KR102583926B1 - 배수 모터 및 세탁기 - Google Patents

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용신 펑
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지앙수 레일리 모터 코., 엘티디.
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Abstract

본원은 배수 모터 및 상기 배수 모터를 포함하는 세탁기에 관한 것이다.상기 배수 모터는 내부에 제1 캐비티가 형성되는 하우징(1); 및 제1 캐비티 내에 위치하는 모터를 포함하며, 또한 직류 전원에 기반하여 상기 모터에 대한 제어를 구현하기 위한 모터 제어 장치를 포함하는 모터 제어 시스템(7)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배수 모터 및 세탁기{Drain motor and washing machine}
본원은 배수 모터 및 상기 배수 모터를 포함하는 세탁기에 관한 것이다.
경제 수준의 부단한 향상에 따라, 가전 제품에 대한 대중의 요구도 점점 높아지는 추세이다.이러한 요구는 가전제품의 성능에만 관련되지 않고, 가전제품의 안전과 에너지 절약 측면의 종합적인 성능에도 관련된다.
세탁기는 매우 중요한 가전제품으로서, 그 안전과 에너지 절약은 이미 대중들이 가장 먼저 고려하는 요인이 되었다.배수 모터는 세탁기의 세척과 탈수 기능 전환에 사용되는 컨트롤러이므로, 배수 모터가 안전과 에너지 절약에 대한 요구를 만족시키는지 또한 매우 중요하다.일반적으로, 기존 세탁기의 배수 모터는 클로폴(claw pole) 형 영구 자석 동기 모터를 그 동력원으로 하고 있으며, 이러한 경우 교류 전원을 입력으로 사용하여야 모터를 정상적으로 구동시킬 수 있다.교류 전원을 사용하면 비교적 큰 위험을 초래할 수 있으나, 직류 전원을 직접 사용하여 구동한 동력원 또한 약간의 문제들을 초래할 수 있다.예컨대, 직류 모터로 클로폴 형 영구 자석 동기 모터를 대체할 수는 있지만, 직류 모터가 브러시 모터를 가지게 되면 사용 수명에 제한성이 생기며, 브러시리스 모터를 가지게 될 때는 제조 비용이 비싸다.또한, 직류 모터를 동력원으로 사용할 때에는 기존의 동력원 구조를 비교적 많이 변경하게 되므로 고객의 전체적인 기계 조립에 간섭하는 문제가 발생할 수 있으며, 전체 항목의 개발에 대해서도 막대한 투자를 야기할 수 있다.
따라서, 어떻게 동력원 구조를 변경하지 않으면서 직류를 배수 모터의 입력 전원으로 사용하고 상기 입력 전원에 기반하여 상기 모터에 대한 양질의 제어를 구현할 것인가는 당업계에서 시급한 해결을 요하는 기술적 과제이다.
따라서, 본원의 목적은 배수 모터와 이러한 배수 모터를 포함하는 세탁기를 제공하는 것이다.상기 배수 모터는 별도로 설치되어 장치를 제어하고, 직류 입력 전원을 사용하며, 기존의 동력원 구조를 변함없이 유지할 수 있다.따라서, 이러한 배수 모터의 안전은 신뢰성이 높으며, 에너지 소모가 비교적 낮고, 수명이 비교적 길며, 구조가 치밀, 간단하고 생산 비용도 비교적 낮다.
본원은 배수 모터에 관한 것이다.상기 배수 모터는 내부에 제1 캐비티가 형성되는 하우징; 및 제1 캐비티 내에 위치하는 모터를 포함하며, 또한 상기 배수 모터는, 직류 전원에 기반하여 상기 모터에 대한 제어를 구현하기 위한 모터 제어 장치를 포함하는 모터 제어 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일부 실시예에서, 상기 모터 제어 시스템은 모터의 일 측에 위치하는 베이스; 및 베이스 상에 설치되며 베이스와 함께 제2 캐비티를 형성하는 커버를 포함하고, 상기 모터 제어 장치는 제2 캐비티 내에 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 모터 제어 시스템은 하우징의 외측에 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 베이스는: 본체; 모터로부터 떨어진 본체의 일 측에 설치되는, 모터 제어 장치를 지지하기 위한 다수 개의 지지부; 및 모터로부터 떨어진 본체의 일 측에 설치되며 모터 외부로 개방되는 챔버를 가져 모터 제어 장치의 입력 소자를 수용하기 위한, 입력 단자 시트를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 베이스는 본체 상의 출력홀을 더 포함하며, 상기 출력홀의 위치와 수량은 모터 입력 소자의 위치와 수량에 대응되어, 모터 입력 소자가 출력홀을 통하여 모터 제어 장치와 연결될 수 있게 된다.
일부 실시예에서, 다수 개의 지지부는 다수 개의 돌출부로서, 다수 개의 돌출부는 각각 베이스부와, 베이스부에 수직하며 본체로부터 연장되는 위치한정부를 가지고, 모터 제어 장치는 베이스부 상에 지지되며 그 위치가 위치한정부에 의하여 한정된다.
일부 실시예에서, 상기 베이스는 베이스 중 모터로부터 떨어진 본체의 일 측에 설치되고 본체에 수직으로 연장되며 입력 단자 시트의 양측에 설치되는 립(rib) 부를 더 포함하며, 상기 커버는 립 부 및 입력 단자 시트와 대응되는 함몰부를 더 포함하여, 함몰부 내에서 커버와 베이스를 밀봉 용접할 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 함몰부는 사다리형 형상을 가진다.
일부 실시예에서, 상기 커버는 바텀 플레이트와, 바텀 플레이트로부터 연장되는 다수 개의 측벽을 포함하며, 상기 다수 개의 측벽은 베이스 상에 접합되어 제2 캐비티를 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 바텀 플레이트 상에는, 제2 캐비티 내에서 베이스를 향해 모터 장치에 가압하기 위한 다수 개의 프레스 레그가 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 다수 개의 측벽의 베이스를 향하는표면에는 베이스와 접합되기 위한 다수 개의 돌기가 설치되며, 다수 개의 돌기는 대응되는 측벽의 전체 길이를 따라 연장된다.
일부 실시예에서, 상기 모터 제어 장치는 모터에 연결되고, 직류 전원인 전원 유닛; 전원 유닛에 연결되고 소정의 제어 전략에 기반하여 역변환 제어 신호를 출력하도록 구성되는 마이크로 제어 유닛; 전원 유닛 및 마이크로 제어 유닛에 연결되고 상기 마이크로 제어 유닛부터 출력되는 역변환 제어 신호를 수신하도록 구성되는 역변환 제어 유닛을 포함하며, 상기 역변환 제어 신호에 따라, 상기 직류 전원에 기반하여 상기 모터에 사용되는 교류 전압을 생성하고, 상기 교류 전압을 상기 모터로 출력하며; 상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호 또는 두 개의 제어 신호이다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 유닛은 상기 역변환 제어 신호에 기반하여 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 교대로 생성하도록 구성되며, 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압의 전압 방향은 상반되고, 상기 제1 구동 전압과 제2 구동 전압의 지속 시간은 동일하다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호이고, 상기 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가질 경우, 상기 역변환 제어 유닛은 제1 구동 전압을 생성하도록 구성되고; 상기 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가질 경우, 상기 역변환 제어 유닛은 제2 구동 전압을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호이며, 상기 두 개의 제어 신호는 제1 역변환 제어 신호 및 제2 역변환 제어 신호고, 상기 제1 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가지고 상기 제2 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 유닛은 제1 구동 전압을 생성하도록 구성되고; 상기 제1 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가지고 상기 제2 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 유닛은 제2 구동 전압을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 전원 유닛은 제1 전원 출력 단자와 제2 전원 출력 단자를 포함하며, 상기 모터는 제1 구동 입력 단자 및 제2 구동 입력 단자를 포함하고, 상기 역변환 제어 유닛은 제1 제어 입력 단자 및 제2 제어 입력 단자를 포함하며, 상기 역변환 제어 유닛은: 제1 상완 모듈-제1 단자는 제1 전원 출력 단자에 연결되고, 제2 단자는 모터의 제1 구동 입력 단자에 연결되며, 제3 단자는 제1 지향 다이오드를 경유하여 모터의 제2 구동 입력 단자에 연결되고, 상기 제1 지향 다이오드는 제1 상완 모듈로부터 모터의 제2 구동 입력 단자까지의 제1 전류 방향을 한정하는-; 제2 상완 모듈-제1 단자는 제1 전원 출력 단자에 연결되고, 제2 단자는 모터의 제2 구동 입력 단자에 연결되며, 제3 단자는 제2 지향 다이오드를 경유하여 모터의 제1 구동 입력 단자에 연결되며, 상기 제2 지향 다이오드는 제2 상완 모듈로부터 모터의 제1 구동 입력 단자까지의 제2 전류 방향을 한정하는-; 제1 하완 제어 스위치-제어 단자는 상기 제1 제어 입력 단자에 연결되고, 제1 단자는 상기 제1 상완 모듈의 제2 단자 및 상기 모터의 제1 구동 입력 단자에 연결되며, 제2 단자는 전원 유닛의 제2 전원 출력 단자에 연결되는-; 제2 하완 제어 스위치-제어 단자는 상기 제2 제어 입력 단자에 연결되고, 제1 단자는 상기 제2 상완 모듈의 제2 단자 및 모터의 제2 구동 입력 단자에 연결되고, 제2 단자는 전원 유닛의 제2 전원 출력 단자에 연결되는-를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 제1 구동 전압을 생성할 때, 상기 제1 하완 제어 스위치는 상기 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온(turn on)되어 제2 상완 모듈, 모터, 제1 하완 제어 스위치로 하여금 제1 턴-온 회로를 구성하게 하고; 상기 역변환 제어 유닛이 상기 제2 구동 전압을 생성할 때, 상기 제2 하완 제어 스위치는 상기 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 제1 상완 모듈, 모터, 제2 하완 제어 스위치로 하여금 제2 턴-온 회로를 구성하게 한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 상완 모듈은, 제1 전극은 상기 제1 전원 출력 단자에 연결되고, 제2 전극은 모터의 제1 구동 입력 단자에 연결되는, 제1 스위치; 및 상기 제1 스위치의 제어 전극과 상기 제1 스위치의 제1 전극 사이에 걸쳐 연결되는, 제1 스위치 저항을 포함하며, 상기 제1 스위치의 제어 전극은 제1 지향 다이오드를 경유하여 모터의 제2 구동 입력 단자에 연결된다.
일부 실시예에서, 상기 제2 상완 모듈은, 제1 전극은 상기 제1 전원 출력 단자에 연결되고, 제2 전극은 모터의 제2 구동 입력 단자에 연결되는, 제2 스위치; 및 상기 제2 스위치의 제어 전극과 상기 제2 스위치의 제1 전극 사이에 걸쳐 연결되는, 제2 스위치 저항을 포함하며, 상기 제2 스위치의 제어 전극은 제2 지향 다이오드를 경유하여 모터의 제1 구동 입력 단자에 연결된다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 모터로 출력하는 교류 전압은 교류 방형파 형태를 가짐으로써, 모터의 코일 전류가 교류변환된 방형파 전류가 되게 한다.
일부 실시예에서, 상기 모터 제어 장치는 주기 제어 신호를 사용하여 모터를 제어하도록 구성되고, 상기 주기 제어 신호의 각 주기는 지속 기간 및 전류 소모 기간을 포함하며; 상기 모터 제어 장치는 구동 유닛-상기 주기 제어 신호를 수신하고, 상기 지속 기간 동안 상기 주기 제어 신호에 응답하여 상기 모터를 구동시키고, 상기 전류 소모 기간 내에 상기 주기 제어 신호에 응답하여 상기 모터의 코일 전류를 목표값까지 강하시키도록 구성되는-을 포함하며, 상기 지속 기간의 길이와 상기 전류 소모 기간의 길이는 상기 모터의 작동 주파수 및 상기 모터의 코일 저항에 따라 획득되고; 상기 구동 유닛에 상기 주기 제어 신호를 제공하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 구동 유닛은 직류 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 주기 제어 신호에 응답하여 상기 직류 신호를 상기 모터에 필요한 작동 주파수를 가지는 교류 신호로 변환하고 이를 상기 모터 코일에 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 목표값의 범위는 0 내지 상기 모터의 코일 전류 피크값까지이다.
일부 실시예에서, 상기 지속 기간의 길이와 상기 전류 소모 기간의 길이의 합은 상기 모터의 작동 주기의 1/2 이하이며, 상기 모터의 작동 주기는 대칭되는 두 부분을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 지속 기간의 길이 t1은
t1=(1-K)*1/2f로 표시되고；
상기 전류 소모 기간의 길이 t2는
t2=(K)*1/2f로 표시되며；
이 때, f는 상기 모터의 작동 주파수를 나타내고, K는 상기 모터의 코일 저항에 따라 획득한 계수를 나타내며, K의 값은 0 내지 1이다.
일부 실시예에서, 배수 모터는 상기 계수 K와 모터의 코일 저항의 대응 관계를 저장하도록 구성되는 룩업 테이블을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 구동 유닛은 각각 상기 모터와 연결되는 제1 상완 스위치, 제1 하완 스위치, 제2 상완 스위치 및 제2 하완 스위치를 포함하며, 상기 모터의 작동 주기는 대칭되는 제1 서브 주기와 제2 서브 주기를 포함하고, 상기 제1 서브 주기와 상기 제2 서브 주기는 각각 상기 지속 기간과 상기 전류 소모 기간을 포함하며; 상기 제1 상완 스위치 및 상기 제2 하완 스위치는 상기 제1 서브 주기의 지속 기간 동안 상기 모터를 구동시키도록 구성되고; 상기 제2 상완 스위치 및 상기 제1 하완 스위치는 상기 제2 서브 주기의 지속 기간 동안 상기 모터를 구동시키도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 상완 스위치는 제1 상완 트랜지스터 및 상기 제1 상완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제1 다이오드를 포함하고, 상기 제1 하완 스위치는 상기 제1 하완 트랜지스터 및 상기 제1 하완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제2 다이오드를 포함하며, 상기 제2 상완 스위치는 제2 상완 트랜지스터 및 상기 제2 상완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제3 다이오드를 포함하고, 상기 제2 하완 스위치는 제2 하완 트랜지스터 및 상기 제2 하완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제4 다이오드를 포함하며, 상기 제1 상완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 구동 유닛의 제1 입력 단자에 연결되어 제1 전원 전압을 수신하고, 상기 제1 상완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 모터에 연결되며, 상기 제1 상완 트랜지스터의 제어 단자는 제1 구동 신호 단자에 연결되어 제1 제어 신호를 수신하고; 상기 제1 하완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 제1 상완 트랜지스터의 제2 전극에 연결되며, 상기 제1 하완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 구동 유닛의 제2 입력 단자에 연결되어 제2 전원 전압을 수신하고, 상기 제1 하완 트랜지스터의 제어 단자는 제2 구동 제어 신호 단자에 연결되어 제2 제어 신호를 수신하며; 상기 제2 상완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 구동 유닛의 제1 입력 단자에 연결되어 상기 제1 전원 전압을 수신하고, 상기 제2 상완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 모터에 연결되며, 상기 제2 상완 트랜지스터의 제어 단자는 제3 구동 제어 신호 단자에 연결되어 제3 제어 신호를 수신하고; 상기 제2 하완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 제2 상완 트랜지스터의 제2 전극에 연결되며, 상기 제2 하완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 구동 유닛의 제2 입력 단자에 연결되어 상기 제2 전원 전압을 수신하고, 상기 제2 하완 트랜지스터의 제어 단자는 제4 구동 제어 신호 단자에 연결되어 제4 제어 신호를 수신하며; 상기 주기 제어 신호는 상기 제1 제어 신호, 상기 제2 제어 신호, 상기 제3 제어 신호 및 상기 제4 제어 신호를 포함하고, 상기 직류 신호는 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 모터는 클로폴 형 영구 자석 동기 모터이다.
본 공개의 또 다른 측면에 따르면, 전술한 배수 모터를 포함하는 세탁기를 제안한다.
본원의 실시예의 기술적 해결 방법을 보다 분명히 설명하기 위하여, 아래에서는 본원 실시예의 도면을 간단하게 소개한다.여기서, 도면은 본원의 일부 실시예를 도시하기 위한 것일 뿐 본원의 모든 실시예가 이에 제한되지는 아니한다.도면에서:
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 배수 모터를 도시한 외관도이고;
도 2는 도 1에 따른 배수 모터의 분해도이며;
도 3은 도 1에 따른 배수 모터의 모터 제어 시스템 및 모터를 도시한 분해도이고;
도 4는 도 1에 따른 배수 모터의 모터 제어 시스템의 베이스를 도시한 도면이며;
도 5는 배수 모터의 부분 도면과 부분 확대도로서, 베이스와 모터 제어 장치가 모터의 일측에 설치됨을 도시하였고;
도 6은 도 5의 부분 단면도를 도시하였으며;
도 7은 배수 모터의 부분 단면도로서, 커버를 베이스에 설치한 모습을 도시하였고;
도 8은 도 7의 커버의 함몰부를 도시한 도면이며;
도 9는 도 7의 커버의 내부를 도시한 도면이고;
도 10은 도 9의 커버의 일부를 도시한 단면도이며;
도 11은 본 고안의 또 다른 일 실시예에 따른 배수 모터의 베이스를 도시한 도면이고;
도 12A는 본 고안의 또 다른 일 실시예에 따른 배수 모터의 모터 제어 시스템 및 모터를 도시한 도면이며;
도 12B는 본 고안의 또 다른 일 실시예에 따른 배수 모터의 일부를 도시한 평면도이고; 그리고
도 12C는 본 고안의 또 다른 일 실시예에 따른 배수 모터의 일부를 도시한 평면도이며;
도 13은 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)의 예시적 블록도이고;
도 14는 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)의 구조를 도시한 블록도이며;
도 15는 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)의 변형체의 구조를 도시한 블록도이고;
도 16은 본 공개의 실시예에 따른 제1 상완 모듈(131) 및 제2 상완 모듈(132)의 구조를 도시한 블록도이며;
도 17은 본 공개의 실시예에 따른 전압 조절 유닛(140)의 모터 제어 장치(100)를 도시한 예시적 블록도이고;
도 18은 본 공개의 실시예에 따른 모터 코일의 전류가 교류 방형파 전류와 정현파(sine wave) 전류일 때를 도시한 비교도이고;
도 19는 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100A)의 회로도로서, 상기 모터 제어 장치 내의 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호이며;
도 20은 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치의 변형체(100B)의 회로도로서, 상기 모터 제어 장치 내의 역변환 제어 신호는 일방 역변환 제어 신호이고;;
도 21은 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 방법(700)을 도시한 예시적인 흐름도이며;
도 22는 본 공개의 실시예에 따라 마이크로 제어 유닛이 출력하는 역변환 제어 신호를 결정하는 과정(S702)을 도시한 예시적인 흐름도이고;
도 23A는 본 공개의 실시예에 따른 또 다른 모터 제어 장치(400)의 개략적인 블록도이며;
도 23B는 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(400)의 모터 제어 방법을 제시한 예시적인 흐름도이고;
도 23C는 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는, 지속 기간의 길이와 전류 소모 기간의 길이를 획득하는 방법의 흐름도이며;
도 24A는 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는, 방형파 제어 신호의 제어 하에서 모터 코일의 전류 파형을 도시한 도면이고;
도 24B는 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는, 정현파 제어 신호의 제어 하에서 모터 코일의 전류 파형을 도시한 도면이며;
도 25A는 본 공개의 적어도 일 실시예에 의하여 제공되는 구동부의 도면이고;
도 25B는 도 25A에 도시된 제1 서브 주기의 지속 기간의 전류 통로의 개략도이며;
도 25C는 도 25A에 도시된 제2 서브 주기의 지속 기간의 전류 통로의 개략도이고;
도 25D는 도 25A에 도시된 제1 서브 주기의 전류 소모 기간의 일부 예시의 전류 회로의 개략도이며;
도 25E는 도 25A에 도시된 제1 서브 주기의 전류 소모 기간의 또 다른 일부 예시의 전류 회로의 개략도이고;
도 26A는 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는 또 다른 제어 방법의 흐름도이며;
도 26B는 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는 또 다른 제어 방법의 흐름도이고;
도 26C는 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는 제어 방법의 시스템 흐름도이며;
도 27은 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는 제어 유닛의 블록도이다.
본원의 기술적 해결 방법의 목적과 기술적 해결 방법 및 장점이 보다 분명해지도록, 아래에서는 본원의 구체적인 실시예를 나타낸 도면을 참조하여 본원의 실시예에 기재된 기술적 해결 방법을 분명하고 완전하게 기술한다.도면에서 동일한 도면 기호는 동일한 요소를 나타낸다.기술한 실시예는 본원의 일부 실시예이며, 모든 실시예가 아님을 밝힌다.기술된 본원의 실시예에 기초하여, 당업자들이 창조적인 노력을 필요로 하지 않고 얻은 다른 실시예들은 모두 본원의 보호범위에 해당된다.
달리 정의하지 않는 한, 본문에서 사용된 기술적 용어 또는 과학적 용어는 본원이 속하는 분야의 당업자들이 이해하는 통상적인 의미로 사용될 것이다.본원의 특허출원용 명세서 및 청구범위에서 사용한 "제1", "제2" 및 이와 유사한 단어는 어떠한 순서, 수량 또는 중요성을 나타내기 위함이 아니며, 상이한 구성 요소를 구별하는 용도로만 사용된다.마찬가지로, "하나" 또는 "한" 등의 유사한 용어도 반드시 수량의 제한을 나타내는 것은 아니다."포함하다" 또는 "가지다" 등의 유사한 단어는 해당 단어 앞의 엘리먼트 또는 컴포넌트가 해당 단어 뒤에 나열되는 엘리먼트 또는 컴포넌트 및 이의 등가물을 포함함을 가리키는 것이지, 기타 엘리먼트 또는 컴포넌트를 배제하는 것이 아니다."연결되다" 또는 "상호연결" 등의 유사한 단어는 물리적 또는 기계적인 연결에 국한되지 않으며, 직접 또는 간접 여부에 상관없이 전기적 연결을 포함할 수 있다."상", "하", "좌", "우" 등은 상대적인 위치 관계를 나타내는 용도로만 사용되며, 기술되는 대상의 절대 위치가 변경된 후에는, 상기 상대 위치 관계 또한 이에 대응하게 변경될 수 있다.
도 1은 세탁기에 사용되는 배수 모터의 외관을 도시하였고, 도 2는 배수 모터의 구조 분해도이며, 도 3은 배수 모터의 모터 제어 시스템의 분해도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배수 모터는, 수직으로 상향하는 방향으로 중첩 설치된 상부 하우징(2)과 하부 하우징(3)을 포함하는 하우징(1)을 포함한다.상부 하우징(2)과 하부 하우징(3)은 하우징 내부에서 제1 캐비티를 형성하여, 배수 모터의 소자를 수용하고, 모터와 기어 컴포넌트 등이 외부로 노출되는 것을 방지하며, 배수 모터 내부의 컴포넌트에 안정적인 작동 환경을 제공하고, 배수 모터의 정상적인 작동을 가능하게 한다.도 2에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(2)과 하부 하우징(3)은 그 다수 개의 나사(28)에 의하여 제공되는 잠금 토크(torque)를 통하여 양자 사이의 긴밀한 연결을 구현한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배수 모터는 모터(4), 견인 시스템(5), 회복 제어 시스템(6) 및 모터 제어 시스템(7)을 더 포함한다.모터(4), 견인 시스템(5), 회복 제어 시스템(6)은 모두 제1 캐비티 내에 위치한다.견인 시스템(5)은 배수 모터의 액츄에이터로서, 축(axis)-공(hole) 결합을 통하여 모터(4)의 다수 개의 리벳팅 축에 조립된다.견인 시스템(5)은 모터(6)에 의해 구동되어 작동할 수 있으며, 예컨대 강선과 같은 견인 로프를 통하여 세탁기의 배수 밸브와 같은 외부 하중을 구동 및 유지할 수 있다.견인 시스템(5)은 예컨대 서로 맞물린 다수 개의 기어로 구성된다.회복 제어 시스템(6)은 배수 모터의 제어 수단으로서, 모터(4)에 의해 구동되어 견인 시스템(5)의 견인 및 회복을 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모터 제어 시스템(7)은 하우징(1)의 외측에 설치되며, 베이스(8), 커버(9) 및 모터 제어 장치(10)를 포함한다.도 1과 2에 도시된 바와 같이, 베이스(8)는 모터(4)의 일 측에 위치하며 모터(4)와 연결된다.커버(9)은 베이스(8) 상에 설치되며 베이스(8)와 함께 모터 제어 장치(10)를 수용할 수 있는 제2 캐비티를 형성한다.모터 제어 장치(10)는 직류 전원에 기반하여 상기 모터에 대한 제어를 구현하는 역할을 한다.예컨대, 모터 제어 장치는 인버터(inverter)이다.모터 제어 장치(10)를 하우징 외측에 설치함으로써, 용접 시 생성되는 찌꺼기가 모터 내부에 진입하는 것을 효과적으로 피할 수 있어, 모터에 영향을 끼치지 않게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(4)는 본체(11), 다수 개의 지지부(12) 및 입력 단자 시트(13)를 포함한다.본체(11)는 예컨대 판형 구조를 가진다.다수 개의 지지부(12)는 모터(4)로부터 떨어진 본체(11)의 일 측에 설치되며, 모터 제어 장치(10)를 지지하는 역할을 한다.예컨대, 다수 개의 지지부는 본체 상의 다수 개의 돌출부이다.예컨대, 각각의 돌출부는 기초부(19)와, 기초부에 수직하게 본체(11)로부터 연장되는 위치한정부(20)를 포함한다.도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 모터 제어 장치(10)는 기초부(19) 상에 지지되고 위치한정부(20)에 의하여 그 위치가 한정된다.도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 입력 단자 시트 또한 모터(4)로부터 떨어진 본체(11)의 일 측에 설치되며, 모터 외부를 향하여 개방되는 챔버(15)를 포함하고, 챔버(15)는 모터 제어 장치 입력 소자(16)을 수용하는 역할을 할 수 있다.모터 제어 장치 입력 소자(16)은 외부 직류 전원과 연결될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 입력 단자 시트(13)는 본체(11)의 가장 자리에서 본체(11)와 수직하게 연장되는 말단 벽(29), 및 말단 벽(29)과 수직하며 본체(11)로부터 연장되는 다수 개의 측벽(30)을 포함한다.입력 단자 시트(13)의 말단 벽(29)과 다수 개의 측벽(30)은 챔버캐비티(15)를 형성한다.예컨대, 입력 단자 시트(13)는 표준적인 단자 구조를 가지고 베이스와 일체로 주형 성형될 수 있다.이러한 방식으로써, 기성품 단자를 사용하여 조립함으로써 효과적으로 밀봉할 수 없게 되는 경우를 방지할 수 있다.
예컨대, 모터 제어 장치 입력 소자(16)은 납땜 가능한 핀, 예컨대 방침일 수 있으며, 상기 방침은 압출 방식으로 말단 벽(29)에 삽입되고 일체형으로 휘어지는 방식으로 모터 제어 장치(10)에 연결됨으로써 모터 제어 장치 입력 단자의 패키징을 구현할 수 있고 모터 제어 장치의 조립 및 용접에 유리할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스는 본체(11) 상의 출력공(14)을 더 포함하고, 그 위치와 수량은 모터 입력 소자(17)의 위치와 수량에 대응될 수 있으며, 상기 모터 입력 소자(17)은 출력 홀(14) 및 모터 제어 장치(10)와 전기적으로 연결될 수 있고, 예컨대 모터 제어 장치(10)의 회로와 연결되어 모터(4)에 대한 전력 공급을 구현할 수 있다.예컨대, 모터 입력 소자(17)은 솔더링 가능한 핀일 수 있다.모터 입력 소자(17)이 출력 홀(14)을 관통한 후, 모터 입력 소자(17)과 모터 제어 장치(10)의 회로를 솔더링으로 연결한다.
전술한 모터 제어 장치 및 모터와 외부 전원의 연결 방식은 간단하고 조작이 쉬우며 생산 비용이 비교적 적고, 예시적인 것에 불과하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 커버(9)은 바텀 플레이트(22)와 이로부터 연장되는 다수 개의 측벽(23)을 포함한다.예컨대, 직사각형의 바텀 플레이트는 네 개의 모서리로부터 수직으로 연장되는 네 개의 측벽(23)을 포함한다.도 7에 도시된 바와 같이, 다수 개의 측벽(23)은 베이스(8) 상에 접합되어 제2 캐비티를 형성할 수 있다.예컨대, 초음파 융접을 통하여 커버(9)의 다수 개의 측벽(23)을 베이스(8)에 접합시킴으로써 씰링을 구현한다.초음파 융접을 사용하면 습기와 냉각수가 모터 제어 장치의 전자 소자를 손상시키는 것을 방지함으로써, 회로의 단락으로 인해 모터가 기능을 상실하는 것을 방지할 수 있다.
상기 입력 단자 시트(13)의 다수 개의 측벽(30)이 직사각형의 형상을 가지는 경우, 초음파 융접 공정을 사용하여 커버를 베이스 상에 융접하면, 입력 단자 시트(13)와 커버(9)의 접합 영역이 베이스의 본체(11)에 수직하게 되어, 입력 단자 시트(13)의 양측에서 융접이 불가능해진다.커버와 베이스를 완전히 용접하여 양호한 씰링을 구현하기 위해서, 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스(8)는 립(rib) 부(21)를 더 포함한다.상기 립 부(21)는 베이스(8)에서 모터(4)로부터 떨어진 본체(11)의 일 측에서 본체와 수직하게 연장되고 입력 단자 시트(13)의 양측에 설치된다.예컨대, 립 부(21)는 각각 입력 단자 시트(13)의 좌우 양측에 위치한 두 개의 삼각형 부분을 포함한다.예컨대, 립 부(21)는 입력 단자 시트(13)와 일체로 주형 성형되어 입력 단자 시트(13)의 말단 벽(29)과 사다리형 구조를 형성할 수 있다.커버(9)은 립 부(21) 및 입력 단자 시트(13)와 대응되는 함몰부(24)를 가진다.도 8에 도시된 바와 같이, 함몰부(24)는 한 개의 측벽(23) 상에 설치되며 사다리형 형상을 가지고, 사다리형의 중간 부분에서 효과적인 씰링 용접을 구현할 수 있다.함몰부(24)는 사다리형 형상에 제한되지 않으며 다른 형상을 가질 수도 있고, 입력 단자 시트(13) 및 립 부(21)와 서로 조합되어 베이스의 본체(11)에 수직하지 않는 접합 영역을 형성할 수만 있다면, 함몰부에서 커버와 베이스를 씰링 용접할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 커버(9)의 바텀 플레이트(22) 상에는 제2 캐비티 내에서 베이스(8)의 본체(11)를 향해 모터 제어 장치(10)에 가압하는 다수 개, 예컨대 두 개의 프레스 레그가 설치된다.이러한 방식으로, 본체에 수직한 방향으로 모터 제어 장치의 운동을 효과적으로 제한할 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 베이스를 향하는 측벽(23) 표면 상에는 베이스(8)와 접합되는 돌기(26)(예컨대, 첨상 돌기)가 설치된다.예컨대, 함몰부(24)가 설치된 측벽을 제외한 다른 세 개의 측벽(23)에는 각각 대응되는 측벽(23)의 전체 길이를 따라 연장되는 돌기(26)가 형성된다.예컨대, 함몰부(24)가 설치된 측벽에서, 함몰부 양 측의 측벽의 일부에는 각각 측벽의 일부 길이를 따라 연장되는 돌기가 설치된다.상기 돌기를 사용하면 커버와 베이스의 초음파 용접이 간단하고 편리해질 뿐 아니라, 효율을 향상시킬 수 있다.
도 11과 12A에 도시된 바와 같이, 본 고안의 또 다른 일 실시예에서, 베이스(8)는 설치벽(27)을 더 포함한다.설치벽(27)은 베이스 중 모터(4)로부터 떨어진 본체(11)의 일 측에서 본체(11)로부터 연장되고 모터 제어 장치(1)를 둘러쌀 수 있으며, 커버(9)의 측벽(23)은 설치벽(27) 상에 접합될 수 있다.예컨대, 설치벽(27)은 기본적으로 모터 제어 장치와 평행한다.본 실시예에서, 베이스(8)는 립 부(21)를 포함하지 않을 수 있고, 커버(9)은 함몰부(24)를 포함하지 않을 수 있으므로, 베이스와 커버의 접촉면은 평면일 수 있다. 즉, 양자 사이의 용접 영역이 평면일 수 있다.이로써, 용접의 밀봉성이 확보된다.
본 고안의 다른 실시예에서, 도 12B에 도시된 바와 같이, 모터 제어 시스템은 모터 제어 장치(10)만을 포함하며, 모터 제어 장치(10)는 하우징(1)의 내부, 즉 상부 하우징(2)과 하부 하우징(3)에 의하여 형성된 제1 캐비티 내에 설치된다.본 예시에서, 모터 제어 장치(10)에 대하여 보다 높은 요구 사항을 가지는 정전기 방지 소자를 설치하여야 한다.이러한 배수 모터는 용접 찌꺼기를 제어하기 어렵고 생산 과정도 더 복잡하며, 별도의 보호를 필요로 하나, 배수 모터의 전체적인 외관은 훨씬 깔끔하다.
도 12C에 도시된 바와 같이, 모터 제어 시스템(7)(즉, 모터 제어 장치(10), 베이스(8) 및 커버(9))은 상부 하우징(2)과 하부 하우징(3)으로 형성된 제1 캐비티 내에 설치된다.본 예시에서는 보다 많은 수의 하우징 재료를 필요로 하나, 배수 모터의 전체적인 외관은 훨씬 깔끔하다.
본 고안에서의 상기 배수 모터는 별도로 전원 변환 수단을 설치함으로써, 원래 가진 동력원 구조를 변경하지 않으면서 직류 전원 입력을 사용할 수 있다.따라서, 이러한 배수 모터의 안전은 신뢰성이 높으며, 에너지 소모가 비교적 낮고, 수명이 비교적 길며, 구조가 치밀, 간단하고 생산 비용도 비교적 낮다.
일부 실시예에서, 상기 모터는 예컨대 클로폴 형 영구 자석 동기 모터와 같은 영구 자석 동기 모터이다.클로폴 형 영구 자석 동기 모터 내부에는 회전자(rotor) 센서가 없어 브러시리스 DC (brush-less DC; BLDC) 모터, 영구 자석 동기 모터(permanent magnet synchronous motor; PMSM) 등 영구 자석 모터의 제어 장치 및 제어 방법을 참조할 수 없으며; 클로폴 형 영구 자석 동기 모터의 경우 모터가 회전자의 모든 위치에서 시동 가능해야 한다.
클로폴 형 영구 자석 동기 모터의 적용으로 인해, 클로폴 형 모터의 생산비용은 상대적으로 낮아지고; 이의 제어 장치 비용에 대한 요구 사항 또한 비교적 낮아진다.이를 위해서는 클로폴 영구 자석 동기 모터의 제어 장치에 대한 생산비용을 최대한 제어하고, 토크를 유지하고 생산비용을 낮추는 목적을 달성하기 위해 마이크로 제어 유닛(Microcontroller unit; MCU)의 내부 자원까지도 제어할 필요가 있다.
그러나, 기존의 모터 제어 장치에 설치된 역변 회로는 네 개의 단독 제어 신호, 또는 두 개의 제어 신호 및 상기 두 개의 제어 신호에 대한 역방향 신호로 구성되는 네 개의 제어 신호에 의하여 제어되어 직류 전원으로부터 교류 전원으로의 역변환 과정을 구현하며, 그 제어 신호는 갯수가 비교적 많고 제작비용이 높으며 마이크로 제어 유닛에서 비교적 많은 컴퓨팅 리소스를 점유한다.
전술한 내용에 기반하면, 전술한 것과 같은 배수 모터를 설치함에 기반하여, 일부 실시예에서는 모터 제어 장치에 대한 추가적인 설치를 실시함으로써 모터 제어 장치가 직류 입력에 기반한 교류 출력을 생성하여 모터를 양호하게 제어하도록 함에 따라, 모터 제어 장치의 제조비용을 효과적으로 절감하고, 필요한 제어 신호의 수를 절감하며, 제어 로직을 간략화함으로써 제조 비용을 절감하고 원활한 모터 제어를 구현할 수 있다.
도 13은 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)를 구현한 예시적 블록도이다.도 13을 참조하면, 상기 모터 제어 장치(100)는 모터(200)에 연결되며, 전원 유닛(110), 마이크로 제어 유닛(120), 역변환 제어 유닛(130)을 포함한다.
상기 전원 유닛(110)은 직류 전원으로서, 실제 사용상의 필요에 따라, 그 직류 전압값은 예컨대 12V이거나 또는 240V일 수 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 전원 유닛의 구체적인 전압값에 의하여 제한되지 아니한다.
상기 마이크로 제어 유닛(120)는 전원 유닛(110)에 연결되고, 소정의 제어 전략에 기반하여 역변환 제어 신호를 출력하도록 구성된다.또한, 본원에서, 상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호 또는 두 개의 제어 신호이다.
예컨대, 도 13을 참조하면, 역변환 제어 신호가 두 개의 제어 신호인 경우를 실선 화살표로 도시하였으며, 예컨대 상기 역변환 제어 신호는 제1 역변환 제어 신호(I1) 및 제2 역변환 제어 신호(I2)이다.도 13을 더 참조하면, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호인 경우를 점선 화살표로 도시하였으며, 예컨대 상기 역변환 제어 신호는 제어 신호(Im)이다.
상기 역변환 제어 신호는 직류 전원으로부터 교류 전원으로의 역변환 과정에서의 제어 신호를 나타내기 위한 것으로서, 예컨대 전압 신호 또는 전류 신호일 수 있고; 예컨대 연속적인 전압 또는 전류 신호일 수 있으며, 또는 상기 연속 신호를 처리하여 얻은 조절 신호, 예컨대 연속 신호에 대한 펄스 폭 조절, 삼각파 조절, 방형파 조절, 정현파 조절을 통하여 얻은 제어 신호일 수 있다.본 공개의 실시예는 상기 역변환 제어 신호의 신호 유형에 의하여 제한되지 않는다.
역변환 제어 유닛(130)은 전원 유닛(110) 및 마이크로 제어 유닛(120)에 연결되고, 상기 마이크로 제어 유닛(120)로부터 발신된 역변환 제어 신호를 수신하며, 상기 역변환 제어 신호에 따라 상기 직류 전원에 기반하여 상기 모터(200)에 사용되는 교류 전압을 생성하고, 상기 교류 전압을 상기 모터(200)로 출력한다.
상기 교류 전압, 즉 교류 전압은 크기와 방향이 시간의 경과에 따라 주기적으로 변화하는 전압을 나타내기 위한 것이다.본 공개의 실시예는 상기 교류 전압이 가지는 구체적인 시간 주기에 제한되지 않는다.
전술한 내용에 기반하면, 본원 중에서는, 상기 역변환 제어 유닛을 설치함으로써 마이크로 제어 유닛으로부터 발신되는 하나 또는 두 개의 역변환 제어 신호만을 수신하고, 상기 역변환 제어 신호에 기반하여 전원 유닛의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하며, 직류 전압 입력을 모터에 필요한 교류 전압으로 변환함으로써 상기 모터를 구동시킬 수 있으므로, 네 개의 제어 신호 또는 다수 개의 제어 신호를 사용하여 역변 과정을 구현하는 기술적 해결 방법과 비교하면, 모터 제어 장치가 사용하는 제어 신호의 수를 유의하게 감소시키고 제어 로직을 간략화할 수 있으며, 동시에 마이크로 제어 유닛 내의 컴퓨팅 리소스에 대한 점유도 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 모터 제어 장치는 제조비용 또한 비교적 낮다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 유닛(130)이 교류 전압을 생성하는 과정을 보다 구체적으로 기술할 수 있다.예컨대, 상기 역변환 제어 유닛(130)은 상기 역변환 제어 신호에 기반하여 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 교대로 생성하도록 구성되며, 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압의 전압 방향은 반대되고, 상기 제1 구동 전압과 제2 구동 전압의 지속 시간은 동일하다.
상기 제1 구동 전압, 제2 구동 전압은 모두 역변환 구동 유닛이 상기 모터로 출력하는 출력 전압이며, 제1 구동 전압, 제2 구동 전압은 상이한 전압 방향을 가지는 출력 방향을 구분하기 위한 것일 뿐, 이를 제한하기 위한 것이 아니다.
예컨대, 상기 모터가 제1 단자와 제2 단자를 가질 경우, 역변환 제어 신호에 기반하여, 상기 역변환 제어 유닛은 모터의 제1 단자에서 모터의 제2 단자로 향하는 전압 방향을 가지는 제1 구동 전압 및 모터의 제2 단자에서 모터의 제1 단자로 향하는 전압 방향을 가지는 제2 구동 전압을 교대로 생성할 수 있고, 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압은 예컨대 동일한 전압 폭 값, 동일한 지속 시간을 가지므로 교류변환 전류를 얻을 수 있다.
전술한 내용에 기반하면, 상기 역변환 제어 유닛을 설치하여 반대되는 전압 방향과 동일한 지속 시간을 가지는 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 생성함으로써 상기 모터에 시간에 따라 주기적으로 변화하는 교류 전압을 공급할 수 있고, 이로써 상기 모터의 구동을 위한 교류변환 전류를 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호이고, 상기 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가질 경우, 상기 역변환 제어 유닛은 제1 구동 전압을 생성하도록 구성되고; 상기 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가질 경우, 상기 역변환 제어 유닛은 제2 구동 전압을 생성하도록 구성된다.
상기 제1 신호 상태 및 제2 신호 상태는 예컨대 실제 상황에 따라 설정될 수 있으며, 예컨대 지속 신호로 설정될 수 있다. 예컨대 하이 레벨의 지속 신호를 제1 신호 상태로 설정하고 로우 레벨의 지속 신호를 제2 신호 상태로 설정할 수 있으며; 또는 레벨 임계값을 설정하여, 상기 레벨 임계값보다 높은 역변환 제어 신호를 제1 신호 상태로 설정하고, 상기 레벨 임계값보다 낮은 역변환 제어 신호를 제2 신호 상태로 설정할 수 있다.또는, 펄스 조절 신호(PWM 신호)를 사용하여, 예컨대 듀티 비(duty ratio)가 조절 가능한 방형파 제어 신호를 제1 상태 신호 또는 제2 상태 신호로 설정할 수 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 제1 상태 신호 및 상기 제2 상태 신호의 구체적인 설정 방식에 의하여 제한되지 않는다.
전술한 내용에 기반하면, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호일 때, 상기 역변환 제어 신호의 신호 상태에 의해 결정되는 역변환 제어 장치의 출력 전압은 상기 역변환 제어 유닛의 출력을 유연하게 제어할 수 있도록 함으로써 상기 교류 전압 주기에 대한 실시간 조정을 구현할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호이며, 상기 두 개의 제어 신호는 제1 역변환 제어 신호 및 제2 역변환 제어 신호다.여기서, 상기 제1 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가지고 상기 제2 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 회로는 제1 구동 전압을 생성하도록 구성되고; 상기 제1 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가지고 상기 제2 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 회로는 제2 구동 전압을 생성하도록 구성된다.
상기 제1 역변환 제어 신호 및 상기 제2 역변환 제어 신호는 단지 상기 두 개의 역변환 제어 신호를 구분하기 위한 것이며, 이를 추가적으로 제한하기 위한 것이 아님은 물론이다.
전술한 내용에 기반하면, 상기 역변환 제어 신호가 두 개의 제어 신호일 때, 상기 역변환 제어 유닛을 설치하여 상기 제1 역변환 제어 신호와 제2 역변환 제어 신호의 신호 상태를 종합함으로써 출력된 전압 신호를 결정할 수 있으므로, 역변환 제어 신호가 두 개의 제어 신호일 때에도 직류 전압으로부터 교류 전압으로의 변환을 양호하게 구현하여 상기 모터에 대한 양호한 제어를 구현할 수 있다.
일부 실시예에서, 전술한 바와 같은 모터 제어 장치(100)를 보다 구체적으로 설명할 수 있다.도 14는 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)의 구조를 도시한 블록도로서, 역변환 제어 유닛(130)의 내부 구조를 도시하였다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 전원 유닛(110)은 예컨대 제1 전원 출력 단자(S1)와 제2 전원 출력 단자(S2)를 포함하고, 상기 모터(200)는 제1 구동 입력 단자(d1)와 제2 구동 입력 단자(d2)를 포함하며, 상기 역변환 제어 유닛(130)은 제1 제어 입력 단자(r1)과 제2 제어 입력 단자(r2)를 포함한다.
또한 상기 역변환 제어 유닛(130)은 예컨대 브리지 형 회로 구조를 가지며, 제1 상완 모듈(131), 제2 상완 모듈(132), 제1 하완 제어 스위치(133) 및 제2 하완 제어 스위치(134)를 가진다.
상기 제1 상완 모듈(131)의 제1 단(131a)는 제1 전원 출력 단자(S1)에 연결되고, 제2 단(131b)는 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결되며, 제3단자(131c)는 제1 지향 다이오드(D1)를 경유하여 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)에 연결되고, 상기 제1 지향 다이오드(D1)는 제1 상완 모듈(131)에서 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)까지의 제1 전류 방향을 한정한다.
제2 상완 모듈(132)의 제1 단자(132a)는 제1 전원 출력 단자(s1)에 연결되고, 제2 단자(132b)는 모터의 제2 구동 입력 단자(d2)에 연결되며, 제3 단자(132c)는 제2 지향 다이오드(D2)를 경유하여 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결되고, 상기 제2 지향 다이오드(D2)는 제2 상완 모듈(132)에서 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)까지의 제2 전류 방향을 한정한다.
제1 하완 제어 스위치(133)의 제어 단자(133m)는 상기 제1 제어 입력 단자(r1)에 연결되고, 제1 단자(133a)는 상기 제1 상완 모듈(131)의 제2 단자(131b) 및 상기 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결되며, 제2단(133b)은 전원 유닛(110)의 제2 전원 출력 단자(s2)에 연결된다.
제2 하완 제어 스위치(134)의 제어 단자(134m)는 상기 제2 제어 입력 단자(r2)에 연결되고, 제1 단자(134a)는 상기 제2 상완 모듈(132)의 제2 단자(132b) 및 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)에 연결되며, 제2 단자(134b)는 전원 유닛(110)의 제2 전원 출력 단자(s2)에 연결된다.
전술한 내용에 기반하면, 상기 역변환 제어 유닛이 제1 상완 모듈, 제2 상완 모듈, 제1 하완 제어 스위치, 제2 하완 제어 스위치를 포함하도록 설정함으로써, 개선된 브리지 형 역변환 회로가 간편하고 신속하게 본원에서의 직류 전원을 교류 전압으로 변환하는 과정을 구현하여 모터 작동에 필요한 교류 전원을 공급할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 유닛(130)이 상기 제1 구동 전압을 생성할 때, 상기 제1 하완 제어 스위치(133)가 상기 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 상기 제2 상완 모듈(132), 모터(200), 제1 하완 제어 스위치(133)가 제1 턴-온턴-온 회로를 구성하도록 하고, 상기 역변환 제어 유닛(130)이 상기 제2 구동 전압을 생성할 때, 상기 제2 하완 제어 스위치가 상기 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 상기 제1 상완 모듈(131), 모터(200), 제2 하완 제어 스위치(144)가 제2 턴-온턴-온 회로를 구성하도록 한다.
상기 제1 턴-온턴-온 회로는 상기 제1 구동 전압 생성을 위한 회로로서, 예컨대 직렬 회로일 수 있으며, 또는 병렬 연결을 포함한 다수 개의 서브 회로일 수도 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 제1 턴-온턴-온 회로의 구체적인 구성과 구조에 의하여 제한되지 아니한다.
상기 제2 턴-온턴-온 회로는 상기 제2 구동 전압 생성을 위한 회로로서, 예컨대 직렬 회로일 수 있고, 또는 병렬 연결을 통한 다수 개의 서브 회로일 수도 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 제2 턴-온 회로의 구체적인 구성과 구조에 의하여 제한되지 아니한다.
상기 제1 턴-온 회로와 상기 제2 턴-온 회로는 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 생성하는 회로를 구분하기 위한 것으로서, 상기 회로를 제한하고자 함이 아니다.
상기 제1 턴-온 회로, 제2 턴-온 회로의 구체적인 구성 및 그 작용 방식은 이하에서 보다 구체적으로 설명할 것이다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에서, 제1 하완 제어 스위치가 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 제1 턴-온 회로를 형성함으로써 제1 구동 전압을 생성하고; 제2 하완 제어 스위치가 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 제2 턴-온 회로를 형성함으로써 제2 구동 전압을 생성한다.이에 기반하면, 상기 제1 하완 제어 스위치, 제2 하완 제어 스위치의 턴-온과 턴-오프 상태를 제어하기만 하면, 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 형성하여 역변환 전압을 출력함으로써, 본원이 최대 두 개의 역변환 제어 신호만으로 역변환 제어 유닛에 대한 제어를 구현하여 역변환 제어 신호의 개수를 효과적으로 감소시키며 제조 비용을 절감할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 14를 참조하면, 상기 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호로서, 상기 두 개의 제어 신호는 제1 역변환 제어 신호(I1)와 제2 역변환 제어 신호(I2)를 포함하고, 상기 마이크로 제어 유닛(120)는: 역변환 제어 유닛(130)의 제1 제어 입력 단자(r1)에 연결되며 제1 역변환 제어 신호(I1)를 출력하도록 구성되는 제1 출력 단자(o1); 및 역변환 제어 유닛(130)의 제2 제어 입력 단자(r2)에 연결되며 제2 역변환 제어 신호(I2)를 출력하도록 구성되는 제2 출력 단자(o2)을 포함한다.
상기 제1 출력 단자, 제2 출력 단자는 단지 상기 제1 역변환 제어 신호 및 제2 역변환 제어 신호를 출력하는 단자를 나타내기 위한 것이며, 상기 제1 출력 단자, 상기 제2 출력 단자를 제한하기 위한 것이 아님은 물론이다.
예컨대, 상기 역변환 제어 신호가 두 개의 제어 신호일 때, 상기 마이크로 제어 유닛을 통해 제1 출력 단자를 경유하여 제1 역변환 제어 신호를 출력하고, 상기 제1 역변환 제어 신호를 제1 제어 입력 단자로 출력하여, 이를 제1 하완 제어 스위치(133)의 제어 전극 입력 신호로 하여 제1 하완 제어 스위치(133)의 턴-온 및 턴-오프 상태에 대한 제어를 구현한다.또한 상기 마이크로 제어 유닛을 통해 제2 출력 단자를 경유하여 제2 역변환 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 역변환 제어 신호를 제2 제어 입력 단자로 출력하여, 이를 제2 하완 제어 스위치(134)의 제어 전극 입력 신호로 하여, 제2 하완 제어 스위치(134)의 전도 및 차단 상태에 대한 제어를 구현함으로써, 상기 역변 구동 유닛이 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 교대로 생성하도록 양호하게 제어하여 직류 전원으로부터 교류 전압으로의 변환을 구현할 수 있다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에서, 상기한 바와 같은 연결 구조를 설치함으로써, 마이크로 제어 유닛이 두 개의 역변환 제어 신호를 출력할 때 상기 역변환 제어 신호를 통하여 하완의 제1 스위치, 하완의 제2 스위치에 대한 제어를 양호하게 구현할 수 있고, 이로써 직류 전원으로부터 교류 전압으로의 변환을 양호하게 구현하여, 상기 모터 제어 장치가 상기 모터를 양호하게 제어하도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 신호이면, 이 경우 예컨대 마이크로 제어 유닛과 역변환 제어 유닛의 연결 방식 및 제어 과정을 보다 구체적으로 설명할 수 있다.도 15는 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)의 변형체의 구조를 도시한 블록도이다.
도 15를 참조하면, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호일 때, 상기 마이크로 제어 유닛(120)는 예컨대 제어 출력 단자( om)를 포함하고, 상기 역변환 제어 유닛(130)은 총 제어 출력 단자(rm)를 더 포함한다.
상기 제어 출력 단자(om)는 하나의 역변환 제어 신호를 출력하기 위한 마이크로 제어 유닛의 출력단을 나타내기 위한 것이다.상기 총 제어 입력 단자(rm)는 상기 역변환 제어 신호를 수신하기 위한 역변환 제어 유닛(130)의 수신 단자를 나타내기 위한 것이다.또한, 그 연결 관계는 이하에서 자세히 설명하는 바와 같다.
상기 마이크로 제어 유닛(120)의 제어 출력 단자(om)는 상기 역변환 제어 유닛(130)의 총 제어 입력 단자(rm)에 연결되며, 상기 역변환 제어 유닛(130)의 총 제어 입력 단자(rm)는 제1 제어 입력 단자(r1)에 직접 연결되고, 상기 역변환 제어 유닛(130)의 총 제어 입력 단자(rm)는 반전 모듈(135)을 경유하여 상기 역변환 제어 유닛(130)의 제2 제어 입력 단자(r2)에 직접 연결된다.
상기 반전 모듈(135)은 상기 역변환 제어 신호의 반전 신호를 출력하도록 구성되고, 즉 상기 반전 신호와 상기 역변환 제어 신호는 동일한 신호값과 상반되는 신호 방향을 가진다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에서, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호일 때, 상기 역변환 제어 신호가 상기 역변환 제어 유닛의 총 제어 입력 단자에 연결되고, 이어 상기 역변환 제어 신호가 역변환 제어 유닛의 제1 제어 신호가 역변환 제어 유닛의 제1 제어 입력 단자로 출력되게 하고, 상기 역변환 제어 신호의 반전 신호가 상기 역변환 제어 유닛의 제2 제어 입력 단자로 출력되게 함으로써, 하나의 역변환 제어 신호만 경유하면 역변환 제어 과정을 양호하게 구현하도록 하여, 상기 모터 제어 장치의 제어 신호 개수를 유의하게 감소시킬 수 있고, 마이크로 제어 유닛의 연산 속도를 향상시키기에 유리하며, 리소스 점유를 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 반전 모듈(135)은 트랜지스터를 포함하고, 상기 트랜지스터의 베이스 전극은 상기 총 제어 입력 단자(rm)에 연결되며, 상기 트랜지스터의 콜렉터 전극은 상기 역변환 제어 유닛(130)의 제2 제어 입력 단자(r2)에 연결되고, 상기 트랜지스터의 방출 전극은 상기 전원 유닛(110)의 제2 전원 출력 단자(s2)에 연결된다.
트랜지스터의 베이스 전극이 역변환 제어 유닛의 총 제어 입력 단자에 연결되도록 설치함으로써, 트랜지스터의 특성에 의하여, 상기 트랜지스터의 역방향 작용에 기반하여 상기 트랜지스터의 컬렉터 전극이 반전된 역변환 제어 신호를 출력함을 알 수 있다.이로써 역변환 제어 신호를 반전시키는 작용을 구현할 수 있다.
그러나, 전술한 내용은 상기 반전 모듈의 예시적인 구성 방식을 제공하기 위한 것에 불과하다.실제 필요에 따라, 예컨대 반전 회로를 설치하는 등의 다른 방식을 사용하여 반전된 역변환 제어 신호를 얻을 수 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 반전 모듈의 구체적인 구성에 의하여 제한되지 아니한다.
전술한 역변환 제어 유닛의 각각의 구성 요소를 보다 구체적으로 설명할 수 있다.도 16은 본 공개의 실시예에 따른 제1 상완 모듈(131) 및 제2 상완 모듈(132)의 구조를 도시한 블록도로서, 상기 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호이다.
일부 실시예에서, 상기 제1 상완 모듈(131)은 제1 스위치(G1) 및 제1 스위치 저항(Rs)을 포함한다.
상기 제1 스위치(G1)의 제1 전극은 상기 제1 전원 출력 단자(s1)에 연결되고, 제2 전극은 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결된다.이 때, 상기 제1 스위치(G1)의 제어 전극은 제1지향 다이오드(D1)를 경유하여 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)에 연결된다.
상기 제1 스위치 저항(Rs)은 상기 제1 스위치(G1)의 제어 전극과 상기 제1 스위치(G1)의 제1 전극 사이를 연결한다.
상기 제1 스위치는 예컨대 다이오드, 린튼 튜브, 달링턴 튜브, , 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT) 등을 포함할 수 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 제1 스위치의 구체적인 유형에 의하여 제한되지 아니한다.
상기 제1 스위치 저항(Rs)은 예컨대 단일 저항일 수 있으며, 또는 다수 개의 저항이 직렬 또는 병렬 방식으로 연결되어 형성될 수도 있다.본 공개의 실시예는 상기 제1 스위치 저항(Rs)의 구체적인 구성 방식 및 그 저항값에 의하여 제한되지 아니한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 상완 모듈(132)은 제2 스위치(G2) 및 제2 스위치 저항(Rx)을 포함한다.
상기 제2 스위치(G2)의 제1 전극은 제1 전원 출력 단자(s1)에 연결되고, 제2 전극은 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(s2)에 연결되며, 상기 제2 스위치(G2)의 제어 전극은 제2 지향 다이오드(D2)를 경유하여 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결된다.
상기 제2 스위치 저항(Rx)은 상기 제2 스위치(G2)의 제어 전극과 상기 제2 스위치(G2)의 제1 전극 사이에 연결된다.
상기 제2 스위치는 예컨대 다이오드, 린튼 튜브, 달링턴 튜브, 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 등을 포함할 수 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 제2 스위치의 구체적인 유형에 의하여 제한되지 아니한다.
상기 제1 스위치, 제2 스위치가 전술한 구조를 가지도록 설치함으로써, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 역변환 제어 신호에 응답하여 제1 턴-온 회로와 제2 턴-온 회로를 형성하게 함으로써 교류 전압을 출력하여 모터에 대한 양호한 제어를 구현할 수 있다.
일부 실시예에서,상기 모터 제어 장치(100)는 전압 조절 유닛(140)을 더 포함하며, 도 17은 본 공개의 실시예에 따른, 전압 조절 장치(140)를 가지는 모터 제어 장치(100)를 도시한 예시적인 블록도이다.
도 17을 참조하면, 상기 전압 조절 유닛(140)은 전원 유닛(110) 및 마이크로 제어 유닛(120)에 연결되며, 전원 유닛(110)이 출력한 전원 전압을 마이크로 제어 유닛 입력 전압으로 변환하고 상기 마이크로 제어 유닛 입력 전압을 마이크로 제어 유닛(120)에 제공하도록 구성된다.
이 때, 상기 마이크로 제어 유닛 입력 전압의 폭 값은 상기 전원 유닛(110)이 출력한 전원 전압의 폭 값 이하이다.
예를 들면, 상기 전압 조절 유닛(140)은 예컨대 조절 저항 및 역방향 직렬 제너 다이오드(Zener diode)를 포함할 수 있고, 상기 제너 다이오드 양단의 전압을 출력 전압, 즉 마이크로 제어 유닛 입력으로 하여, 전압 조절 유닛에 조절 저항 및 역방향 직렬 제너 다이오드를 설치함으로써 상기 전원 유닛의 직류 전원 전압을 안정된 마이크로 제어 유닛 입력 전압으로 변환시킬 수 있다.
상기 조절 저항의 저항값은 예컨대 실제 필요에 따라 설정할 수 있으며, 본 공개의 실시예는 상기 조절 저항의 구체적인 저항값에 의하여 제한되지 아니한다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에서, 전압 조절 유닛을 설치하고 출력된 마이크로 제어 유닛 입력 전압의 전압 폭 값이 상기 전원 유닛이 출력한 전원 전압의 폭 값 이하가 되도록 함으로써, 입력된 직류 전원이 비교적 높은 전압값을 가질 경우, 상기 전압 조절 유닛을 경유하여 상기 높은 전압값을 마이크로 제어 유닛에서 사용할 적절한 전압값으로 변환할 수 있으므로, 마이크로 제어 유닛을 보호하기에 유리하다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 유닛(130)이 상기 모터(200)로 출력하는 교류 전압은 교류 방형파 형태를 가짐으로써, 모터(200)의 코일 전류가 교류 변환된 방형파 전류가 되게 한다.
상기 교류 방형파 형태란 상기 교류 전압이 교류 방형파 전압임을 나타내기 위한 것으로서, 이를 모터에 인가한 후, 모터의 코일 상에서 교류 방형파 형태의 코일 전류가 형성되며, 상기 교류 방형파 형태의 코일 전류가 생성하는 토크(torque)는 정현파 형태의 코일 전류가 생성하는 토크보다 훨씬 크다.
구체적으로, 도 18을 참조하면, 본 공개의 실시예에 따른 모터 코일의 전류가 교류 방형파 전류와 정현파 전류일 때를 도시한 비교도가 도시되어 있다.보다 구체적으로, 배수용 클로폴 형 영구 자석 동기 모터를 예로 들면, 아래의 표 1에 모터 코일이 정현파와 방형파일 때의 모터 출력 장력에 대한 비교를 나타내었다.
교류 방형파 전류와 정현파 전류에서의 모터의 출력 장력 비교
작동 주파수
（Hz）		 입력 전압
（V）		 제어 파형 입력 전류
（mA）		 주기
（ms）		 주기 턴-온 시간(ms) 등가 듀티비
 출력 장력(kg)
50 12 정현파 224 20 20 100% 11
50 12 방형파 265 20 20 100% 15
전술한 내용에 기반하면, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 모터로 출력한 교류 전압이 교류 방형파 형태를 가지도록 설정함으로써, 상기 모터 코일에서 교류 방형파 전류가 생성될 수 있도록 하고, 정현파 형태의 코일 전류에 비해, 상기 교류 방형파 전류는 상기 모터가 보다 큰 장력을 출력하도록 함으로써 상기 모터가 보다 우수한 작동 효과를 가지도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 모터는 예컨대 클로폴 형 영구 자석 동기 모터와 같은 영구 자석 동기 모터로서, 간단하고 민첩한 방식으로 교류 전원 입력에 기반하여 클로폴 형 영구 자석 동기 모터에 대한 제어를 구현할 수 있다.
이어서, 상기 모터 제어 장치의 구체적인 실시예를 참조하여 상기 모터 제어 장치 및 그 제어 과정에 대해 설명한다.도 19는 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 장치(100A)의 회로도로서, 상기 모터 제어 장치 내의 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호이다.도 20은 본 공개의 실시예에 따른 모터 장치의 변형체(100B)의 회로도로서, 상기 모터 제어 장치 내의 역변환 제어 신호는 하나의 역변환 제어 신호다.
먼저, 도 19를 참조하면 모터 제어 장치(100A)가 도시되어 있으며, 전술한 바와 같이, 예컨대 전원 유닛(110), 마이크로 제어 유닛(120), 역변환 제어 유닛(130), 및 모터(200)에 연결되는 전압 조절 유닛(140)을 포함하고, 상기 모터는 예컨대 클로폴 형 영구 자석 동기 모터이다.
여기서, 상기 전압 조절 유닛(140)은 저항(R5) 및 역방향으로 직렬 연결된 제너 다이오드(DZ1)를 포함하며, 전술한 바와 같이, 이는 상기 전원 유닛의 직류 전원 전압을 마이크로 제어 유닛 입력 전압으로 변환하기 위한 것으로서, 상기 마이크로 제어 유닛 입력 전압의 폭 값은 상기 직류 전원 전압의 폭 값 이하이다.
도 19를 참조하면, 상기 역변환 제어 유닛(130)은 브리지 식 회로 구조를 가지고 전술한 바와 같은 제1 상완 모듈(131), 제2 상완 모듈(132), 제1 하완 제어 스위치(133) 및 제2 하완 제어 스위치(134)를 가지며, 그 상호간의 연결 관계는 전술한 바와 같다. 그 중, 제1 상완 모듈(131)은 트랜지스터(E1)로 형성된 제1 스위치(G1), 및 상기 트랜지스터(E1)의 게이트(제어 전극) 및 소스 전극(제1 전극) 사이에 걸쳐 연결되는 제1 스위치 저항(Rs)을 포함하며, 상기 제1 스위치 저항(Rs)은 제1 저항(R1)과 제2저항(R2)에 의해 직렬로 구성된다.제2 상완 모듈은 트랜지스터(E2)로 형성된 제2 스위치(G2) 및 상기 트랜지스터(E2)의 게이트(제어 전극) 및 소스 전극(제1 전극) 사이에 연결되는 제2 스위치 저항(Rx)을 포함하며, 상기 제2 스위치 저항(Rx)은 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4)에 의해 직렬로 구성된다.상기 제1 하완 제어 스위치(133)는 트랜지스터(E3)로 형성되며, 상기 트랜지스터(E3)의 게이트는 역변환 제어 모듈의 제1 제어 입력 단자에 연결된다.상기 제2 하완 제어 스위치(134)는 트랜지스터(E4)로 형성되며, 상기 트랜지스터(E4)의 게이트는 역변환 제어 모듈(130)의 제2 제어 입력 단자에 연결된다.이 때, 상기 트랜지스터(E1, E2, E3, E4)는 예컨대 모두 P형 트랜지스터이다.
도 19를 더 참조하면, 상기 역변환 제어 신호가 두 개의 제어 신호(각각 제1 역변환 제어 신호(Control1)와 제2 역변환 제어 신호(Control 2))이고 상기 제1 역변환 제어 신호(Control1)가 마이크로 제어 유닛의 제1 출력 단자를 경유하여 역변환 제어 유닛의 제1 역변환 제어 신호 출력 단자(즉 트랜지스터(E3)의 제어 전극)로 출력될 때, 상기 제2 역변환 제어 신호(Control2)는 상기 역변환 제어 유닛의 제2 출력 단자를 경유하여 역변환 제어 유닛의 제2 역변환 제어 입력 단자(즉 트랜지스터(E4)의 제어 전극))로 출력된다.
구체적으로, 마이크로 제어 유닛(Microcontroller unit, MCU)의 역변환 제어 신호는 예컨대 목표 모터 제어 주기에 따라 결정된다. 상기 모터의 목표 작동 주파수가 fHz이면, 그 목표 모터 제어 주기 T는 1/f이고, 그 제1 서브 주기가 전반부 주기이고 제2 서브 주기가 후반부 주기이면, 예컨대 상기 역변환 제어 신호의 총 주기를 1/f로 설정하고, 제1 역변환 제어 신호(Control1) 및 제2 역변환 제어 신호(Control2)의 출력 신호를 지속 신호로 설정하며, 상기 모터의 제어 과정은 예컨대 이하에서 자세히 설명될 수 있다.
먼저, 상기 제1 역변환 제어 신호(Control 1)는 1/2f의 시간 주기 내에 제1 신호 상태(예컨대 하이 레벨의 지속 신호)를 가지며, 상기 하에 레벨의 지속 신호는 역변환 제어 유닛의 트랜지스터(E3)가 턴-온 상태가 되게 하여 전원 유닛의 제1 전원 출력 단자((+)극 단자)), 저항(R3), 저항(R4), 제2 지향 다이오드(D2), 트랜지스터(D3), 전원 유닛의 제2 전원 출력 단자((-)극 단자)로 턴-온 회로를 구성하고, 저항(R3)의 전압을 강하시켜 트랜지스터(E2)를 온(ON)시키면, 모터(200)의 코일 상에는 1/2f의 시간 주기 내에 트랜지스터(E2)로부터 트랜지스터(E3)를 향해 흐르는 전류가 생성되어, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 모터를 향해 제1 전압 방향(M1)을 가지는 제1 구동 전압을 출력하도록 한다.또한, 이 때 제2 역변환 제어 신호(Control2)가 제2 신호 상태(예컨대, 로우 레벨 지속 신호)에 있게 됨으로써, 트랜지스터(E4)가 턴-오프 상태에 있게 된다.
상기 제2 역변환 제어 신호(Control2)는 이후의 1/2f의 시간 주기 내에 제1 신호 상태(예컨대 하이 레벨 지속 신호)를 가지며, 상기 하이 레벨 지속 신호는 역변환 제어 유닛의 트랜지스터(E4)를 턴-온 상태가 되게 하여 전원 유닛의 제1 전원 출력 단자((+) 단자)), 저항(R1), 저항(R2), 제1 지향 다이오드(D1), 트랜지스터(E4), 전원 유닛의 제2 전원 출력 단자((-)) 단자)가 턴-온 회로를 형성하도록 하고, 저항(R1)의 전압을 강하시켜 트랜지스터(E1)를 온(ON)시키면, 모터(200)의 코일 상에는 1/2f의 시간 주기 내에 트랜지스터(E1)로부터 트랜지스터(E4)를 향해 흐르는 전류가 생성된다. 또한, 이 때 제1 역변환 제어 신호(Control1)가 제2 신호 상태가 됨으로써, 트랜지스터(E3)가 차단 상태에 있게 되어, 상기 역변환 제어 모듈이 상기 모터로 제2 전압 방향(M2)을 가지는 제2 구동 전압을 출력하도록 하며, 상기 제2 전압 방향과 상기 제1 전압 방향은 서로 반대이다.
각 역변환 제어 신호의 제어 주기(1/f) 동안 제1 서브 주기를 후반부 주기로 설정하고 제2 서브 주기를 전반부 주기로 설정하면, 예컨대 상기 전반부 주기(1/2f) 동안 제1 신호 상태를 가지는 제2 역변환 제어 신호 및 제2 신호 상태를 가지는 제1 역변환 제어 신호를 출력할 수 있고, 상기 후반부 주기(1/2f) 동안 제1 신호 상태를 가지는 제1 역변환 제어 신호 및 제2 신호 상태를 가지는 제2 역변환 제어 신호를 출력할 수도 있음은 물론이다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에 기재된 모터 제어 장치에 의하여, 두 개의 역변환 제어 신호를 제어함으로써 상기 역변환 제어 유닛이 역변환 제어 신호에 응답하여 제1 전압 방향을 가지는 제1 구동 전압 및 제1 전압 방향과 반대인 제2 전압 방향을 가지는 제2 구동 전압을 출력함으로써 모터의 코일 상에 교류변환 전류를 생성하고, 상기 모터를 제어하여 목표 작동 주파수로 작업을 진행하고 이에 대응되는 모터 토크를 출력할 수 있다.
도 20은 본 공개의 실시예에 따른 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호일 때의 모터 제어 장치(100B)를 도시한 것으로서, 전술한 바와 같이, 예컨대 전원 유닛(110), 마이크로 제어 유닛(120), 역변환 제어 유닛(130) 및 전압 조절 유닛(140)을 포함할 수 있으며, 모터(200)에 연결되고, 상기 모터는 예컨대 클로폴 형 영구 자석 동기 모터일 수 있다.
상기 역변환 제어 유닛(130)은 제1 상완 모듈(131), 제2 상완 모듈(132), 제2 하완 제어 스위치(133) 및 제2 하완 제어 스위치(134) 를 포함하며, 상기 컴포넌트의 구성 및 구조는 도 19에 도시된 대응되는 컴포넌트의 구성 및 구조와 동일하므로, 여기서는 자세히 설명하지 않는다.
도 20을 참조하면, 상기 마이크로 제어 유닛(120)의 제어 출력 단자는 상기 역변환 제어 유닛(130)의 총 제어 입력 단자에 연결되고, 상기 총 제어 입력 단자는 제1 제어 입력 단자(즉 트랜지스터(E3)의 제어 전극)에 직접 연결되며, 전술한 반전 모듈(135)을 경유하여 상기 역변환 제어 유닛(130)의 제2 제어 입력 단자(즉 트랜지스터(E4)의 제어 전극)에 연결되고, 상기 반전 모듈은 트랜지스터(E5)를 포함하는데, 그 베이스 전극은 총 제어 입력 단자에 연결되고, 방출 전극은 트랜지스터(E4)의 제어 전극에 연결된다.
도 20을 더 참조하면, 상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호(Control 0)이다.구체적으로, 마이크로 제어 유닛(MCU)의 역변환 제어 신호는 예컨대 목표 모터 제어 주기에 따라 결정된다. 상기 모터의 목표 작동 주파수가 fHz이면, 상기 목표 모터 제어 주기(T)는 1/f이고, 상기 역변환 제어 신호의 총 주기를 1/f로 설정하며, 그 제1 서브 주기가 전반부 주기이고 제2 서브 주기가 후반부 주기이며, 역변환 제어 신호를 지속 신호로 설정한다. 상기 모터의 제어 과정은 예컨대 이하에서 상세히 설명되는 바와 같은 과정일 수 있다.
전반부 주기에서, 상기 역변환 제어 신호(Control 0)는 제1 제어 신호 상태를 가지며, 예컨대 1/2f의 시간 주기 내에 하이 레벨 지속 신호를 출력하고, 상기 하이 레벨 지속 신호는 상기 제1 제어 입력 단자(즉 트랜지스터(E3)의 제어 전극)로 출력되어 역변환 제어 유닛의 트랜지스터(E3)가 턴-온 상태가 되게 함으로써 전원 유닛의 제1 전원 출력 단자((+) 단자), 저항(R3), 저항(R4), 제2 지향 다이오드(D2), 트랜지스터(E3), 전원 유닛의 제2 전원 출력 단자((-) 단자)로 턴-온 회로를 형성하도록 하고, 저항(R3)의 전압을 강하시켜 트랜지스터(E3)를 온(ON)시키면, 모터(200)의 코일 상에는 1/2f의 시간 주기 내에 트랜지스터(E2)로부터 트랜지스터(E3)를 향해 흐르는 전류가 생성되어, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 모터를 향하여 제1 전압 방향(M1)을 가지는 제1 구동 전압을 출력하도록 한다. 또한, 트랜지스터(E5)의 반전 작용으로 인해, 상기 반전 후의 역변환 제어 신호는 트랜지스터(E4)가 턴-오프 상태가 되게 한다.
후반부 주기에서, 상기 역변환 제어 신호(Control 0)는 제2 제어 신호 상태를 가지며, 예컨대 1/2f의 시간 주기 내에 로우 레벨 지속 신호를 출력하고, 상기 로우 레벨 지속 신호는 트랜지스터(E5)의 반전 작용에 의하여 제1 신호 상태(하이 레벨 지속 신호)를 형성하며, 상기 하이 레벨 지속 신호는 제2 제어 입력 단자(즉 트랜지스터(E4)의 제어 전극)로 입력되어 역변환 제어 유닛의 트랜지스터(E4)가 턴-온 상태가 되게 함으로써 전원 유닛의 제1 전원 출력 단자((+) 단자), 저항(R1), 저항(R2), 제1 지향 다이오드(D1), 트랜지스터(E4), 전원 유닛의 제2 전원 출력 단자((-) 단자)로 턴-온 회로를 형성하도록 하고, 저항(R1)의 전압을 강하시켜 트랜지스터(E1)를 온(ON)시키면, 모터(200)의 코일 상에는 1/2f의 시간 주기 내에 트랜지스터(E1)로부터 트랜지스터(E4)를 향해 흐르는 전류가 생성되어, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 모터를 향하여 제2 전압 방향(M2)을 가지는 제2 구동 전압을 출력하도록 한다. 또한, 상기 제2 전압 방향과 상기 제1 전압 방향이 반대됨에 따라, 트랜지스터(E3)는 턴-오프 상태가 된다.
각 역변환 제어 신호의 제어 주기(1/f) 동안 제1 서브 주기를 후반부 주기로 설정하고 제2 서브 주기를 전반부 주기로 설정하면, 전반부 주기 동안 제2 신호 상태를 가지는 역변환 제어 신호를 출력할 수 있고 후반부 주기 동안 제1 신호 상태를 가지는 역변 신호를 출력할 수도 있음은 물론이다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에 기재된 모터 장치에 의하여, 하나의 역변 신호를 제어함으로써 상기 역변환 제어 유닛이 제1 전압 방향을 가지는 제1 구동 전압 및 제1 전압 방향과 반대인 제2 전압 방향을 가지는 제2 구동 전압을 출력함으로써 모터의 코일 상에 교류변환 전류를 생성하고, 상기 모터를 제어하여 목표 작동 주파수로 작업을 진행하고 이에 대응되는 모터 토크를 출력할 수 있다.
또한, 본원에서, 역변환 제어 신호를 조절함으로써, 예컨대 상기 역변환 제어 신호의 턴-온 시간을 조절함으로써 상기 역변환 제어 유닛이 출력한 교류 전압 주기가 조절 가능해질 수 있고, 이로써 상기 모터 코일의 주파수가 조절 가능해지며, 나아가 상기 모터 자체의 구성을 변경하지 않으면서도 모터 회전 속도에 대한 조절을 구현할 수 있게 된다.아래의 표 2에서는 본 공개의 실시예에 따른 클로폴 형 영구 자석 동기 모터의 세 개의 회전 속도 기어를 나타내었다.
클로폴 형 영구 자석 동기 모터의 회전 속도의 기어 테이블
작동 주파수
（Hz）		 입력 전압
（V）		 입력 전류
（mA）		 주기
（ms）		 주기 턴-온 시간(ms) 주기 턴-오프 시간(ms) 등가 듀티비
 출력 토크(kg*cm)
60 12 224 16.7 16.7 0 100% 6
50 12 201 20 15 5 75% 6.4
40 12 187 25 15.6 9.4 62.4% 6.4
전술한 내용에 기반하여, 상기 모터 제어 유닛이 상기 모터로 출력하는 교류 전압의 지속 시간을 조정함으로써, 상기 모터의 컴포넌트 및 구조를 변경하지 않으면서 일정한 범위 내, 예컨대 40 내지 60 Hz의 범위 내에서 상기 모터의 회전 속도를 조절하여 실제 필요에 따라 상기 모터를 원활하게 제어하기에 유리해짐을 알 수 있다.
본 공개의 실시예에 따라, 전술한 모터 제어 장치에 사용되는 모터 제어 방법(700)을 제시한다.도 21은 본 공개의 실시예에 따른 모터 제어 방법(700)의 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 21을 참조하면, 먼저, 단계 S701에서, 상기 모터의 목표 작동 주파수와 출력 토크에 대한 요구를 획득한다.상기 모터의 목표 작동 주파수를 획득하는 것은 상기 모터가 단위 시간 내에 회전하는 필요한 휫수를 나타내기 위함이다.상기 출력 토크에 대한 요구는 모터에 필요한 출력 토크를 나타내기 위함이다.
상기 목표 작동 주파수는 예컨대 사용자가 사전에 입력한 값일 수도 있고, 또는 상기 모터의 유형 및 그 실제 필요에 따라 설정한 값일 수도 있다.본 공개의 실시예는 상기 목표 작동 주파수의 구체적인 값 및 그 출처에 제한되지 아니한다.
상기 출력 토크에 대한 요구는 예컨대 사전에 설정된 것일 수도 있으며, 또는 사용자가 입력한 것일 수도 있다.본 공개의 실시예는 상기 출력 토크에 대한 요구의 구체적인 내용 및 그 출처에 제한되지 아니한다.
상기 모터의 목표 작동 주파수를 획득한 후, 단계 S702에서, 상기 목표 작동 주파수에 기반하여, 상기 마이크로 제어 유닛이 출력하는 역변환 제어 신호를 결정한다.
예컨대, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호일 때, 예컨대 주기가 주파수의 역수라는 특징에 기반하여, 상기 목표 작동 주파수에 기반하여 상기 모터의 목표 작동 주기를 구할 수 있고, 이에 따라, 출력되는 역변환 제어 신호의 신호값을 결정할 수 있다.
다음으로, 단계 S703에서, 출력 토크에 대한 요구에 기반하여, 상기 마이크로 제어 유닛(120)가 출력하는 역변환 제어 신호의 듀티비를 결정한다.
상기 듀티비는 상기 마이크로 제어 유닛이 출력하는 역변 신호 중 유효 레벨의 비율을 나타내기 위한 것으로서, 상기 유효 레벨의 비율을 조정함으로써 상기 모터의 출력 토크에 대한 제어를 양호하게 구현할 수 있다.
역변환 제어 신호를 결정한 후, 단계 S704에서, 상기 역변환 제어 유닛(130)이 상기 직류 전원의 직류 전류를 교류 전류로 변환하도록 역변환 제어 유닛(130)으로 상기 역변환 제어 신호를 출력한다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에서 제공된 방법에 의하여, 상기 모터의 목표 작동 주파수와 출력 토크에 대한 요구에 따라 상기 역변환 제어 신호 및 그 듀티비를 결정할 수 있고, 상기 역변환 제어 신호를 통하여 상기 모터에 대한 제어를 구현할 수 있으며, 상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호 또는 두 개의 제어 신호이므로, 충분한 토크 출력을 제공하면서도 제어 신호의 개수를 유의하게 감소시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기의 목표 작동 주파수에 기반하여 상기 마이크로 제어 유닛이 출력하는 역변환 제어 신호를 결정하는 단계 S702를 보다 구체적으로 설명할 수 있다.도 22는 본 공개의 실시예에 따라 마이크로 제어 유닛이 출력하는 역변환 제어 신호를 결정하는 과정 S702을 도시한 예시적인 흐름도이다.
일부 실시예에서, 상기의 목표 작동 주파수에 기반하여 상기 마이크로 제어 유닛이 출력하는 역변환 제어 신호를 결정하는 단계 S702를 보다 구체적으로 설명할 수 있다.도 22는 본 공개의 실시예에 따라 마이크로 제어 유닛이 출력하는 역변환 제어 신호를 결정하는 과정 S702을 도시한 예시적인 흐름도이다.
도 22를 참조하면, 먼저, 단계 S702에서, 상기 목표 작동 주파수에 기반하여 역변환 제어 신호의 신호 주기를 제어하며, 상기 신호 주기는 대칭되는 제1 서브 주기 및 제2 서브 주기를 포함한다.상기 역변환 제어 신호의 신호 주기는 주기 신호 중 두 개의 동일한 신호의 시간 간격을 나타내기 위함이다.
예컨대, 상기 모터의 목표 작동 주파수(f)에 기반하여 상기 모터의 목표 작동 주기(T)를 결정할 수 있으며, 상기 목표 작동 주기(T)는 예컨대 상기 목표 작동 주파수(f)의 역수이고, 이에 따라 상기 모터의 목표 작동 주기를 얻을 수 있으며, 예컨대 상기 모터의 목표 작동 주기를 상기 역변환 제어 신호의 신호 주기로 하여 상기 역변환 제어 신호의 신호 주기(T)를 획득할 수 있다.
상기 제1 서브 주기와 상기 제2 서브 주기는 신호 주기 내에서 대칭되는 서브 주기를 의미하며, 예컨대, 제1 서브 주기가 전반부 주기이고 제2 서브 주기가 후반부 주기일 수 있고; 또는 상기 제1 서브 주기가 후반부 주기이고 제2 서브 주기가 전반부 주기일 수 있다.본 공개의 실시예는 상기 제1 서브 주기와 제2 서브 주기의 구체적인 구성에 의하여 제한되지 아니한다.
그러나, 전술한 내용에서는 상기 목표 작동 주파수에 기반하여 역변환 제어 신호의 신호 주기를 결정하는 예시적인 방법만을 제시하였고, 다른 방식을 통하여 상기 역변환 제어 신호의 주기를 제어할 수 있으며, 본 공개의 실시예는 상기 역변환 제어 신호의 신호 주기의 구체적인 결정 방식에 의하여 제한되지 아니함은 물론이다.
다음으로, 단계 S7022에서, 상기 신호 주기의 제1 서브 주기에, 출력된 역변환 제어 신호는 상기 역변환 제어 유닛이 제1 구동 전압을 생성하도록 한다.
다음으로, 단계 S7023에서, 상기 신호 주기의 제2 서브 주기에, 출력된 역변환 제어 신호는 상기 역변환 제어 유닛이 제2 구동 전압을 생성하도록 하며, 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압의 전압 방향은 반대이다.
상기 제1 구동 전압, 제2 구동 전압은 모두 역변환 구동 유닛이 상기 모터로 출력하는 출력 전압이며, 제1 구동 전압, 제2 구동 전압은 상이한 전압 방향을 가지는 출력 방향의 구분에 사용될 뿐, 이를 제한하기 위한 것이 아니다.
전술한 내용에 기반하면, 본원에서, 상기 목표 작동 주파수에 기반하여 상기 역변환 제어 신호의 신호 주기를 결정하고 이로써 상기 역변환 제어 신호를 결정하여, 상기 역변환 제어 유닛이 상기 제1 서브 주기에 제1 구동 전압을 출력하고 제2 서브 주기에 상기 제1 구동 전압과 반대 방향의 제2 구동 전압을 출력하도록 양호하게 제어함으로써 상기 역변환 제어 유닛이 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 교대로 생성하여 교류 전압을 형성하도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호일 때, 상기 신호 주기의 제1 서브 주기에, 출력된 역변환 제어 신호는 제1 신호 상태를 가지고; 상기 신호 주기의 제2 서브 주기에, 출력된 역변환 제어 신호는 제2 신호 상태를 가진다.
상기 제1 신호 상태 및 제2 신호 상태는 예컨대 실제 상황에 따라 설정될 수 있으며, 예컨대 지속 신호로 설정될 수 있다. 예컨대 하이 레벨의 지속 신호를 제1 신호 상태로 설정하고 로우 레벨의 지속 신호를 제2 신호 상태로 설정할 수 있으며; 또는 레벨 임계값을 설정하여, 상기 레벨 임계값보다 높은 역변환 제어 신호를 제1 신호 상태로 설정하고, 상기 레벨 임계값보다 낮은 역변환 제어 신호를 제2 신호 상태로 설정할 수 있다.또는, 펄스 조절 신호(PWM 신호)를 사용하여, 예컨대 듀티 비(duty ratio)가 조절 가능한 방형파 제어 신호를 제1 상태 신호 또는 제2 상태 신호로 설정할 수 있으나, 본 공개의 실시예는 상기 제1 상태 신호 및 상기 제2 상태 신호의 구체적인 설정 방식에 의하여 제한되지 않는다.
전술한 내용에 기반하면, 상기 역변환 제어 신호가 하나의 제어 신호일 때, 상기 역변환 제어 신호의 신호 상태를 조절함으로써 역변환 제어 유닛의 출력 전압을 조절하여 상기 역변환 제어 유닛의 출력을 유연하게 제어할 수 있도록 함으로써 상기 교류 전압 주기에 대한 실시간 조정을 구현할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호이며, 상기 역변환 제어 신호는 제1 역변환 제어 신호와 제2 역변환 제어 신호를 포함하고, 상기 신호 주기의 제1 서브 주기에, 상기 제1 역변환 제어 신호는 제1 신호 상태를 가지며 상기 제2 역변환 제어 신호는 제2 신호 상태를 가지고; 상기 신호 주기의 제2 서브 주기에, 상기 제1 역변환 제어 신호는 제2 신호 상태를 가지며 상기 제2 역변환 제어 신호는 제1 신호 상태를 가진다.
상기 제1 역변환 제어 신호 및 상기 제2 역변환 제어 신호는 단지 상기 두 개의 역변환 제어 신호를 구분하기 위한 것이며, 이를 추가적으로 제한하기 위한 것이 아님은 물론이다.
전술한 제1 신호 상태, 제2 신호 상태는 상기 역변환 제어 신호의 상이한 출력 신호를 구분하기 위한 것으로서, 이를 추가적으로 제한하기 위한 것이 아니다.
전술한 내용에 기반하면, 상기 역변환 제어 신호가 두 개의 제어 신호일 때, 상기 제1 역변환 제어 신호와 상기 제2 역변 신호의 상이한 신호 상태를 설정함으로써 역변환 제어 유닛이 출력하는 전압 신호를 제어하여, 역변환 제어 신호가 두 개일 때에도 직류 전압으로부터 교류 전압으로의 변환을 양호하게 구현하여 상기 모터에 대한 양호한 제어를 구현할 수 있다.
일부 실시예에서, 모터 제어 장치에서 전술한 것과 같은 모터 제어 방법을 응용함으로써 상기 모터 제어 장치가 전술한 것과 같은 기능을 구현할 수 있고 전술한 것과 같은 장점을 가지도록 한다.또한, 전술한 실시예에 관하여 제공된 모터 제어 방법의 기술적 효과에 대해서는 본 공개의 실시예에서 제공된 모터 제어 장치의 기술적 효과를 참조할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.
일부 실시예에서, 모터 제어 장치에서 전술한 것과 같은 모터 제어 방법을 응용함으로써 상기 모터 제어 장치가 전술한 것과 같은 기능을 구현하고 전술한 것과 같은 장점을 가질 수 있도록 한다.또한, 전술한 실시예에 관하여 제공된 모터 제어 방법의 기술적 효과에 대해서는 본 공개의 실시예에서 제공된 모터 제어 장치의 기술적 효과를 참조할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.
일부 실시예에서, 또 다른 모터 제어 장치의 예시를 제공한다.도 23A는 본 공개의 실시예의 또 다른 모터 제어 장치(400)의 개략적인 블록도이다.예컨대, 상기 모터 제어 장치(400)는 주기 제어 신호를 사용하여 모터를 제어하기 위한 것으로서, 상기 주기 제어 신호의 각 주기는 지속 기간과 전류 소모 기간을 포함한다.예컨대, 도 23A에 도시된 바와 같이, 상기 모터 제어 장치(400)는 구동 유닛(420)과 제어 유닛(420)을 포함한다.예컨대, 구동 유닛(410)은 도 25A에 도시된 브리지 형 회로로 구현될 수 있으며, 제어 유닛은 하드웨어(예컨대 회로) 모듈, 소프트웨어 모듈 또는 이들의 임의의 조합 등으로 구현될 수 있고, 아래의 실시예는 이와 동일하므로, 반복 설명은 하지 않는다.
예컨대, 구동 유닛(410)은 주기 제어 신호를 수신하고, 지속 기간 동안 주기 제어 신호에 응답하여 모터를 작동시키고, 전류 소모 기간 동안 주기 제어 신호에 응답하여 모터의 코일 전류를 목표값까지 강하시키도록 구성된다. 예컨대, 지속 기간의 길이와 전류 소모 기간의 길이는 모터의 작동 주파수 및 모터의 코일 저항에 따라 획득된다.
제어 유닛(420)은 구동 유닛(410)으로 주기 제어 신호를 제공하도록 구성되며, 예컨대 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 구동 유닛(410)에 제공한다.
또한, 상기 모터 제어 장치(400)는 예컨대 본원에 제시된 모터 제어 방법으로 제어될 수 있다.도 23B는 본 공개의 실시예에 따른, 모터 제어 장치(400)를 위한 모터 제어 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 23B를 참조하면, 상기 제어 방법은 단계 S110 내지 단계 S120을 포함한다.
단계 S110: 지속 기간 동안, 주기 제어 신호로 하여금 모터를 작동시킨다.
단계 S120: 전류 소모 기간 동안, 주기 제어 신호로 하여금 모터의 코일 전류를 목표값까지 강하시키도록 한다.
상기 제어 방법은 예컨대 다음과 같이 보다 구체적으로 설명될 수 있다. 예컨대, 본 공개의 일부 실시예에서, 주기 제어 신호를 사용하여 모터의 작동을 제어한다.예컨대, 주기 제어 신호의 각각의 주기는 지속 기간 및 전류 소모 기간을 포함한다.예컨대, 본 공개의 일부 실시예에서, 지속 기간의 길이와 전류 소모 기간의 길이는 모터의 작동 주파수 및 모터의 코일 저항에 따라 획득된다.
예컨대, 일부 실시예에서, 지속 기간의 길이(t1)는 아래의 공식에 의하여 획득될 수 있고:
t1=(1-K)*1/2f （1）
전류 소모 기간의 길이(t2)는 아래의 공식에 의하여 획득할 수 있으며:
t2=(K)*1/2f （2）
이 때, f는 모터의 작동 주파수를 나타내고, K는 상기 모터의 코일 저항에 따라 획득한 계수를 나타내며, K의 값은 0 내지 1이다.
예컨대, 일 실시예에서, 지속 기간의 길이(t1)와 전류 소모 기간의 길이(t2)의 합은 모터의 작동 주기(T)(T=1/f)의 1/2(즉, 1/2f)이며, 모터의 작동 주기(T)는 대칭되는 두 개의 부분을 포함한다.
도 24A는 본 공개의 적어도 일 실시예에서 제공되는, 방형파 제어 신호의 제어에 의한 모터 코일의 전류의 파형에 대한 개략도이며; 도 24B는 본 공개의 적어도 일 실시예에서 제공되는, 정현파 제어 신호의 제어에 의한 모터 코일의 전류의 파형에 대한 개략도이다.
예컨대, 도 24A 또는 도 24B에 도시된 바와 같이, 모터의 작동 주기(T)는 대칭되는 제1 서브 주기(T1)와 제2 서브 주기(T2)를 포함할 수 있으며, 제1 서브 주기(T1)와 제2 서브 주기(T2)의 위상은 서로 반대되고, 하나가 양이며 다른 하나가 음이므로, 양자는 대응되는 두 개의 부분이다.제1 서브 주기(T1)와 제2 서브 주기(T2)는 각각 지속 기간과 전류 소모 기간을 포함한다.예컨대, 도 24A 또는 도 24B에 도시된 바와 같이, 모터의 작동 주기(T)의 각각의 서브 주기는 지속 기간의 길이(t1)와 전류 소모 기간의 길이(t2)의 합과 같다.예컨대, 제1 서브 주기(T1) 또는 제2 서브 주기(T2)는 제어 주기 신호의 하나의 주기에 대응된다.
단계 S110에 있어서, 예컨대, 상기 주기 제어 신호는 방형파 신호일 수 있고 정현파 신호 또는 삼각파 신호일 수도 있으며, 기타의 불규칙한 형상을 가지는 (도 24A에 도시된 바와 같은) 주기성 신호일 수도 있으나, 본 공개의 실시예는 이를 제한하지 아니한다.
예컨대, 도 24A 또는 도 24B에 도시된 바와 같이, 지속 기간(즉 길이(t1)) 동안, 구동 유닛(예컨대, 도 25A에 도시된 브리지 형 회로)이 대응되는 전기 신호를 생성하여 모터를 작동시키도록 주기 제어 신호를 제공한다.
예컨대, 본 공개의 일부 실시예에서, 상기 제어 방법은 모터에 직류 신호를 제공하는 단계, 직류 신호를 모터에 필요한 작동 주파수를 가지는 교류 신호로 변환하는 단계, 모터 코일을 제공하는 단계를 더 포함함에 따라, 직류 공급 전원에서 입력되는 직류 신호를 모터에 필요한 교류 신호(예컨대, 도 24A 또는 도 24B에 도시된 교류 파형) 및 주파수로 변환하여 모터가 소정의 기능을 달성하도록 제어함으로써 모터의 교류 제어를 구현할 수 있다.예컨대, 모터 코일에 제공되는 전압이 이론적으로 교류 전압인 한, 모터 코일은 교류변환 전류를 생성할 수 있고, 코일의 교류변환 전류는 동기 모터에서 교류변환 전자기장을 생성하여 영구 자석 로터와 함께 회전할 수 있다.
단계 S120에 있어서, 예컨대, 목표값의 범위는 0에서부터 모터의 코일 전류의 피크값까지이다.예컨대, 모터의 코일 전류의 피크값은 모터의 위상 전류의 피크값이라고도 한다.예컨대, 일부 실시예에서, 목표값은 0이며, 상기 목표값은 0에 근접할 수도 있으나 본 공개의 실시예가 이에 제한을 두지 않음은 물론이다.예컨대, 또 다른 일부 실시예에서, 목표값이 모터의 위상 전류의 피크값일 때, 전류 소모 기간의 길이(t2)는 0이다.구체적인 것은 실제 상황에 따라 정할 수 있으며, 본 공개의 실시예는 이에 대하여 제한을 두지 않는다.예컨대, 도 24A 및 도 24B에 도시된 바와 같이, 전류 소모 기간(즉 길이(t2)) 동안, 모터의 작동을 제어하는 각 서브 주기에서, (K)*1/2f의 시간을 삽입하여 코일 전류를 최대한 신속히 0까지 낮춤으로써 모터 회전자 위치를 알 필요가 없이 모터의 가장 우수한 토크/전류비를 구현하여 모터가 최대 토크/공력 밀도를 달성하도록 할 수 있으며, 이로써 토크를 유지하고 모터의 제조 비용과 공력 소모를 낮춘다는 목적을 달성할 수 있다.
예컨대, 배수용 클로폴 형 영구 자석 동기 모터를 예로 들면, 브리지 형 회로가 회로 코일에 인가하는 전류는 도 24A에 도시된 바와 같은 교류 방형파 전류이며, 상이한 계수 K 하에서의 출력 장력, 입력 전류, 등가 토크/공력 밀도 비의 비교 데이터는 표 3에 나타난 바와 같다:
상이한 계수 K에서의 출력 장력, 입력 전류, 등가 토크/공력 밀도 비
작동 주파수(Hz) 입력 전압(V) 제어 파형 입력 전류(A) 입력 공률 계수 K 출력 장력(kg) 토크/공력 밀도
50 12 방형파 0.242 2.904 0.050 13.500 4.649
50 12 방형파 0.230 2.760 0.100 13.000 4.710
50 12 방형파 0.205 2.460 0.200 11.200 4.553
상기 표에 나타난 바와 같이, 최대 토크/공력 밀도를 결정하여 계수 K를 결정함으로써 상기 계수 K에 따라 전술한 공식(1)과 공식(2)에 기반하여 지속 기간의 길이 및 전류 소모 기간의 길이를 결정할 수 있고, 이로써, 상기 제어 방법을 통하여 단위 전류 하에서의 모터 출력 토크를 효과적으로 상승시켜 모터가 최대 오크/공력 밀도를 달성하도록 할 수 있다.
예컨대, 상기 계수 K와 모터의 코일 저항은 서로 대응되게 룩업 테이블에 저장되어 계속 검색 및 사용될 수 있다.
도 23C는 본 공개의 적어도 하나의 실시예에 의하여 제공되는, 지속 기간의 길이와 전류 소모 기간의 길이를 획득하는 방법의 흐름도이다.예컨대, 도 23C에 도시된 바와 같이, 상기 획득 방법은 단계 S130 내지 단계 S150을 포함한다.
단계 S130: 현재 모터의 코일 저항을 획득한다.
단계 S140: 룩업 테이블에서 현재 모터의 코일 저항에 대응되는 계수를 획득한다.
단계 S150: 모터의 작동 주파수 및 계수에 기반하여 지속 기간의 길이와 전류 소모 기간의 길이를 획득한다.
예컨대, 클로폴 형 영구 자석 모터의 유형과, 각 모터가 1개씩의 계수 K를 사용하는 것과 같이 계수가 비교적 많음을 고려하면, 상이한 모터에 대응되는 매우 많은 수의 소프트웨어를 생성할 수 있다.또한, 본 공개의 실시예에서, 로터 표준화에 기반하면, 상이한 모터에 대응되는 모터 코일 또한 상이하므로, 모터 코일 저항에 대하여 대응되는 저항을 가지는 계수 K를 생성하고, 표준 소프트웨어를 사용하여 코일 저항과 계수 K 사이의 대응 관계를 저장함으로써 소프트웨어 코드/버전의 관리 난이도를 낮출 수 있다.
예컨대, 상이한 모터에 필요한 K(즉 모터 코일 저항과 계수 K 사이의 대응 관계)는, 제어 유닛(예컨대, 마이크로 제어 유닛)에 설치된 메모리(예컨대, 전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 또는 제어 유닛 외부의 외장 메모리 또는 데이터 플래시(Data flash), 또는 데이터 테이블(예컨대, 룩업 테이블)의 형태로 코드에 설치(예컨대, 플래시 메모리에 프로그래밍됨)될 수 있다.
예컨대, 단계 S130에 있어서, 모터에 전원을 공급하고 제어 유닛(예컨대, MCU)를 초기화한 후, MCU는 모터 코일에 단방향으로 펄스 신호를 주입하도록(예컨대 도 25A에 도시된 트랜지스터(Q1/Q4)를 도통시키거나 트랜지스터(Q2/Q3)를 도통시켜 펄스 신호의 단방향 주입 구현) 구동 유닛(예컨대, 도 25A에 도시된 브리지 형 회로)을 제어할 수 있으며, 예컨대, 단방향 펄스 신호의 주입 시간은 1/2f 이하이다.
예컨대, 단방향의 펄스 신호를 주입한 후, 모터의 피드백 전류에 따라 모터 코일 저항을 계산할 수 있다.예컨대, 상기 모터의 피드백 전류는 당업계의 방법을 사용하여 수집할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.
단계 S140에 있어서, 모터의 코일 저항 범위에 따라, 룩업 테이블을 검색하는 방법을 통하여 모터가 필요로 하는 K값을 결정한다.또는 모터 제어 파라미터를 식별한 후, 그 밖의 소프트웨어적인 방법을 사용하여 대응되는 K값을 획득함으로써, 소프트웨어 코드/버전의 관리 난이도를 낮출 수 있다.
단계 S150에 있어서, 모터의 작동 주파수 f 및 계수 K에 기반하여 전술한 공식(1) 및 공식(2)에 따라 각각 지속 기간의 길이 및 전력 소모 기간의 길이를 획득함으로써, 지속 기간의 길이와 전력 소모 기간의 길이에 기반하여 모터를 작동시킬 수 있다.
예컨대, 상기 구동 유닛(410)은 전술한 단계 S110 및 단계 S120을 구현할 수 있으며, 그 구체적인 구현 방법에 대해서는 단계 S110과 단계 S120에 관련된 설명을 참조할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.
일부 실시예에서, 예컨대, 도 25A에 도시된 바와 같이, 상기 모터 제어 장치(400)는 전압 조절 회로(430)를 더 포함하며, 전압 조절 회로(430)은 외부에 제공한 직류 신호를 제어 유닛(420)(예컨대, MCU)에서 사용 가능한 전압으로 변환하도록 구성된다.제어 유닛(420)은 모터 제어 전략(예컨대, 도 23B에 도시된 제어 방법)에 따라 제어 신호를 출력하고; 구동 유닛은 제어 유닛(420)이 출력한 주기 제어 신호(예컨대, 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호 포함)에 따라 외부에서 제공되는 직류 신호를 모터가 필요로 하는 일정 주파수의 교류 신호로 변환하여 이를 모터 코일에 제공한다.
도 25A는 본 공개의 적어도 일 실시예에 의하여 제공되는 구동 유닛의 개략도이다.예컨대, 도 25A에 도시된 바와 같이, 상기 구동 유닛(410)은 제1 상완 스위치(S1), 제1 하완 스위치(S3), 제2 상완 스위치(S2) 및 제2 하완 스위치(S4)를 포함한다.예컨대, 제1 상완 스위치(S1)와 제2 하완 스위치(S4)는 제1 서브 주기(T1)의 지속 기간 동안에 모터(M)를 구동시키도록 구성되고; 제2 상완 스위치(S2)와 제1 하완 스위치(S3)는 제2 서브 기간(T2)의 지속 기간 동안에 모터(M)를 구동시키도록 구성된다.예컨대, 또 다른 일부 실시예에서, 제2 상완 스위치(S2)와 제1 하완 스위치(S3)는 제1 서브 주기(T1)의 전류 소모 기간 동안에 모터(M)를 구동시키도록 구성된다.
예컨대, 도 25A에 도시된 바와 같이, 제1 상완 스위치(S1)는 제1 상완 트랜지스터(Q1) 및 제1 상완 트랜지스터(Q1)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제1 다이오드(L1)를 포함하고, 제1 하완 스위치(S3)는 제1 하완 트랜지스터(Q3) 및 제1 하완 트랜지스터(Q3)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제2 다이오드(L2)를 포함하며, 제2 상완 스위치(S2)는 제2 상완 트랜지스터(Q2) 및 제2 상완 트랜지스터(Q2)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제3 다이오드(L3)를 포함하고, 제2 하완 스위치(S4)는 제2 하완 트랜지스터(Q4) 및 제2 하완 트랜지스터(Q4)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제4 다이오드(L4)를 포함한다.
예컨대, 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제1 전극은 구동 유닛(410)의 제1 입력 단자((+)단자)에 연결되어 제1 전원 전압을 수신하고, 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제2 전극은 모터(M)에 연결되며, 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제어 단자는 제1 구동 신호 단자(ct1)에 연결되어 제1 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 제1 하완 트랜지스터(Q3)의 제1 전극은 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제2 전극에 연결되고, 제1 하완 트랜지스터(Q3)의 제2 전극은 구동 유닛(410)의 제2 입력 단자((-) 단자)에 연결되어 제2 전원 전압을 수신하며, 제1 하완 트랜지스터(Q3)의 제어 단자는 제2 구동 제어 신호 단자(ct2)에 연결되어 제2 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제1 전극은 구동 유닛(410)의 제1 입력 단자((+) 단자)에 연결되어 제1 전원 전압을 수신하고, 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제2 전극은 모터(M)에 연결되며, 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제어 단자는 제3 구동 제어 신호 단자(ct3)에 연결되어 제3 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 제2 하완 트랜지스터(Q4)의 제1 전극은 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제2 전극에 연결되고, 제2 하완 트랜지스터(Q4)의 제2 전극은 구동 유닛(410)의 제2 입력 단자((-) 단자)에 연결되어 제2 전원 전압을 수신하며, 제2 하완 트랜지스터(Q4)의 제어 단자는 제4 구동 제어 신호 단자(ct4)에 연결되어 제4 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 상기 주기 제어 신호는 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 포함하고, 예컨대, 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호의 주기는 모터 작동 주기의 각 서브 주기와 대응된다.
구동 유닛의 작동 과정에 대해서 보다 자세히 설명할 수 있으며, 도 26A은 본 공개의 적어도 일 실시예에 의하여 제공되는 또 다른 제어 방법의 흐름도임을 주의하기 바란다.예컨대, 도 26A에 도시된 바와 같이, 상기 제어 방법은 단계 S210 내지 단계 S220을 포함한다.
단계 S210: 지속 기간 동안, 제1 상완 스위치와 제2 하완 스위치는 주기 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 상기 모터를 구동시킨다.
단계 S220: 전류 소모 기간 동안, 제1 하완 스위치, 모터 및 제2 하완 스위치는 주기 제어 신호에 응답하여 연결되어 전류 회로를 구성함으로써 모터의 코일 전류를 목표값까지 낮추거나, 또는 전류 소모 기간 동안, 제2 상완 스위치와 제1 하완 스위치는 주기 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 모터가 반대 방향의 코일 전류를 생성하도록 구동시킴으로써 모터의 코일 전류를 목표값까지 낮춘다.
예컨대, 단계 S210에 있어서, 제1 서브 주기의 지속 기간 동안, 제1 상완 스위치(S1)와 제2 하완 스위치(S4)는 주기 제어 신호에 응답하여 턴-온되어, 도 25B에 도시된 바와 같은, 제1 통로(P1)에 따른 단방향 펄스 신호를 모터에 제공함으로써 모터를 구동시킨다.유사하게, 제2 서브 주기의 지속 기간 동안, 제2 상완 스위치(S2)와 제1 하완 스위치(S3)는 주기 제어 신호에 응답하여 턴-온되어, 도 25C에 도시된 바와 같은, 제2 통로(P2)에 따른 단방향 펄스 신호를 모터에 제공함으로써 모터를 구동시켜, 직류 전자파 공급을 구현할 수 있는 상황에서, 입력된 직류 신호를 모터가 필요로 하는 교류 신호 및 주파수로 변환하고, 모터가 소정의 기능을 구현하도록 제어함으로써 모터의 교류 제어를 구현할 수 있다.
예컨대, 제1 서브 주기의 지속 기간과 전류 소모 기간을 예로 들어 설명하고, 그 밖의 서브 주기의 지속 기간과 전류 소모 기간의 구동 제어 과정에 대해서는 제1 서브 주기에 대한 소개를 참조할 수 있으므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.본 공개의 실시예는 이에 제한을 두지 아니한다.
단계 S220에 있어서, 예컨대, 제1 실시예에서, 도 25D 또는 도 25E에 도시된 바와 같이, 제1 서브 주기의 전류 소모 기간 동안, 제1 상완 스위치(S3), 모터(M) 및 제2 하완 스위치(S4)는 전류 회로(P3 또는 P4)를 구성하여 모터의 코일 전류를 목표값까지 감소, 즉 전류 회로(P3 또는 P4)를 통하여 0까지 소모시킴으로써 모터의 최대 토크/공력 밀도를 구현한다.
예컨대, 또 다른 일 실시예에서, 상기 전류 소모 기간 동안, 도 25B에 도시된 바와 같이, 제2 상완 스위치(S2)와 제1 하완 스위치(S3)는 주기 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 회로(P2)를 형성함으로써 모터가 반대 방향의 코일 전류를 생성하도록 구동함으로써, 모터(M)의 제1 통로(P1)를 따른 코일 전류와 제2 통로(P2)를 따른 코일 전류를 상쇄시켜 모터(M)의 코일 전류가 가능한 한 빨리 목표값까지 감소하도록 한다.
예컨대, 도 25A에 도시된 바와 같이, 제1 상완 스위치(S1)는 제1 상완 트랜지스터(Q1) 및 제1 상완 트랜지스터(Q1)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제1 다이오드(L1)를 포함하고, 제1 하완 스위치(S3)는 제1 하완 트랜지스터(Q3) 및 제1 하완 트랜지스터(Q3)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제2 다이오드(L2)를 포함하며, 제2 상완 스위치(S2)는 제2 상완 트랜지스터(Q2) 및 제2 상완 트랜지스터(Q2)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제3 다이오드(L3)를 포함하고, 제2 하완 스위치(S4)는 제2 하완 트랜지스터(Q4) 및 제2 하완 트랜지스터(Q4)와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제4 다이오드(L4)를 포함한다.
예컨대, 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제1 전극은 구동 유닛(110)의 제1 입력 단자((+) 단자)에 연결되어 제1 전원 전압을 수신하고, 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제2 전극은 모터(M)에 연결되며, 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제어 단자는 제1 구동 신호 단자(ct1)에 연결되어 제1 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 제1 하완 트랜지스터(Q3)의 제1 전극은 제1 상완 트랜지스터(Q1)의 제2 전극에 연결되고, 제1 하완 트랜지스터(Q3)의 제2 전극은 구동 유닛(110)의 제2 입력 단자((-) 단자)에 연결되어 제2 전원 전압을 수신하며, 제1 하완 트랜지스터(Q3)의 제어 단자는 제2 구동 제어 신호 단자(ct2)에 연결되어 제2 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제1 전극은 구동 유닛(110)의 제1 입력 단자((+) 단자)에 연결되어 제1 전원 전압을 수신하고, 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제2 전극은 모터(M)에 연결되며, 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제어 단자는 제3 구동 제어 신호 단자(ct3)에 연결되어 제3 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 제2 하완 트랜지스터(Q4)의 제1 전극은 제2 상완 트랜지스터(Q2)의 제2 전극에 연결되고, 제2 하완 트랜지스터(Q4)의 제2 전극은 구동 유닛(110)의 제2 입력 단자((-) 단자)에 연결되어 제2 전원 전압을 수신하며, 제2 하완 트랜지스터(Q4)의 제어 단자는 제4 구동 제어 신호(ct4)에 연결되어 제4 제어 신호를 수신한다.
예컨대, 상기 주기 제어 신호는 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 포함하고, 예컨대, 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호의 주기는 모터 작동 주기의 각 서브 주기와 대응된다.
예컨대, 제1 서브 주기의 전류 소모 기간 동안, 제1 하완 스위치(S3), 모터(M) 및 제2 하완 스위치(S4)는 전류 회로(P3 또는 P4)를 구성하여 모터의 코일 전류를 목표값까지 감소시키며, 전류 소모 기간 동안 제2 하완 트랜지스터(Q4)가 제4 제어 신호에 응답하여 턴-온되고 도 25E에 도시된 바와 같이 제2 다이오드(L2), 모터 및 제2 하완 트랜지스터(Q4)가 전류 회로(P4)를 구성하여 모터(M)의 코일 전류를 목표값까지 감소시키며, 예컨대, 이 단계에서, 모터 코일의 전류 이동 방향은 제2 다이오드(L2)-모터(M)-제2 하완 트랜지스터(Q4)인 경우를 포함할 수 있고; 또는, 예컨대, 도 25D에 도시된 바와 같이, 전류 소모 기간 내에, 제1 하완 트랜지스터(Q3)가 제2 제어 신호에 응답하여 턴-온되고, 제2 하완 트랜지스터(Q4)가 제4 제어 신호에 응답하여 도통되며, 제1 하완 트랜지스터(Q3), 모터(M) 및 제2 하완 트랜지스터(Q4)가 전류 회로를 구성하여 모터(M)의 코일 전류를 목표값까지 감소시키며, 예컨대, 이 단계에서, 모터 코일의 전류 이동 방향은 제2 다이오드(L2)-모터(M)-제2 하완 트랜지스터(Q4)인 경우를 포함할 수 있다.
본 공개의 실시예에서 사용된 제1 상완 트랜지스터(Q1), 제2 상완 트랜지스터(Q2), 제1 하완 트랜지스터(Q3) 및 제2 하완 트랜지스터(Q4)는 모두 박막 트랜지스터, 또는 전계 효과 트랜지스터, 또는 다른 동일한 특성을 가지는 트랜지스터, 린튼 튜브, 달링턴 튜브, , IGBT 또는 기타 트랜지스터 등의 스위치 소재일 수 있으나, 본 공개의 실시예는 이에 대해 제한을 두지 않는다.본 공개의 실시예에서는 모두 전계 효과 트랜지스터를 예시로 하여 설명하였다.여기에서 사용한 트랜지스터의 소스 전극, 드레인 전극은 구조 상 대칭일 수 있으므로, 소스 전극과 드레인 전극은 구조상으로는 차이가 없을 수 있다.본 공개의 실시예에서, 제어 단자를 제외한 트랜지스터의 두 전극을 구별하기 위하여, 한 전극을 제1 전극, 다른 한 전극을 제2 전극으로 직접 설명하였다.또한, 트랜지스터의 특성 구분에 따라 트랜지스터를 N형과 P형 트랜지스터로 분류할 수 있다.트랜지스터가 P형 트랜지스터일 때, 개방 전압은 로우 레벨 전압이며(예컨대, 0V, -5V, -10V 또는 다른 적절한 전압), 폐쇄 전압은 하이 레벨 전압이고(예컨대, 5V, 10V 또는 다른 적절한 전압); 트랜지스터가 N형 트랜지스터일 때, 개방 전압은 하이 레벨 전압이고(예컨대, 5V, 10V 또는 다른 적절한 전압), 폐쇄 전압은 로우 레벨 전압이다(예컨대, 0V, -5V, -10V 또는 다른 적절한 전압).
예컨대, 직류 신호는 전술한 제1 전원 전압과 제2 전원 전압을 포함한다.예컨대, 상기 구동 전압을 통하여 상기 직류 신호를 모터가 필요로 하는 작동 주파수를 갖는 교류 신호로 변환하여 이를 모터 코일에 제공할 수 있다.도 26B는 본 공개의 적어도 일 실시예에 의하여 제공되는 또 다른 제어 방법의 흐름도이다.도 26B에 도시된 바와 같이, 상기 제어 방법은 단계 S310과 단계 S320을 포함한다.
단계 S310: 제1 서브 주기의 지속 기간 동안, 제1 제어 신호와 제4 제어 신호로 모터를 구동시킨다.
단계 S320: 제2 서브 주기의 지속 기간 동안, 제2 제어 신호와 제3 제어 신호로 모터를 구동시킨다.
예컨대, 도 25A에 도시된 바와 같이, 전압 조절 회로(430)는 외부에서 제공되는 직류 신호를 제어 유닛(420)(예컨대, MCU)이 사용 가능한 전압으로 변환할 수 있다.제어 유닛(420)은 모터 제어 전략(예컨대, 도 23B에 도시된 제어 방법)에 따라 제어 신호를 출력하고; 구동 유닛은 MCU가 출력한 주기 제어 신호(예컨대, 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호 포함)에 따라 외부에서 제공되는 직류 신호를 모터가 필요로 하는 일정 주파수의 교류 신호로 변환하여 이를 모터 코일에 제공한다.
예컨대, 구동 전압이 모터 코일 상에 출력하는 전압이 이론적으로 교류 전압인 한, 모터 코일은 교류변환 전류를 생성할 수 있고, 코일의 교류변환 전류는 동기 모터에서 교류변환 전자기장을 생성하여 영구 자석 로터와 함께 회전할 수 있다.
단계 S310에 있어서, 예컨대, 도 25A를 예로 들면, 제1 서브 주기(T1)의 지속 기간(길이 t1) 동안, 제1 제어 신호와 제4 제어 신호로 모터를 구동시켜 예컨대 도 25B에 도시된 통로(P1)를 형성한다.
예컨대, 이 기간에, 제1 제어 신호와 제4 제어 신호의 지속 길이는 (K-1)*1/2f이고, 제1 상완 트랜지스터(Q1)와 제2 하완 트랜지스터(Q4)가 온(ON)되면, 모터 코일 상에는 (K-1)*1/2f의 기간에 제1 상완 트랜지스터(Q1)로부터 제2 하완 트랜지스터(Q4)로 흐르는 전류가 생성되고; (K)*1/2f의 기간 동안, 즉 전류 소모 기간(길이 t2) 동안, 상기 전류는 가능한 한 빨리 0까지 감소하게 된다.
예컨대, 제2 서브 주기(T2)의 지속 기간(길이 t1) 동안, 제2 제어 신호와 제3 제어 신호를 통하여 모터를 구동시킨다.예컨대, 도 25C에 도시된 통로(P2)가 형성된다.
예컨대, 이 기간에, 제2 제어 신호와 제3 제어 신호의 지속 길이는 (K-1)*1/2f이고, 제2 상완 트랜지스터(Q2)와 제1 하완 트랜지스터(Q3)가 온(ON)되면, 모터 코일 상에는 (K-1)*1/2f의 기간에 제2 상완 트랜지스터(Q2)로부터 제1 하완 트랜지스터(Q1->Q3)로 흐르는 전류가 생성되고; (K)*1/2f의 기간 동안, 즉 전류 소모 기간(길이 t2) 동안, 상기 전류는 가능한 한 빨리 0까지 감소하게 된다.
이러한 방식으로, 모터 코일 상에서 교류변환 전류를 생성하였다.
도 26C는 본 공개의 적어도 일 실시예에 의하여 제공되는 제어 방법의 시스템적인 흐름도이다.도 26C에 도시된 바와 같이, 먼저 모터에 전기를 공급하고 제어 유닛을 초기화한다.모터에 전원을 공급하고 제어 유닛(예컨대, MCU)를 초기화한 후, MCU는 모터 코일에 단방향으로 펄스 신호를 주입하도록(예컨대 도 25A에 도시된 트랜지스터(Q1/Q4) 또는 트랜지스터(Q2/Q3)를 통하여 펄스 신호의 단방향 주입 구현) 구동 유닛(예컨대, 도 25A에 도시된 브리지 형 회로)을 제어할 수 있으며, 예컨대, 단방향 펄스 신호의 주입 시간은 1/2f 이하이다.
예컨대, 단방향의 펄스 신호를 주입한 후, 모터의 피드백 전류에 따라 모터 저항을 계산할 수 있다.예컨대, 상기 모터의 피드백 전류는 당업계의 방법을 사용하여 수집할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.
이로써, 모터 저항 범위에 따라 예컨대 룩업 테이블 검색을 통하여 모터가 필요로 하는 K값을 결정할 수 있다.
K값을 획득한 후, 모터의 작동 주파수 f 및 계수 K에 기반하여 전술한 공식(1) 및 공식(2)에 따라 각각 지속 기간의 길이 및 전력 소모 기간의 길이를 획득함으로써, 지속 기간의 길이와 전력 소모 기간의 길이에 기반하여 모터를 작동시킬 수 있다.
본 공개의 전술한 실시예에서의 제조 방법 중, 모터의 작동을 제어하는 각 서브 주기에서, (K)*1/2f 시간을 삽입하여 예컨대 모터의 코일 전류를 가능한 한 빨리 0까지 감소시킴으로써, 모터의 회전자 위치를 알 필요가 없다는 전제 하에 모터의 최대 토크/공력 밀도를 구현할 수 있고, 이로써 토크를 유지하면서 모터의 제조 비용과 공력 소모를 낮춘다는 목적을 달성할 수 있으며; 직류 전원 공급 하에, 입력된 직류 신호를 모터가 필요로 하는 전기 신호 및 주파수로 변환하여 모터가 소정의 기능을 달성하도록 제어함으로써 모터의 교류 제어를 구현하고 교류 입력 모터의 응용 분야를 확대 및 연장할 수 있다.
본 공개의 실시예 중, 전술한 각 실시예에 의하여 제공되는 가공 제어 방법의 흐름은 보다 많거나 또는 보다 적은 작동을 포함할 수 있으며, 이들 작동은 순서대로 또는 함께 수행될 수 있다.상기에서 설명한 가공 제어 방법의 흐름은 특정 순서로 나타나는 여러 개의 작동을 포함하나, 여러 개의 작동의 순서는 제한되지 않음이 이해되어야 할 것이다.상기에서 설명한 가공 제어 방법은 일회성으로 수행될 수도 있고, 소정의 조건에 따라 여러 차례로 수행될 수도 있다.
도 27은 본 공개의 적어도 일 실시예에 의하여 제공되는 제어 유닛의 개략도이다.예컨대, 도 27에 도시된 바와 같이, 상기 제어 유닛(420)은 프로세서(210)와 메모리(220)를 포함할 수 있다.
예컨대, 프로세서(210)와 메모리(220)는 버스 시스템(230)을 통하여 연결된다.예컨대, 버스 시스템(230)은 일반적으로 사용되는 직렬, 병렬 통신 버스 등일 수 있으나, 본 공개의 실시예는 이에 제한을 두지 않는다.
예컨대, 상기 프로세서(210)는 예컨대 마이크로 제어 유닛(MCU), 중앙처리장치(central processing unit; CPU), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP), 그래픽 프로세서(graphic processing unit; GPU) 또는 데이터 처리 능력 및/또는 명령어 수행 능력을 가지는 다른 형태의 프로세서일 수 있으며, 범용 프로세서 또는 전용 프로세서일 수 있고, 원하는 기능을 수행하도록 제어 유닛(420) 내의 다른 소자를 제어할 수 있다.
메모리(220)는 하나 또는 다수 개의 컴퓨터 프로그래밍 제품을 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 프로그래밍 제품은 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리 등 각종 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체일 수 있다.상기 휘발성 메모리는 예컨대 임의 접근 기억 장치(random access memory; RAM) 및/또는 cache 등을 포함할 수 있다.상기 비휘발성 메모리는 예컨대 읽기 전용 기억 장치(read-only memory; ROM), 하드디스크, 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다.컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체에 하나 또는 다수 개의 컴퓨터 프로그래밍 인스트럭션을 저장할 수 있으며, 프로세서(210)는 상기 프로그래밍 인스트럭션을 수행하여 본 공개의 실시예 중(프로세서(210)에 의하여 구현)의 기능 및/또는 다른 원하는 기능, 예컨대 계수 K의 검색 및 제어 신호의 인가 등을 수행할 수 있다.상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체에는 다양한 응용 프로그램 및 다양한 데이터, 예컨대, 모터 저항과 계수 K 사이의 대응 관계에 대한 룩업 테이블 및 응용 프로그램에 의해 사용 및/또는 생성된 다양한 데이터 프로그램이 저장된다.
명료함과 간결함을 위하여, 본 공개의 실시예에서 제어 유닛(420)의 모든 구성 유닛을 제공하지는 않았음을 밝힌다.제어 유닛(420)에 필요한 기능을 구현하기 위하여, 당업자들은 구체적인 필요에 따라 도시되지 않은 구성 유닛을 제공, 설정할 수 있으나, 본 공개의 실시예는 이에 제한을 두지 아니한다.
예컨대, 구동 유닛(410)은 직류 신호를 수신하도록 구성되며, 제어 유닛(420)이 제공한 주기 제어 신호에 응답하여 직류 신호를 모터가 필요로 하는 작동 주파수를 가진 교류 신호로 변환하고 이를 모터 코일에 제공하도록 구성된다.예컨대, 상기 구동 유닛(4109)은 전술한 단계 S310 및 S320을 구현할 수 있으며, 그 구체적인 구현 방법에 대해서는 S310 및 S320에 관련된 설명을 참조할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.
본 공개의 실시예에서, 상기 제어 장치는 더 많거나 더 적은 수의 회로 또는 유닛을 포함할 수 있으며, 각각의 회로 또는 유닛 간의 연결 관계는 제한되지 않고, 실제 요구사항에 따라 정해질 수 있다.각 회로의 구체적인 구성 방식은 제한되지 않으며, 회로의 원리에 따라 아날로그 소자로 구성되거나, 디지털 칩으로 구성되거나, 또는 다른 적절한 방식으로 구성될 수 있다.
전술한 실시예에서 제공되는 제어 장치의 기술적 효과에 대해서는 본 공개의 실시예에서 제공된 제어 방법의 기술적 효과를 참조할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.
본 공개의 적어도 일 실시예는 모터의 지속 기간의 길이와 전류 소모 기간의 길이를 결정하기 위한 모터 계수의 획득 방법을 더 제공하며, 상기 획득 방법은: 계수와 모터의 코일 저항을 서로 대응되게 룩업 테이블에 저장하는 단계; 현재 모터의 코일 저항을 획득하는 단계; 룩업 테이블로부터 현재 모터의 코일 저항에 대응되는 계수를 획득하는 단계;를 포함하고, 주기 제어 신호의 각 주기는 지속 기간과 전류 소모 기간을 포함하며, 지속 기간 동안에 주기 제어 신호로 하여금 모터를 구동시켜, 주기 제어 신호가 모터의 코일 전류를 목표값까지 감소시키도록 한다.
예컨대, 클로폴 형 영구 자석 모터의 유형과, 각 모터가 1개씩의 계수 K를 사용하는 것과 같이 계수가 비교적 많음을 고려하면, 상이한 모터에 대응되는 매우 많은 수의 소프트웨어를 생성할 수 있다.본 공개의 실시예에서, 로터 표준화에 기반하면, 상이한 모터에 대응되는 모터 코일 또한 상이하므로, 모터 코일 저항에 대하여 대응되는 저항을 가지는 계수 K를 생성하고, 표준 소프트웨어를 사용하여 코일 저항과 계수 K 사이의 대응 관계를 저장함으로써 소프트웨어 코드/버전의 관리 난이도를 낮출 수 있다.
예컨대, 상이한 모터에 필요한 K(즉 모터 코일 저항과 계수 K 사이의 대응 관계)는, 제어 유닛(예컨대, 마이크로 제어 유닛)에 설치된 메모리(예컨대, 전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 또는 제어 유닛 외부의 외장 메모리 또는 데이터 플래시(Data flash), 또는 데이터 테이블(예컨대, 룩업 테이블)의 형태로 코드에 설치(예컨대, 플래시 메모리에 프로그래밍됨)될 수 있다.
모터에 전원을 공급하고 제어 유닛(예컨대, MCU)를 초기화한 후, MCU는 모터 코일에 단방향으로 펄스 신호를 주입하도록(예컨대 도 25A에 도시된 트랜지스터(Q1/Q4)를 도통시키거나 또는 트랜지스터(Q2/Q3)를 도통시켜 펄스 신호의 단방향 주입 구현) 구동 유닛(예컨대, 도 25A에 도시된 브리지 형 회로)을 제어할 수 있으며, 예컨대, 단방향 펄스 신호의 주입 시간은 1/2f 이하이다.
예컨대, 단방향의 펄스 신호를 주입한 후, 모터의 피드백 전류에 따라 모터 코일 저항을 계산할 수 있다.예컨대, 상기 모터의 피드백 전류는 당업계의 방법을 사용하여 수집할 수 있으므로, 여기에서는 자세히 설명하지 않는다.모터의 코일 저항 범위에 따라, 룩업 테이블을 검색하는 방법을 통하여 모터가 필요로 하는 K값을 결정한다.또는 모터 제어 파라미터를 식별한 후, 그 밖의 소프트웨어적인 방법을 사용하여 대응되는 K값을 획득함으로써, 소프트웨어 코드/버전의 관리 난이도를 낮출 수 있다.
또한, 상기에서 개시한 각종 기술적 특징은 이미 개시된 다른 특징과의 조합에 제한되지 않으며, 당업자들은 본원의 목적을 달성하기 위하여 출원의 목적에 따라 각 기술적 특징 간의 다른 조합을 실시할 수 있다.

Claims (20)

  1. 내부에 제1 캐비티가 형성된 하우징(1);
    제1 캐비티 내에 위치하는 모터; 및
    모터 제어 시스템(7)을 포함하고, 상기 모터 제어 시스템은:
    모터의 일 측에 위치하는 베이스(8);
    베이스 상에 설치되며 베이스와 제2 캐비티를 형성하는 커버(9); 및
    제2 캐비티 내에 설치되고, 직류 전원에 기반하여 모터에 대한 제어를 구현하기 위한 모터 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배수 모터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스(8)는
    본체(11);
    모터로부터 떨어진 본체의 일 측에 설치되어, 모터 제어 장치를 지지하는 데 사용되는 다수 개의 지지부(12); 및
    모터로부터 떨어진 본체의 일 측에 설치되며, 모터 외부를 향해 개방되어 모터 제어 장치의 입력 소자(16)를 수용하기 위한 챔버(15)를 구비한 입력 단자 시트(seat)(13);를 포함하고,
    상기 베이스(8)는 본체 상의 출력홀(14)을 더 포함하며, 상기 출력홀의 위치와 수량은 모터 입력 소자(17)의 위치와 수량에 대응되어, 모터 입력 소자(17)가 출력홀(14)을 통과하여 연장되어 상기 제2 캐비티 내로 진입하여 상기 모터 제어 장치와 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는, 배수 모터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다수 개의 지지부(12)는 다수 개의 돌출부로서, 상기 다수 개의 돌출부 각각은 기초부(19)와, 기초부에 수직하고 본체로부터 연장되는 위치한정부(20)를 포함하며, 모터 제어 장치는 기초부 상에서 지지되고 모터 제어 장치의 위치가 위치한정부에 의하여 한정되는 것을 특징으로 하는, 배수 모터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 베이스(8)는 립(rib) 부(21)를 더 포함하고, 상기 립 부는 베이스(8) 중 모터로부터 떨어진 본체의 일 측에서 본체에 수직하게 연장되어 입력 단자 시트(seat)(13)의 양측에 설치되며, 상기 커버(9)는, 함몰부(24)에서 커버(9) 및 베이스(8)가 밀봉 용접될 수 있도록, 립 부(21) 및 입력 단자 시트(13)와 대응되는 함몰부(24)를 가지는 것을 특징으로 하는, 배수 모터.
  5. 제2항에 있어서, 상기 커버(9)는 바텀 플레이트(22)와, 바텀 플레이트로부터 연장되는 다수 개의 측벽(23)을 포함하며, 상기 다수 개의 측벽(23)은 베이스(8) 상에 접합되어 제2 캐비티를 형성할 수 있고, 상기 바텀 플레이트(22) 상에는 제2 캐비티 내에서 모터 제어 장치에 베이스(8)의 본체(11)를 향해 가압하기 위한 다수 개의 프레스 레그(25)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 배수 모터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 모터 제어 장치는 모터에 연결되고, 상기 모터 제어 장치는
    직류 전원의 전원 유닛(110);
    전원 유닛(110)에 연결되고, 소정의 제어 전략에 기반하여 역변환 제어 신호를 출력하도록 구성되는, 마이크로 제어 유닛(120);
    전원 유닛(110) 및 마이크로 제어 유닛(120)에 연결되며, 상기 마이크로 제어 유닛(120)로부터 출력되는 역변환 제어 신호를 수신하고, 상기 직류 전원에 기반하여 상기 모터(200)를 위한 교류 전압을 생성하고, 상기 교류 전압을 상기 모터(200)로 출력하도록 구성되는, 역변환 제어 유닛(130);을 포함하며,
    상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호 또는 두 개의 제어 신호인 것을 특징으로 하는, 배수 모터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 역변환 제어 유닛(130)은 상기 역변환 제어 신호에 기반하여 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 교대로 생성하도록 구성되며, 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압의 전압 방향은 상반되고, 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압의 지속 시간은 동일한, 배수 모터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 역변환 제어 신호는 하나의 제어 신호이고,
    상기 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 유닛은 제1 구동 전압을 생성하도록 구성되고; 상기 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 유닛은 제2 구동 전압을 생성하도록 구성되는, 배수 모터.
  9. 제7항에 있어서, 상기 역변환 제어 신호는 두 개의 제어 신호이고, 상기 두 개의 제어 신호는 제1 역변환 제어 신호 및 제2 역변환 제어 신호며,
    상기 제1 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가지고 상기 제2 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 유닛은 제1 구동 전압을 생성하도록 구성되고; 상기 제1 역변환 제어 신호가 제2 신호 상태를 가지고 상기 제2 역변환 제어 신호가 제1 신호 상태를 가질 때, 상기 역변환 제어 유닛은 제2 구동 전압을 생성하도록 구성되는, 배수 모터.
  10. 제7항에 있어서, 상기 전원 유닛(110)은 제1 전원 출력 단자(s1)와 제2 전원 출력 단자(s2)를 포함하며, 상기 모터(200)는 제1 구동 입력 단자(d1) 및 제2 구동 입력 단자(d2)를 포함하고, 상기 역변환 제어 유닛(130)은 제1 제어 입력 단자(r1)와 제2 제어 입력 단자(r2)를 포함하며, 상기 역변환 제어 유닛(130)은:
    제1 상완 모듈(131) - 제1 단자(131a)가 제1 전원 출력 단자(s1)에 연결되고, 제2 단자(131b)가 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결되며, 제3 단자(131c)는 제1 지향 다이오드(D1)를 경유하여 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)에 연결되고, 상기 제1 지향 다이오드(D1)는 제1 상완 모듈(131)로부터 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)까지의 제1 전류 방향을 한정함 - ;
    제2 상완 모듈(132) - 제1 단자(132a)가 제1 전원 출력 단자(s1)에 연결되고, 제2 단자(132b)가 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)에 연결되며, 제3 단자(132c)는 제2 지향 다이오드(D2)를 경유하여 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결되며, 상기 제2 지향 다이오드(D2)는 제2 상완 모듈(132)로부터 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)까지의 제2 전류 방향을 한정함 - ;
    제1 하완 제어 스위치(133) - 제어 단자(133m)는 상기 제1 제어 입력 단자(r1)에 연결되고, 제1 단자(133a)는 상기 제1 상완 모듈(131)의 제2 단자(131b) 및 상기 모터(200)의 제1 구동 입력 단자(d1)에 연결되며, 제2단자(133b)는 전원 유닛(110)의 제2 전원 입력 단자(s2)에 연결됨 - ; 및
    제2 하완 제어 스위치(134) - 제어 단자(134m)는 상기 제2 제어 입력 단자(r2)에 연결되고, 제1단자(134a)는 상기 제2 상완 모듈(132)의 제2 단자(132b) 및 상기 모터(200)의 제2 구동 입력 단자(d2)에 연결되며, 제2 단자(134b)는 전원 유닛(110)의 제2 전원 입력 단자(s2)에 연결됨 -;
    를 포함하는, 배수 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 역변환 제어 유닛(130)이 상기 제1 구동 전압을 생성할 때, 상기 제1 하완 제어 스위치(133)가 상기 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온(turn on)되어 제2 상완 모듈(132), 모터(200), 제1 하완 제어 스위치(133)에 의해 제1 턴-온 회로가 구성되고;
    상기 역변환 제어 유닛(130)이 상기 제2 구동 전압을 생성할 때, 상기 제2 하완 제어 스위치(134)가 상기 역변환 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 제1 상완 모듈(131), 모터(200), 제2 하완 제어 스위치(134)에 의해 제2 턴-온 회로가 구성되는, 배수 모터.
  12. 제6항에 있어서, 상기 역변환 제어 유닛(130)이 상기 모터(200)로 출력하는 교류 전압은 교류 방형파 형태를 가짐으로써, 모터의 코일 전류가 교류변환된 방형파 전류가 되게 하는, 배수 모터.
  13. 제1항에 있어서, 상기 모터 제어 장치는 주기 제어 신호를 사용하여 모터를 제어하도록 구성되며, 상기 주기 제어 신호의 각각의 주기는 지속 기간 및 전류 소모 기간을 포함하고; 상기 모터 제어 장치는:
    상기 주기 제어 신호를 수신하고 상기 지속 기간 내에 상기 주기 제어 신호에 응답하여 상기 모터를 작동시키고, 상기 전류 소모 기간 내에 상기 주기 제어 신호에 응답하여 상기 모터의 코일 전류를 목표값까지 감소시키도록 구성된 구동 유닛 - , 상기 지속 기간의 길이와 상기 전류 소모 기간의 길이는 상기 모터의 작동 주파수 및 상기 모터의 코일 저항에 따라 획득됨 - ; 및
    상기 구동 유닛에 상기 주기 제어 신호를 제공하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는, 배수 모터.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구동 유닛은 직류 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 주기 제어 신호에 응답하여 상기 직류 신호를 상기 모터에 필요한 작동 주파수를 가지는 교류 신호로 변환하고 이를 상기 모터 코일에 제공하도록 구성되는, 배수 모터.
  15. 제14항에 있어서, 상기 지속 기간의 길이와 상기 전류 소모 기간의 길이의 합은 상기 모터의 작동 주기의 1/2 이하이며, 상기 모터의 작동 주기는 대칭되는 두 부분을 포함하고;
    상기 지속 기간의 길이 t1은
    t1=(1-K)*1/2f로 표시되고；
    상기 전류 소모 기간의 길이 t2는
    t2=(K)*1/2f로 표시되며；
    f는 상기 모터의 작동 주파수를 나타내고, K는 상기 모터의 코일 저항에 따라 획득한 계수를 나타내며, K의 값은 0 내지 1인, 배수 모터.
  16. 제15항에 있어서, 상기 계수 K와 상기 모터의 코일 저항의 대응 관계를 저장하도록 구성되는 룩업 테이블을 더 포함하는, 배수 모터.
  17. 제15항에 있어서, 상기 구동 유닛은 각각 상기 모터와 연결되는 제1 상완 스위치, 제1 하완 스위치, 제2 상완 스위치 및 제2 하완 스위치를 포함하며, 상기 모터의 작동 주기는 대칭되는 제1 서브 주기와 제2 서브 주기를 포함하고, 상기 제1 서브 주기와 상기 제2 서브 주기는 각각 상기 지속 기간과 상기 전류 소모 기간을 포함하며;
    상기 제1 상완 스위치와 상기 제2 하완 스위치는 상기 제1 서브 주기의 지속 기간 동안 상기 모터를 구동시키도록 구성되고;
    상기 제2 상완 스위치와 상기 제1 하완 스위치는 상기 제2 서브 주기의 지속 기간 동안 상기 모터를 구동시키도록 구성되는, 배수 모터.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 상완 스위치는 제1 상완 트랜지스터 및 상기 제1 상완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제1 다이오드를 포함하며, 상기 제1 하완 스위치는 제1 하완 트랜지스터 및 상기 제1 하완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제2 다이오드를 포함하고, 상기 제2 상완 스위치는 제2 상완 트랜지스터 및 상기 제2 상완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제3 다이오드를 포함하며, 상기 제2 하완 스위치는 제2 하완 트랜지스터 및 상기 제2 하완 트랜지스터와 반대 방향으로 병렬 연결되는 제4 다이오드를 포함하고,
    상기 제1 상완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 구동 유닛의 제1 입력 단자에 연결되어 제1 전원 전압을 수신하고, 상기 제1 상완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 모터에 연결되며, 상기 제1 상완 트랜지스터의 제어 단자는 제1 구동 신호 단자에 연결되어 제1 제어 신호를 수신하고;
    상기 제1 하완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 제1 상완 트랜지스터의 제2 전극에 연결되며, 상기 제1 하완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 구동 유닛의 제2 입력 단자에 연결되어 제2 전원 전압을 수신하고, 상기 제1 하완 트랜지스터의 제어 단자는 제2 구동 제어 신호 단자에 연결되어 제2 제어 신호를 수신하며;
    상기 제2 상완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 구동 유닛의 제1 입력 단자에 연결되어 제1 전원 전압을 수신하고, 상기 제2 상완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 모터에 연결되며, 상기 제2 상완 트랜지스터의 제어 단자는 제3 구동 신호 단자에 연결되어 제3 제어 신호를 수신하고;
    상기 제2 하완 트랜지스터의 제1 전극은 상기 제2 상완 트랜지스터의 제2 전극에 연결되며, 상기 제2 하완 트랜지스터의 제2 전극은 상기 구동 유닛의 제2 입력 단자에 연결되어 제2 전원 전압을 수신하고, 상기 제2 하완 트랜지스터의 제어 단자는 제4 구동 제어 신호 단자에 연결되어 제4 제어 신호를 수신하며;
    상기 주기 제어 신호는 상기 제1 제어 신호, 상기 제2 제어 신호, 상기 제3 제어 신호 및 상기 제4 제어 신호를 포함하고, 상기 직류 신호는 상기 제1 전원 전압 및 상기 제2 전원 전압을 포함하는, 배수 모터.
  19. 제1항에 있어서, 상기 모터는 클로폴(claw pole) 형 영구 자석 동기 모터인 것을 특징으로 하는, 배수 모터.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 배수 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 세탁기.

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