KR102502161B1 - 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모터의 제동 상태에 따라 선택적으로 발전 제동 또는 여력 제동으로 제동을 제어하는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법에 관한 것이다.

Description

모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING MOTOR, SYSTEM FOR CONTROLLING MOTOR AND MEHTOD FOR CONTROLLING MOTOR}
본 명세서는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 모터의 제동을 제어하기 위한 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법
모터 구동 장치는, 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치이다.
한편, 모터 구동 장치는, 센서를 이용한 센서 방식의 모터 구동 장치와 센서가 없는 센서리스(sensorless) 방식의 모터 구동 장치로 구분될 수 있다.
최근, 제조 비용 저감 등을 이유로, 센서리스 방식의 모터 구동 장치가 많이 사용되고 있으며, 이에 따라, 효율적인 모터 구동을 위해, 센서리스 방식의 모터 구동 장치에 대한 연구가 수행되고 있다.
이러한 센서리스 방식의 모터 구동 장치는 다양한 종류의 홈 어플라이언스에 탑재된다. 예를 들어, 홈 어플라이언스는 의류처리장치, 공기조화기 및 청소기를 포함할 수 있다.
이러한 홈 어플라이언스 중, 의류처리장치는 의류 투입방식에 따라 탑로딩 방식(top loading type)과 프론트 로딩 방식(front loading type)으로 구분될 수 있다.
탑로딩 방식의 의류처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛, 상기 캐비닛의 내부에 구비되어 의류가 수용되는 공간을 제공하는 터브, 상기 캐비닛의 상부면에 구비되어 상기 터브에 연통하는 투입구를 포함하는 방식이다.
프론트 로딩 방식의 의류처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛, 상기 캐비닛의 내부에 구비되어 의류가 수용되는 공간을 제공하는 터브, 상기 캐비닛의 전방면에 구비되어 상기 터브에 연통하는 투입구를 포함하는 방식이다.
이와 같이 의류처리장치는 의류를 수용하는 터브를 회전시키기 위해 모터 구동 장치를 탑재한다. 최근, 터브의 회전축에 모터의 회전력을 간접적으로 전달하는 기존의 방식에서, 직접적으로 전달하는 다이렉트 드라이브(Direct Drive) 방식이 선호되고 있으며, 탈수성능 향상 및 신속한 탈수가 이루어지도록 회전속도 또한 큰 폭으로 증가하고 있다.
한편, 의류처리장치의 모터는 의류처리장치의 동작 특성상 고속 운전과 제동을 반복하는 횟수가 많은데, 이를 위해 고속으로 운전을 제어하는 약자속 운전 제어를 하게 된다. 모터의 제동에는 모터 구동 장치의 스위치를 모두 턴오프하여 모터에 인가되는 구동전원을 차단하는 여력 제동 또는 스위치의 일부만 턴온하여 모터를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동을 하게 된다. 그러나, 이러한 제동 제어 방법에는 다음과 같은 한계가 있다.
약자속 제어와 같이 고속으로 운전하다가 제동을 위해 스위치를 모두 턴오프시키면(여력 제동), 스위치의 다이오드를 통해 구동 장치 내부의 DC단 커패시터로 전류가 흘러 DC단 전압이 증가하게 된다. DC단 전압이 증가하게 되면 커패시터가 소손될 우려가 있어, 고속 운전에서의 여력 제동은 안정성이 보장되지 않는 문제가 따르게 된다. 이러한 DC단 전압 증가를 막기 위해서 발전 제동으로 제동하는 방법이 제안되었는데, 발전 제동으로 제동하는 경우에는 구동 장치 내부로 발전 제동 전류가 유기되는 또 다른 문제를 야기하게 된다. 발전 제동 전류는 탈수 구동 시의 전류보다 크기가 더 크기 때문에, 구동 장치 내부 온도를 크게 상승시키고, 내부 구성을 소손시키게 되는 문제를 야기하게 된다.
이와 같은 한계들로 인해, 종래에는 속도에 관계없이 발전 제동으로만 제동하는 방법이 사용되어져 왔다. 이러한 결과, 의류처리장치의 모터 및 모터 구동 장치의 단축될 수 밖에 없었으며, 모터의 구동/제동의 제어가 안정적이고 용이하게 이루어지지 못하였다. 결과적으로, 종래에는 고속으로 운전하는 약자속 운전 제어 시의 안정적이고 적절한 제동 방법이 제안되지 못하였고, 이에 따라 의류처리장치의 모터 제어의 안정성/신뢰성이 보장되지 못하였음은 물론, 의류처리장치의 동작 특성 및 활용성이 제한되는 문제가 있었다.
따라서, 본 명세서는 종래기술의 한계를 개선하는 것을 과제로 하여, 모터의 발전 제동 시 제어 수단에 유기되는 전류에 의한 내부 온도의 상승을 억제할 수 있는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 모터의 여력 제동 시 제어 수단 내부의 직류 링크단의 전압 상승을 방지할 수 있는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법을 제공하고자 한다.
즉, 제어 수단의 내부 온도의 상승을 억제함과 동시에, 직류 링크단의 전압 상승을 방지하며 제동이 이루어짐으로써, 안정적이고 효율적으로 모터를 제동할 수 있는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법을 제공하고자 한다.
아울러, 모터의 제동 상태에 따라 적절하게 모터를 제동할 수 있는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법은, 모터의 제동 상태에 따라 선택적으로 제동을 제어하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.
이에 따른 본 명세서에 개시된 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법은, 모터의 제동시 속도에 따라 상기 모터가 발전 제동 또는 여력 제동으로 제동하도록 상기 모터를 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법은, 상기 모터의 제동시 속도에 따라 상기 모터를 발전 제동 모드 또는 여력 제동 모드로 제동하거나, 상기 모터의 제동시 속도에 따라 발전 제동 모드 또는 여력 제동 모드로 상기 모터의 제동을 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 명세서에 개시된 모터 제어 장치는, 외부로부터 입력된 입력 전원을 복수의 스위칭부를 통해 모터에 인가되는 구동 전원으로 변환하여 상기 모터에 인가하는 구동부, 상기 모터의 전압 및 전류를 검출하는 검출부 및 상기 검출 결과를 근거로 상기 구동부를 제어하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 모터의 제동시 속도에 따라 상기 모터가 제1 제동 모드 또는 제2 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부를 제어한다.
일 실시 예에서, 상기 구동부는, 상기 입력 전원이 입력되는 입력부 및 상기 복수의 스위칭부를 포함하여, 상기 복수의 스위칭부의 스위칭 동작을 통해 상기 입력부로부터 전달받은 전원을 상기 구동 전원으로 변환하는 변환부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 스위칭부를 제어하여 상기 구동 전원의 변환을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 입력부는, 상기 입력 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부 및 상기 직류 전원을 평활화하는 직류 링크부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 제동 모드는, 상기 모터를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동 모드이고, 상기 제2 제동 모드는, 상기 모터에 인가되는 상기 구동 전원을 차단시켜 제동하는 여력 제동 모드일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터가 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부 중 상기 입력부의 일단과 연결된 스위칭부를 턴온(Turn-on)할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터가 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부 중 상기 입력부의 타단과 연결된 스위칭부를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터가 상기 제2 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부 전체를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 검출 결과를 근거로 상기 모터의 속도를 검출하여, 상기 모터의 속도에 따라 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터의 제동 시 속도를 기설정된 속도 기준과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기설정된 속도 기준은, 상기 모터가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터의 속도일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터를 약자속 운전으로 제어할 시 상기 모터의 속도를 검출하여, 검출한 속도를 상기 속도 기준으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 모터가 상기 제1 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 모터가 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터가 상기 제1 제동 모드로 제동하도록 제어하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 모터가 상기 제1 제동 모드에서 상기 제2 제동 모드로 전환하여 제동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터가 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 제어하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 기설정된 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 모터가 상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 제동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 모터 제어 시스템은, 모터 및 상기 모터에 구동 전원을 인가하여 상기 모터를 제어하는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 모터를 제동하는 경우, 상기 모터의 제동시 속도에 따라 상기 모터를 제1 제동 모드 또는 제2 제동 모드로 제동한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 제동 모드는, 상기 모터를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동 모드이고, 상기 제2 제동 모드는, 상기 모터에 인가되는 상기 구동 전원을 차단시켜 제동하는 여력 제동 모드일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 외부로부터 입력된 입력 전원을 상기 구동 전원으로 변환하여 상기 모터에 인가하는 구동부, 상기 모터의 전압 및 전류를 검출하는 검출부 및 상기 검출 결과를 근거로 상기 구동부를 제어하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 구동부는, 상기 입력 전원이 입력되는 입력부 및 복수의 스위칭부를 포함하여, 상기 복수의 스위칭부의 스위칭 동작을 통해 상기 입력부로부터 전달받은 전원을 상기 구동 전원으로 변환하는 변환부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 스위칭부를 제어하여 상기 구동 전원의 변환을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 입력부는, 상기 입력 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부 및 상기 직류 전원을 평활화하는 직류 링크부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부 중 상기 입력부의 일단과 연결된 스위칭부를 턴온(Turn-on)할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부 중 상기 입력부의 타단과 연결된 스위칭부를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부 전체를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 상기 검출 결과를 근거로 상기 모터의 속도를 검출하여, 상기 모터의 속도에 따라 상기 모터를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 상기 모터의 제동 시 속도를 기설정된 속도 기준과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 상기 모터를 제동할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기설정된 속도 기준은, 상기 모터가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터의 속도일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 상기 모터를 약자속 운전으로 제어할 시 상기 모터의 속도를 검출하여, 검출한 속도를 상기 속도 기준으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 모터를 상기 제1 제동 모드로 제동할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 모터를 상기 제2 제동 모드로 제동할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 상기 모터를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 제1 제동 모드에서 상기 제2 제동 모드로 전환하여 상기 모터를 제동할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어 장치는, 상기 모터를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 기설정된 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 상기 모터를 제동할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 모터 제어 방법은, 모터의 제동을 제어하기 위한 모터 제어 방법으로, 제동중인 상기 모터의 속도를 검출하는 단계, 상기 모터의 속도를 기설정된 기준 속도와 비교하는 단계 및 비교 결과에 따라 제1 제동 모드 또는 제2 제동 모드로 상기 모터의 제동을 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 제동 모드는, 상기 모터를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동 모드이고, 상기 제2 제동 모드는, 상기 모터에 인가되는 상기 구동 전원을 차단시켜 제동하는 여력 제동 모드일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 검출하는 단계는, 상기 모터의 전압 및 전류를 검출하여, 상기 전압 및 전류를 검출한 결과를 근거로 상기 모터의 속도를 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기설정된 속도 기준은, 상기 모터가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터의 속도일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 비교 결과, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 제1 제동 모드로 상기 모터의 제동을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 비교 결과, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 제2 제동 모드로 상기 모터의 제동을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 모터를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 제1 제동 모드에서 상기 제2 제동 모드로 전환하여 상기 모터의 제동을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 모터를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 기설정된 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 상기 모터의 제동을 제어할 수 있다.
본 명세서에 개시된 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법은, 모터의 제동 상태에 따라 선택적으로 제동을 제어함으로써, 모터의 제동 상태에 따른 안정적이고, 효율적이고 적절한 제동이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
구체적으로는, 직류 링크단의 전압 증가 기준이 되는 약자속 운전의 진입 속도보다 모터의 속도가 높을 때는 발전 제동으로 제동하여 직류 링크단의 전압 증가를 방지하고, 상기 진입 속도보다 상기 모터의 속도가 낮을 때는 여력 제동으로 제동하여 발전 제동 시 제어 수단에 유기되는 전류에 의한 온도 상승을 방지하게 될 수 있는 효과가 있다.
결과적으로, 본 명세서에 개시된 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법은, 내부 온도가 상승하게 되는 기준이 되는 속도를 기준으로, 모터의 제동 시 속도에 따라 모터를 제동하게 됨으로써, 직류 링크단의 전압 증가를 방지함과 더불어, 제어 수단에 유기되는 전류에 의한 내부 온도의 상승을 억제할 수 있는 효과가 있고, 이에 따라 고속 운전에서의 모터의 제동이 안정적이고, 효율적이고 적절하게 이루어질 수 있게 되어, 종래기술의 한계를 개선함은 물론, 모터 제어 기술 분야 뿐만 아니라 의류처리장치 제품 분야의 신뢰성/안정성/활용성을 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 모터 구동 장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치 및 모터 제어 시스템의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 구성도.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 제동 제어의 예시를 나타낸 예시도 1.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 제동 제어의 예시를 나타낸 예시도 2.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 제동 결과를 설명하기 위한 예시도 1.
도 5b은 본 발명의 실시 예에 따른 제동 결과를 설명하기 위한 예시도 2.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제동 제어의 순서를 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 방법의 순서를 나타낸 순서도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명이 적용되는 모터 구동 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 모터 구동 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는, 센서리스(sensorless) 방식으로 모터(200)를 구동하기 위한 것으로서, 인버터부(12), 인버터 제어부(30)를 포함할 수 있다.
참고로, 인버터 제어부(30)는 모터 구동 장치(100)가 탑재된 홈 어플라이언스의 구성요소를 제어하는 제어유닛과 실질적으로 동일한 구성일 수도 있고, 상기 제어유닛을 구성하는 회로의 일부분에 대응될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는, 컨버터(11a), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(11b), 리액터(L), 직류단 전류 검출부(Rs) 및 상전류 검출부(S1, S2, S3)를 포함할 수 있다.
리액터(L)는, 상용 교류 전원(1, vs)과 컨버터(11a) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(11a)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.
인버터 제어부(30)는, 상용 교류 전원(1)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 교류 전원(1)과 컨버터(11a) 사이에는 입력 전류(is)를 감지하기 위한 입력 전류 검출용 션트 저항이 배치될 수 있다.
컨버터(11a)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(1)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(1)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(1)의 종류에 따라 컨버터(11a)의 내부 구조도 달라진다.
한편, 컨버터(11a)는, 스위치 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.
한편, 컨버터(11a)는, 예를 들어, 2개의 스위치 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위치 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다.
컨버터(11a)가, 스위치를 구비하는 경우, 해당 스위치의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.
평활 커패시터(11b, C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(11b, C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.
한편, 도면에서는, 컨버터(11a)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다., 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 평활 커패시터(11b, C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.
한편, 평활 커패시터(11b, C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(11b, C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(30)에 입력될 수 있다.
인버터부(12)는, 복수개의 인버터 스위치를 구비하고, 스위치의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(200)에 출력할 수 있다.
인버터부(12)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위치(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위치(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위치가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위치(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
즉, 제1 상암 스위치(Sa) 및 제1 하암 스위치(S'a)는 제1 상을 구현하고, 제2 상암 스위치(Sb) 및 제2 하암 스위치(S'b)는 제2 상을 구현하며, 제3 상암 스위치(Sc) 및 제3 하암 스위치(S'c)는 제3 상을 구현할 수 있다.
또한, 제1 스위치 쌍(Sa, S'a) 중 제1 하암 스위치(S'a)의 일단에는 제1 션트저항(S1)이 연결된다. 마찬가지로, 제2 하암 스위치(S'b)의 일단에는 제2 션트저항(S2)이 연결되고, 제3 하암 스위치(S'c)의 일단에는 제3 션트저항(S3)이 연결되된다.
인버터부(12) 내의 스위치들은 인버터 제어부(30)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위치들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(200)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(30)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터부(12)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(30)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)를 입력받을 수 있다.
인버터 제어부(30)는, 인버터부(12)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터부(12)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(30) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 6를 참조하여 후술한다.
직류단 전류 검출부(Rs)는, 3상 모터(200) 사이에 흐르는 출력전류(idc)를 검출할 수 있다.
직류단 전류 검출부(Rs)는, dc단 커패시터(C)와 인버터부(12) 사이에 배치되어 모터에 흐르는 출력전류(Idc)를 검출할 수 있다.
특히, 직류단 전류 검출부(Rs)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 구비할 수 있다.
직류단 전류 검출부(Rs)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 사용하여, 인버터부(12)의 하암 스위치의 턴 온시, 시분할로, 모터(200)에 흐르는 출력 전류(idc)인 상 전류(phase current)를 검출할 수 있다.
한편, 각 상의 하암스위치에는 상전류검출부(S1, S2, S3)가 연결될 수 있으며, 상기 상전류검출부(S1, S2, S3)는 복수의 스위치 중 적어도 하나에 흐르는 상전류를 검출 할 수 있다.
검출된 출력전류(idc)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(30)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(idc)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(idc)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로하여 기술한다.
한편, 3상 모터(200)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 모터(200)는, 브러시리스(BrushLess와, BLDC) DC 모터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 모터(200)는, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
상술한 바와 같은 모터 구동 장치(100)는 본 명세서에 개시된 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법이 공통으로 적용되는 장치로, 이하에서는 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법 각각의 구체적인 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치 및 모터 제어 시스템의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 제동 제어의 예시를 나타낸 예시도 1이다.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 제동 제어의 예시를 나타낸 예시도 2이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 제동 결과를 설명하기 위한 예시도 1이다.
도 5b은 본 발명의 실시 예에 따른 제동 결과를 설명하기 위한 예시도 2이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제동 제어의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
[모터 제어 장치]
이하, 본 명세서에 개시된 모터 제어 장치(이하, 제어 장치라 칭한다)의 실시 예를 설명하되, 앞서 설명한 내용과 공통/중복되는 부분은 가급적 생략하여 상기 시스템의 실시 예를 설명한다.
본 명세서에 개시된 [모터 제어 장치]는 상술 또는 하술된 실시 예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시 예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하지 않는다.
상기 제어 장치는, 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)와 동일한 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 제어 장치는 또한, 상기 모터 장치(100)의 일 실시 형태에 해당하는 장치일 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 모터에 전원을 인가하여 상기 모터의 구동을 제어하는 장치로, 보다 구체적으로는 상기 모터에 인가되는 전원을 제어하여 상기 모터에 인가함으로써, 상기 모터의 구동을 제어하는 장치일 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 모터의 기동 및 운전을 제어하는 모든 종류의 제어 장치일 수 있으며, 예를 들면, 상기 모터를 제어하는 장치, 상기 모터의 구동/제동을 제어하는 구동/제동 장치, 또는 상기 모터의 운전을 제어하는 장치 등일 수 있다.
상기 제어 장치는, 바람직하게는 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)와 같은 인버터 장치일 수 있다.
상기 제어 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(10), 검출부(20) 및 제어부(30)를 포함하고, 구체적인 회로 구성은 도 3에 도시된 바와 같을 수 있다.
상기 제어 장치(100)에서 상기 구동부(10)는, 외부로부터 입력된 입력 전원(1)을 복수의 스위칭부(Sa, Sb, Sc, S'a, S'b 및 S'c)(이하 S로 칭함)를 통해 모터(200)에 인가되는 구동 전원으로 변환하여 상기 모터(200)에 인가한다.
즉, 상기 구동부(10)는, 인버터 장치의 인버터부를 의미할 수 있다.
상기 구동부(10)는, 상기 입력 전원(1)이 입력되는 입력부(11) 및 상기 복수의 스위칭부(S)를 포함하여, 상기 복수의 스위칭부(S)의 스위칭 동작을 통해 상기 입력부(11)로부터 전달받은 전원을 상기 구동 전원으로 변환하는 변환부(12)를 포함하고, 상기 제어부(30)는, 상기 복수의 스위칭부(S)를 제어하여 상기 구동 전원의 변환을 제어할 수 있다.
상기 입력부(11)는, 상기 입력 전원(1)을 직류 전원으로 정류하는 정류부(11a) 및 상기 직류 전원을 평활화하는 직류 링크부(11b)를 포함할 수 있다.
상기 정류부(11a) 및 상기 직류 링크부(11b) 각각은, 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)의 컨버터(11a) 및 평활 커패시터(11b)로, 상기 입력 전원(1)을 직류 전원으로 정류하고 평활화하는 기능을 수행한다.
상기 변환부(12)는, 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)의 인버터부(12)로, 상기 입력부(11)로부터 전달받은 상기 직류 전원을 상기 모터(200)를 제어하기 위한 상기 구동 전원으로 변환하여, 상기 모터(200)에 인가하는 기능을 수행한다.
상기 구동부(10)는, 상기 제어부(30)에 의해 제어되어 상기 구동 전원을 상기 모터(200)에 인가하게 될 수 있다.
상기 제어 장치(100)에서 상기 검출부(20)는, 상기 모터(200)의 전압 및 전류를 검출한다.
상기 검출부(20)는, 검출한 결과를 상기 제어부(30)에 전달하여, 상기 제어부(30)가 검출 결과를 근거로 상기 구동부(10)를 제어하게 되도록 할 수 있다.
상기 제어 장치(100)에서 상기 제어부(30)는, 상기 검출 결과를 근거로 상기 구동부(10)를 제어하여 상기 모터(200)의 구동을 제어한다.
상기 제어부(30)는, 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)의 인버터 제어부(30)로, 상기 모터(200)의 구동을 제어하도록 상기 복수의 스위칭부(S)를 제어하여 상기 구동 전원의 변환을 제어하고, 변환된 상기 구동 전원이 상기 모터(200)에 인가되도록 함으로써 상기 모터(200)의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출 결과를 근거로 상기 모터(200)의 제어를 위한 하나 이상의 파라미터를 검출하고, 상기 파라미터를 근거로 상기 구동부(10)를 제어여, 상기 모터(200)의 구동 및 제동을 비롯한 상기 모터(200)의 운전을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 센서리스 제어 방식으로 상기 모터(200)를 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출 결과를 근거로 상기 구동부(10)를 제어하여 상기 모터(200)의 구동을 제어하되, 상기 모터(200)의 제동시 속도에 따라 상기 모터(200)가 제1 제동 모드 또는 제2 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어한다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 제동시 속도에 따라 상기 모터(200)를 제동하기 위한 제동 모드를 선택하여, 선택한 제동 모드에 따라 상기 구동부(10)를 제어하여 상기 모터(200)를 제동시키게 될 수 있다.
상기 제1 제동 모드는, 상기 모터(200)를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동 모드이고, 상기 제2 제동 모드는, 상기 모터(200)에 인가되는 상기 구동 전원을 차단시켜 제동하는 여력 제동 모드일 수 있다.
즉, 상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드 또는 상기 여력 제동 모드로 제동하도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)가 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상기 입력부(11)의 일단과 연결된 스위칭부(S'a, S'b 및 S'c)를 턴온(Turn-on)할 수 있다.
여기서, 상기 일단은 상기 입력부(11)의 하단, 즉 상기 직류 전원의 (-)단을 의미할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드로 제동시키는 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 하암 스위치(S'a, S'b 및 S'c)를 턴온할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)가 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상기 입력부(11)의 타단과 연결된 스위칭부(Sa, Sb 및 Sc)를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
여기서, 상기 타단은 상기 입력부(11)의 상단, 즉 상기 직류 전원의 (+)단을 의미할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드로 제동시키는 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상암 스위치(Sa, Sb 및 Sc)를 턴오프할 수 있다.
이와 같이 상기 발전 제동 모드로 제동하도록 제어하는 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상기 하암 스위치(S'a, S'b 및 S'c)는 턴온하고 상기 상암 스위치(Sa, Sb 및 Sc)는 턴오프하게 됨으로써, 상기 모터(200)가 발전기로 동작하게 되도록 상기 구동 전원이 인가되어, 상기 발전 제동 모드로 상기 모터(200)를 제동시키게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)가 상기 제2 제동 모드로 제동하는 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 스위칭부(S) 전체를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 여력 제동 모드로 제동시키는 경우, 상기 상암 스위치(Sa, Sb 및 Sc) 및 상기 하암 스위치(S'a, S'b 및 S'c) 모두를 턴오프할 수 있다.
이와 같이 상기 여력 제동 모드로 제동하도록 제어하는 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 전체를 턴오프하게 됨으로써, 상기 모터(200)에 인가되는 상기 구동 전원이 차단되어, 상기 여력 제동 모드로 상기 모터(200)를 제동시키게 될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어하는 상기 제어부(30)는, 상기 검출 결과를 근거로 상기 모터(200)의 속도를 검출하여, 상기 모터(200)의 속도에 따라 상기 구동부(10)를 제어할 수 있다.
이를테면, 상기 모터(200)의 속도가 증가 또는 감소되도록 제어하는 경우, 상기 구동 전원의 크기, 위상 및 주파수 중 어느 하나 이상이 조절되도록 상기 구동부(10)를 제어하여 상기 구동 전원이 상기 모터(200)에 인가되도록 함으로써, 상기 모터(200)의 속도를 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도를 기설정된 속도 기준과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 모터(200)가 상기 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어 장치(100)는, 상기 검출부(20)에서 상기 모터(200)의 제동 시 전압 및 전류를 검출하고, 상기 제어부(30)가 상기 검출 결과를 근거로 상기 모터(200)의 제동 시 속도를 검출하고, 검출한 상기 모터(200)의 제동 시 속도를 상기 기설정된 속도 기준과 비교한 결과에 따라 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드 또는 상기 여력 제동 모드로 제동시키게 될 수 있다.
상기 기설정된 속도 기준은, 상기 모터(200)가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터(200)의 속도일 수 있다.
상기 약자속 운전은, 상기 모터(200)의 고속 운전을 위한 운전으로, 상기 모터(200) 내부의 영구자석의 자속 방향에 음이 되는 방향으로 전류를 인가하여, 상기 전류에 의한 자속과 상기 영구자석의 자속을 상쇄시킴으로써 상기 영구자석의 쇄교자속을 억제하는 운전을 의미할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 약자속 운전으로 제어할 시 상기 모터(200)의 속도를 검출하여, 검출한 속도를 상기 속도 기준으로 설정할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 약자속 운전으로 제어하기 시작하여, 상기 모터(200)가 상기 약자속 운전에 진입할 시의 상기 모터(200)의 속도를 검출하고, 검출한 상기 모터(200)의 상기 약자속 운전 진입 속도를 상기 속도 기준으로 설정할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도를 상기 약자속 운전 진입 속도와 비교한 결과에 따라 상기 모터(200)가 상기 발전 제동 모드 또는 상기 여력 제동 모드로 제동하도록 제어하게 될 수 있다.
이처럼 상기 제어 장치(100)는, 고속 운전에 해당하는 상기 약자속 운전 시의 상기 모터(200)의 진입 속도를 상기 속도 기준으로 하여, 상기 모터(200)의 제동 시작 시 속도와 상기 속도 기준을 비교한 결과에 따라 상기 모터(200)가 상기 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 제어함으로써, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 고속 운전인지 여부에 따라 상기 모터(200)를 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 제동시키게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 모터(200)가 상기 제1 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 고속 운전에 해당하는 상기 약자속 운전 진입 속도에 이상인 경우, 상기 모터(200)가 상기 발전 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어하여, 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드로 제동시키게 될 수 있다.
이를테면, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 약자속 운전 진입 속도에 이상인 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상기 하암 스위치(S'a, S'b 및 S'c)는 턴온하고, 상기 상암 스위치(Sa, Sb 및 Sc)는 턴오프하여 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드로 제동시키게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 모터(200)가 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 고속 운전에 해당하는 상기 약자속 운전 진입 속도에 미만인 경우, 상기 모터(200)가 상기 여력 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어하여, 상기 모터(200)를 상기 여력 제동 모드로 제동시키게 될 수 있다.
이를테면, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 약자속 운전 진입 속도에 미만인 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 전체를 턴오프하여 상기 모터(200)를 상기 여력 제동 모드로 제동시키게 될 수 있다.
이처럼, 상기 모터(200)의 제동 시작 시 속도가 상기 약자속 운전 진입 속도를 초과하는 경우, 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드로 제동시키고, 상기 모터(200)의 제동 시작 시 속도가 상기 약자속 운전 진입 속도에 미만인 경우, 상기 모터(200)를 상기 여력 제동 모드로 제동시키게 됨으로써, 상기 발전 제동 모드로 제동하는 중에는 상기 제어 장치(100) 내부의 전압, 이를테면 상기 직류 링크부(11b)의 전압이 높아지는 것을 방지하게 되고, 또한 상기 여력 제동 모드로 제동하는 중에는 상기 모터(200)의 역기전력에 의한 상기 제어 장치(100)의 온도 증가를 억제하게 되어, 상기 모터(200)의 속도에 따른 적절한 제동이 이루어지게 될 수 있다.
이와 같이 상기 모터(200)의 제동 시작 시 속도가 상기 약자속 운전 진입 속도를 초과하는지 여부에 따라 상기 모터(200)의 제동을 제어하는 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)가 상기 제1 제동 모드로 제동하도록 제어하는 중, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 모터(200)가 상기 제1 제동 모드에서 상기 제2 제동 모드로 전환하여 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)가 상기 발전 제동 모드로 제동하는 중 상기 모터(200)의 속도가 상기 속도 기준 미만이 되면, 상기 발전 제동 모드에서 상기 여력 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동시키게 될 수 있다.
이처럼, 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드로 제동시키는 중, 상기 모터(200)의 제동 중 속도가 상기 약자속 운전 진입 속도에 미만이 된 경우, 상기 모터(200)의 속도가 낮아짐으로써 상기 모터(200)의 역기전력이 낮아 상기 직류 링크부(11b)의 전압이 높아지지 않게 되므로, 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드에서 상기 여력 제동 모드로 전환하여 제동시키게 될 수 있다.
이에 따라, 상기 직류 링크부(11b)의 전압이 높아지는 것을 방지하게 되고, 상기 모터(200)의 역기전력에 의한 상기 제어 장치(100)의 온도 증가를 억제하게 되어, 상기 모터(200)의 제동 중 속도 상태에 따른 적절한 제동이 이루어지게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는 또한, 상기 모터(200)가 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 제어하는 중, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 기설정된 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 모터(200)가 상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 제동하도록 상기 구동부(10)를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 기설정된 저속 기준은, 상기 모터(200)가 저속 운전 영역에 해당하는 속도로 운전할 시의 속도를 의미할 수 있고, 바람직하게는 상기 저속 운전 영역의 최대 속도로 설정될 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)가 상기 여력 제동 모드로 제동하는 중 상기 모터(200)의 속도가 상기 저속 기준 미만이 되면, 상기 여력 제동 모드에서 상기 발전 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동시키게 될 수 있다.
이처럼, 상기 모터(200)를 상기 여력 제동 모드로 제동시키는 중, 상기 모터(200)의 제동 중 속도가 상기 저속 기준 속도에 미만이 된 경우, 상기 모터(200)를 상기 여력 제동 모드에서 상기 발전 제동 모드로 전환하여 제동시킴으로써, 상기 모터(200)의 제동 속도를 높여 상기 모터(200)의 제동이 신속하게 이루어지도록 하게 될 수 있다.
도 5a 및 5b는 이와 같은 상기 제어 장치(100)의 제동 제어의 결과를 설명하기 위한 그래프 예시를 나타내는 것으로, 도 5a는 종래와 같이 상기 발전 제동 모드로만 제동하는 경우를, 도 5b는 상기 발전 제동 모드와 상기 여력 제동 모드를 전환하며 제동하는 경우를 나타낸다.
도 5a에 도시된 바와 같은 상기 발전 제동 모드로만 제동하는 경우, 상기 발전 제동 모드에 따라 상기 모터(200)의 제동이 이루어지는 동안, 상기 모터(200)의 발전 제동 전류에 의해 상기 모터(200) 내부에 유기되는 전류(Iqe)가 감소되지 않고 제동 시작 전보다 큰 크기로 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 전류의 영향으로 인해, 상기 모터(200)의 제동이 이루어지는 동안 상기 제어 장치(100) 내부의 온도가 상승하게 된다.
도 5b에 도시된 경우와 같은 상기 발전 제동 모드와 상기 여력 제동 모드를 전환하며 제동하는 경우, 상기 모터(200)의 제동 중 속도가 상기 진입 속도 이상인 구간에서는 상기 발전 제동 모드로, 상기 모터(200)의 제동 중 속도가 상기 진입 속도 미만인 구간에서는 상기 여력 제동 모드로 전환하여 제동하고, 상기 모터(200)의 제동 중 속도가 상기 저속 기준 미만인 구간에서는 상기 발전 제동 모드로 전환하여 제동하여, 상기 모터(200) 내부에 유기되는 전류(Iqe)가 도 5a에 도시된 바와 같은 상기 발전 제동 모드로만 제동하는 경우보다 감소되었음을 확인할 수 있다. 이처럼, 상기 여력 제동 모드로 제동할 시 상기 직류 링크부(11b)의 전압이 상승되는 약자속 운전 진입 속도 이상에서는 상기 발전 제동 모드로 제동하고, 상기 여력 제동 모드로 제동할 시 상기 직류 링크부의 전압이 상승되지 않고, 상기 발전 제동 모드로 제동할 시 상기 모터(200) 내부에 큰 전류가 유기되는 약자속 운전 진입 속도 미만에서는 상기 여력 제동 모드로 제동하고, 상기 모터(200)의 제동이 마무리되는 저속 기준 미만에서는 상기 발전 제동 모드로 제동하여 신속하게 제동함으로써, 상기 약자속 운전 진입 속도 이상에서 상기 여력 제동 모드로 제동할 시 우려되는 상기 직류 링크부(11b)의 전압 상승을 방지하고, 상기 약자속 운전 진입 속도 미만에서 상기 발전 제동 모드로 제동할 시 우려되는 상기 모터(200) 내부에 유기되는 전류에 의한 온도 상승을 방지하며, 제동이 마무리되는 저속 구간에서는 상기 모터(200)를 빠르게 제동하게 되어, 상기 모터(200)의 속도에 따른 안정적이고, 효율적이고, 적절한 제동이 이루어지게 됨은 물론, 제동 시 상기 모터(200) 내부에 발생하는 전압 상승 및 온도 상승을 억제하게 될 수 있다.
상술한 바와 같은 상기 제어 장치(100)의 상기 모터(200)의 제동 제어 과정은, 도 6에 도시된 바와 같은 순서로 이루어지게 될 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)의 구동이 시작된 후 상기 모터(200)의 상기 약자속 운전이 시작되면(P1), 상기 모터(200)의 상기 약자속 운전 진입 속도를 검출하여 상기 속도 기준으로 설정한다(P2). 이후, 상기 모터(200)의 제동이 시작되면(P3), 상기 모터(200)의 속도를 검출하여 상기 속도 기준과 비교하고(P4), 비교 결과에 따라 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드 또는 상기 여력 제동 모드로 제동시키게 된다(P5 또는 P6). 상기 모터(200)의 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 발전 제동 모드로 상기 모터(200)를 제동시키게 되고(P4->P5), 상기 모터(200)의 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 여력 제동 모드로 상기 모터(200)를 제동시키게 된다(P4->P6).
이때, 상기 발전 제동 모드로 제동하는 중(P5) 상기 모터(200)의 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 발전 제동 모드에서 상기 여력 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동시키게 된다(P5->P4->P6).
상기 여력 제동 모드로 제동하는 중(P6)에는, 상기 모터(200)의 속도를 상기 저속 기준과 비교하여(P7), 비교 결과에 따라 상기 모터(200)를 제동시키게 된다(P6 또는 P8). 상기 모터(200)의 속도가 상기 저속 기준 이상인 경우, 상기 여력 제동 모드를 유지하여 상기 모터(200)의 속도를 감속시키고(P7->P6), 상기 모터(200)의 속도가 상기 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 발전 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동시키게 된다(P7->P8).
[모터 제어 시스템]
이하, 본 명세서에 개시된 모터 제어 시스템(이하, 시스템이라 칭한다)의 실시 예를 설명하되, 앞서 설명한 내용과 공통/중복되는 부분은 가급적 생략하여 상기 시스템의 실시 예를 설명한다.
본 명세서에 개시된 [모터 제어 시스템]은 상술 또는 하술된 실시 예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시 예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하지 않는다.
상기 시스템은, 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)(또는 상기 제어 장치(100))를 포함할 수 있다.
상기 시스템은, 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)(또는 상기 제어 장치(100))의 모터를 제어하기 위한 시스템일 수 있다.
상기 시스템은, 상기 모터에 전원을 인가하여 상기 모터의 구동을 제어하는 시스템으로, 보다 구체적으로는 상기 모터에 인가되는 전원을 제어하여 상기 모터에 인가함으로써, 상기 모터의 구동을 제어하는 시스템일 수 있다.
상기 시스템은, 상기 모터의 기동 및 운전을 제어하는 모든 종류의 제어 장치, 또는 시스템일 수 있으며, 예를 들면, 상기 모터를 제어하는 장치, 상기 모터의 구동/제동을 제어하는 구동/제동 장치, 또는 상기 모터의 운전을 제어하는 장치의 제어 시스템, 또는 이를 포함한 시스템 등일 수 있다.
상기 시스템(1000)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(200) 및 상기 모터(200)에 구동 전원을 인가하여 상기 모터(200)를 제어하는 제어 장치(100)를 포함하고, 상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)를 제동하는 경우, 상기 모터(200)의 제동시 속도에 따라 상기 모터(200)를 제1 제동 모드 또는 제2 제동 모드로 제동한다.
여기서, 상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)를 제어하는 인버터 장치, 또는 모터 구동 장치로, 바람직하게는 앞서 설명한 모터 제어 장치(100)일 수 있다.
즉, 상기 시스템(1000)은, 앞서 설명한 모터 제어 장치(100)와, 상기 모터 제어 장치(100)의 제어 대상에 해당하는 상기 모터(200)를 포함하는 시스템일 수 있다.
상기 제 1 제동 모드는, 상기 모터(200)를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동 모드이고, 상기 제 2 제동 모드는, 상기 모터(200)에 인가되는 상기 구동 전원을 차단시켜 제동하는 여력 제동 모드일 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 외부로부터 입력된 입력 전원을 상기 구동 전원으로 변환하여 상기 모터(200)에 인가하는 구동부(10), 상기 모터(200)의 전압 및 전류를 검출하는 검출부(20) 및 상기 검출 결과를 근거로 상기 구동부(10)를 제어하여 상기 모터(200)의 구동을 제어하는 제어부(30)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(10)는, 상기 입력 전원이 입력되는 입력부(11) 및 복수의 스위칭부(S)를 포함하여, 상기 복수의 스위칭부(S)의 스위칭 동작을 통해 상기 입력부(11)로부터 전달받은 전원을 상기 구동 전원으로 변환하는 변환부(12)를 포함하고, 상기 제어부(30)는, 상기 복수의 스위칭부(S)를 제어하여 상기 구동 전원의 변환을 제어할 수 있다.
상기 입력부(11)는, 상기 입력 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부(11a) 및 상기 직류 전원을 평활화하는 직류 링크부(11b)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상기 입력부(11)의 일단과 연결된 스위칭부(S'a, S'b 및 S'c)를 턴온(Turn-on)할 수 있다.
여기서, 상기 일단은 상기 입력부(11)의 하단, 즉 상기 직류 전원의 (-)단을 의미할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상기 입력부(11)의 타단과 연결된 스위칭부(Sa, Sb 및 Sc)를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터(200)를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 스위칭부(S) 전체를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 상기 검출 결과를 근거로 상기 모터(200)의 속도를 검출하여, 상기 모터(200)의 속도에 따라 상기 모터(200)를 제어할 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도를 기설정된 속도 기준과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 상기 모터(200)를 제동할 수 있다.
상기 기설정된 속도 기준은, 상기 모터(200)가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터의 속도일 수 있고, 상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)를 약자속 운전으로 제어할 시 상기 모터의 속도를 검출하여, 검출한 속도를 상기 속도 기준으로 설정할 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 모터(200)를 상기 제1 제동 모드로 제동하고, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우는, 상기 모터(200)를 상기 제2 제동 모드로 제동할 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 제1 제동 모드에서 상기 제2 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동할 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 상기 모터(200)를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 기설정된 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동할 수 있다.
상술한 바와 같은 상기 시스템(1000)의 상기 모터(200)의 제동 제어 과정은, 도 6에 도시된 바와 같은 순서로 이루어지게 될 수 있다.
상기 시스템(1000)은, 상기 모터(200)의 구동을 시작한 후 상기 모터(200)의 상기 약자속 운전 제어를 시작하면(P1), 상기 모터(200)의 상기 약자속 운전 진입 속도를 검출하여 상기 속도 기준으로 설정한다(P2). 이후, 상기 모터(200)의 제동을 시작하면(P3), 상기 모터(200)의 속도를 검출하여 상기 속도 기준과 비교하고(P4), 비교 결과에 따라 상기 모터(200)를 상기 발전 제동 모드 또는 상기 여력 제동 모드로 제동하게 된다(P5 또는 P6). 상기 모터(200)의 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 발전 제동 모드로 상기 모터(200)를 제동하게 되고(P4->P5), 상기 모터(200)의 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 여력 제동 모드로 상기 모터(200)를 제동하게 된다(P4->P6).
이때, 상기 발전 제동 모드로 제동하는 중(P5) 상기 모터(200)의 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 발전 제동 모드에서 상기 여력 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동하게 된다(P5->P4->P6).
상기 여력 제동 모드로 제동하는 중(P6)에는, 상기 모터(200)의 속도를 상기 저속 기준과 비교하여(P7), 비교 결과에 따라 상기 모터(200)를 제동하게 된다(P6 또는 P8). 상기 모터(200)의 속도가 상기 저속 기준 이상인 경우, 상기 여력 제동 모드를 유지하여 상기 모터(200)의 속도를 감속시키고(P7->P6), 상기 모터(200)의 속도가 상기 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 발전 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)를 제동하게 된다(P7->P8).
[모터 제어 방법]
이하, 본 명세서에 개시된 모터 제어 방법(이하, 제어 방법이라 칭한다)의 실시 예를 설명하되, 앞서 설명한 내용과 공통/중복되는 부분은 가급적 생략하여 상기 시스템의 실시 예를 설명한다.
본 명세서에 개시된 [모터 제어 방법]은 상술 또는 하술된 실시 예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시 예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하지 않는다.
상기 제어 방법은, 모터의 제동을 제어하기 위한 방법일 수 있다.
상기 제어 방법은, 상기 모터에 전원을 인가하여 상기 모터의 구동을 제어하는 장치 또는 시스템에 적용되는 제어 방법으로, 보다 구체적으로는 상기 모터에 인가되는 전원을 제어하여 상기 모터에 인가함으로써, 상기 모터의 구동을 제어하는 장치 또는 시스템의 모터를 제동하기 위한 제어 방법일 수 있다.
상기 제어 방법은, 앞서 설명한 상기 모터 구동 장치(100)(또는 상기 제어 장치(100)) 또는 상기 모터 제어 시스템(1000)의 모터를 제동하기 위한 제어 방법일 수 있다.
상기 제어 방법은, 바람직하게는 앞서 설명한 상기 모터 장치(100)(또는 상기 제어 장치(100))에 적용될 수 있다.
이하, 실시 예의 이해를 돕기 위해 앞서 설명한 상기 모터 제어 시스템(1000)을 기준으로 실시 예를 설명하되, 앞서 상기 모터 제어 시스템(1000)에서 설명한 내용과 중복되는 부분은 생략한다.
상기 제어 방법은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제동 중인 상기 모터(200)의 속도를 검출하는 단계(S10), 상기 모터(200)의 속도를 기설정된 기준 속도와 비교하는 단계(S20) 및 비교 결과에 따라 제1 제동 모드 또는 제2 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어하는 단계(S30)를 포함한다.
상기 제어 방법은, 상기 모터의 구동이 시작된 후, 제동이 이루어져 구동이 정지되기까지 이루어지는 제어 방법으로, 도 7에서 [시작]은 상기 모터의 제동 시작을, [종료]는 상기 모터의 제동 종료를 의미할 수 있다.
상기 제어 방법은, 상기 검출하는 단계(S10), 상기 비교하는 단계(S20) 및 상기 제어하는 단계(S30)를 포함하여, 상기 모터(200)의 구동이 시작(시작)된 후, 구동이 정지되기까지(종료) 상기 단계들을 통해 상기 모터의 제동을 제어하게 된다.
여기서, 상기 제1 제동 모드는, 상기 모터(200)를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동 모드이고, 상기 제2 제동 모드는, 상기 모터(200)에 인가되는 상기 구동 전원을 차단시켜 제동하는 여력 제동 모드일 수 있다.
상기 검출하는 단계(S10)는, 상기 모터(200)의 제동 제어가 시작된 후, 상기 모터(200)의 제동 시작 시, 또는 제동 중인 상기 모터(200)의 속도를 검출할 수 있다.
상기 검출하는 단계(S10)는, 상기 모터(200)의 전압 및 전류를 검출하여, 상기 전압 및 전류를 검출한 결과를 근거로 상기 모터(200)의 속도를 검출할 수 있다.
즉, 상기 검출하는 단계(S10)는, 상기 모터(200)의 제동 제어가 시작된 후, 상기 모터(200)의 전압 및 전류를 검출한 결과를 근거로 상기 모터(200)의 제동 중 속도를 검출하게 될 수 있다.
상기 비교하는 단계(S20)는, 상기 검출하는 단계(S10)에서 검출한 상기 모터(200)의 제동 중 속도를 상기 기설정된 속도 기준과 비교할 수 있다.
상기 기설정된 속도 기준은, 상기 모터(200)가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터(200)의 속도일 수 있다.
즉, 상기 비교하는 단계(S20)는, 상기 검출하는 단계(S10)에서 검출한 상기 모터(200)의 제동 시 속도와, 상기 모터(200)가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터(200)의 진입 속도를 비교하게 될 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 비교하는 단계(S20)에서 상기 모터(200)의 제동 시 속도와 상기 속도 기준을 비교한 비교 결과에 따라 상기 제1 제동 모드 또는 상기 제2 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어할 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 제1 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어하는 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 모터(200)에 구동 전원을 인가하는 변환부(12)(인버터부(12))의 복수의 스위칭부(S) 중 하암 스위칭부(S'a, S'b 및 S'c)를 턴온(Turn-on)할 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는 또한, 상기 모터(200)를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우, 상기 복수의 스위칭부(S) 중 상암 스위칭부(Sa, Sb 및 Sc)를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(200)를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 스위칭부(S) 전체를 턴오프(Turn-off)할 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 비교 결과, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 제1 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우, 상기 발전 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어하게 될 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 비교 결과, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 제2 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우, 상기 여력 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어하게 될 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(200)를 상기 제1 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 제1 제동 모드에서 상기 제2 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)의 제동을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상에 해당하여 상기 발전 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어하는 중, 상기 모터(200)의 속도가 제동으로 인해 감소하게 되어 상기 속도 기준 미만이 된 경우, 상기 모터(200)의 제동을 상기 발전 제동 모드에서 상기 여력 제동 모드로 전환하여 제어하게 될 수 있다.
상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(200)를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 기설정된 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 상기 모터(200)의 제동을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(200)의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만에 해당하여 상기 여력 제동 모드로 상기 모터(200)의 제동을 제어하는 중, 상기 모터(200)의 속도가 제동으로 인해 감소하게 되어 상기 저속 기준 미만이 된 경우, 상기 모터(200)의 제동을 상기 여력 제동 모드에서 상기 발전 제동 모드로 전환하여 제어하게 될 수 있다.
상술한 바와 같은 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법의 실시 예들은, 모터 구동 장치를 비롯한 모터 제어 수단, 모터의 제동을 제어하는 수단, 시스템 및 방법 등에 적용될 수 있다. 특히, 의류처리장치의 모터를 제어하는 모터 제어 장치, 모터 제어 시스템 및 모터 제어 방법에 유용하게 적용되어 실시될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 모터 제어 기술에 적용될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 입력 전원
10: 구동부 11: 입력부
11a: 정류부(컨버터) 11b: 직류 링크부(평활 커패시터)
12: 변환부(인버터부) 20: 검출부
30: 제어부 100: 모터 제어 장치(모터 구동 장치)
200: 모터 1000: 모터 제어 시스템

Claims (15)

  1. 외부로부터 입력된 입력 전원을 복수의 스위칭부를 통해 모터에 인가되는 구동 전원으로 변환하여 상기 모터에 인가하는 구동부;
    상기 모터의 전압 및 전류를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부의 검출 결과를 근거로 상기 모터의 속도를 검출하여, 상기 모터의 속도에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 모터의 제동 시작 시 속도가 기설정된 속도 기준 이상이면 상기 모터가 제1 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부를 제어하고, 상기 모터의 제동 시작 시 속도가 상기 속도 기준 미만이면 상기 모터가 제2 제동 모드로 제동하도록 상기 구동부를 제어하되,
    상기 제1 제동 모드는,
    상기 모터를 발전기로 동작시켜 제동하는 발전 제동 모드이고,
    상기 제2 제동 모드는,
    상기 모터에 인가되는 상기 구동 전원을 차단시켜 제동하는 여력 제동 모드이고,
    상기 제어부는,
    상기 모터가 상기 제2 제동 모드로 제동하도록 제어하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 저속 운전 영역의 최대 속도인 기설정된 저속 기준 미만이 된 경우,
    상기 모터가 상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 제동하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터가 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우,
    상기 복수의 스위칭부 중 상기 입력 전원이 입력되는 입력부의 일단과 연결된 스위칭부를 턴온(Turn-on)하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터가 상기 제1 제동 모드로 제동하는 경우,
    상기 복수의 스위칭부 중 상기 입력부의 타단과 연결된 스위칭부를 턴오프(Turn-off)하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터가 상기 제2 제동 모드로 제동하는 경우,
    상기 복수의 스위칭부 전체를 턴오프(Turn-off)하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 속도 기준은,
    상기 모터가 약자속 운전으로 진입할 시 상기 모터의 속도인 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터를 약자속 운전으로 제어할 시 상기 모터의 속도를 검출하여, 검출한 속도를 상기 속도 기준으로 설정하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 모터의 제동을 제어하기 위한 모터 제어 방법에 있어서,
    제동중인 상기 모터의 속도를 검출하는 단계;
    상기 모터의 속도를 기설정된 속도 기준과 비교하는 단계; 및
    비교 결과에 따라 상기 모터를 발전기로 동작시켜 제동하는 제1 제동 모드 또는 상기 모터에 인가되는 구동 전원을 차단시켜 제동하는 제2 제동 모드로 상기 모터의 제동을 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 비교 결과, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 이상인 경우,
    상기 제1 제동 모드로 상기 모터의 제동을 제어하고,
    상기 비교 결과, 상기 모터의 제동 시 속도가 상기 속도 기준 미만인 경우,
    상기 제2 제동 모드로 상기 모터의 제동을 제어하여,
    상기 모터의 제동을 상기 제1 제동 모드 및 상기 제2 제동 모드 중 어느 한 모드로 선택적으로 제어하되,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 모터를 상기 제2 제동 모드로 제동하는 중, 상기 모터의 제동 시 속도가 기설정된 저속 운전 영역의 최대 속도 미만이 된 경우,
    상기 제2 제동 모드에서 상기 제1 제동 모드로 전환하여 상기 모터의 제동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  14. 삭제
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