기 모터구동 제어부 A(111)와 모터구동 제어부 B(112)는 전력변환부(120)의 전력변환부 A(121)와 전력변환부 B(122)의 회로 파손 상태를 감지한 정보를 서로 공유하도록 연결 접속되는 것을 특징으로 하는, 다중화 모터 구동 드라이버의 전력변환부 절체 방법.
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