KR19980073983A - 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 아마추어 코일의 턴온 및 턴 오프 시간(turn on/turn off time)을 최적화하여 토크 리플을 효과적으로 감소시키는 데에 그 목적이 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 아마추어 코일을 권취하여 자기력을 발생하는 다상의 고정자(stater)와, 상기 고정자에서 발생하는 자기력과 이(tooth)의 상대적인 위치에 따라 발생하는 자기 흡입력에 의해 회전하는 회전자를 구비한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 장치에 있어서, 회전자의 위치를 감지한 위치 신호에 입력받아 회전 속도에 따라 기설정된 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블(Look-Up Table; LUT)에 따라 일정 시간 동안 턴온(turn-on) 지속 시간을 갖고 지연 시간 상한선 내에서 동작하도록 하는 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 장치 및 방법에 따르면, 턴온 및 턴 오프 시간(turn on turn off time)을 최적화하여 토크 리플을 효과적으로 감소시킴으로써 모터의 효율 향상을 기할 수 있다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치 및 방법.

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor; SRM)의 구동 시간 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위치드 릴럭턴스 모터에 있어서, 회전자의 위치를 감지한 위치 신호에 입력받아 회전 속도에 따라 기설정된 속도별 지연 시간 데이터에 따라 일정 시간 동안 턴온(turn-on)하며 지연 시간 상한선 내에서 동작하도록 함으로써 턴온 및 턴오프 시간(turn on/turn off time)을 최적화하여 모터의 효율 향상을 기할 수 있는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상, 스위치드 릴럭턴스 모터는 아마추어 코일을 권취하여 자기력을 발생하는 다상(polyphase)의 고정자(stater)와, 상기 고정자에서 발생하는 자기력과 이(tooth)의 상대적인 위치에 따라 발생하는 자기 흡입력에 의해 회전하는 회전자(rotor)와, 위치 검출 센서와 센서판을 구비하여 상기 회전자의 위치가 가변됨에 따라 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지함으로써 상기 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부를 주요 구성 요소로 구비한 릴럭턴스 모터의 일종으로, 회전자에는 복수의 이(tooth)가 대칭적으로 형성되고, 다상의 고정자(stater )에는 대칭적으로 아마추어 코일(armature coil)이 각각 권취되어 있으며, 위치 검출부가 회전자의 위치를 검출하여 위치 검출 펄스를 출력함으로써 상기 위치 검출 펄스에 동기시켜 다상의 아마추어 코일을 순차적으로 구동하는 것이 특징이다.

이때, 다상의 고정자에 권취된 아마추어 코일에 공급되는 전원을 스위칭 소자를 통해 단속하게 되는 데, 상기 위치 검출부의 위치 검출 펄스에 동기시켜 스위칭 소자의 제어단에 입력 펄스 신호를 인가시킴에 따라 회전자와 고정자 간의 여자 상태를 순차적으로 가변시킴으로써 자기 흡입력에 의해 회전자에 입력 펄스 신호에 대응하는 정방향 회전 토크를 발생시킬 수 있고, 또한, 특정 여자 상태를 가변시키지 않을 시에는 일정 위치에서 회전자가 정지하도록 할 수 있으며, 최대 인턱턴스 형상을 기점으로 스위칭 소자에 인가되는 입력 펄스 신호의 위상을 제어함으로써 역회전력을 발생시킬 수도 있는 다양한 구동 제어가 가능함에 따라 세탁기 등과 같이 다양한 방향의 제어가 필요한 응용 분야에 유용하게 이용되고 있다.

도 1은 일반적인 스위치드 릴럭턴스 모터의 내부 구조를 도시한 일례로, 3상의 스위치드 릴럭턴스 모터를 도시한 것이다.

일반적인 스위치드 릴럭턴스 모터는 도 1에 도시한 바와 같이, 다상으로 제작되어 각 상을 이루는 아마추어 코일에 인가하는 전류의 위상을 제어하여 회전자의 이의 상대적인 위치에 따라 발생되는 자기 흡입력을 이용하여 회전자를 정회전 및 역회전시킬 수 있으며, 또한 정지시킬 수도 있음을 전술한 바 있는 데, 도 2는 3상의 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 회로부의 일부를 도시한 것으로, 일반적인 3상 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 회로부는 입력 펄스 신호에 의해 스위칭 소자가 턴온되어 제 1 상(first phase)의 자속이 발생하는 자기력을 회전자에 제공하는 제 1 구동부(A)와, 입력 펄스 신호에 의해 스위칭 소자가 턴온되어 제 2 상(second phase)의 자속이 발생하는 자기력을 회전자에 제공하는 제 2 구동부(B)와, 입력 펄스 신호에 의해 스위칭 소자가 턴온되어 제 3 상(third phase)의 자속이 발생하는 자기력을 회전자에 제공하는 제 3 구동부(C)로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 구동부(A)는 제 1 상(first phase)의 자속을 발생시키는 제 1 아마추어 코일(L1)과, 제 1 아마추어 코일(L1)의 일측에 접속되어 제어 단자를 통해 입력되는 입력 펄스 신호에 따라 공급 전원을 단속하는 제 1 트랜지스터(Q1)와 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 온/오프시에 상기 제 1 아마추어 코일(L1)에서 발생하는 역기전력으로부터 상기 제 1 트랜지스터(Q1)를 보호하는 제 1 보호용 다이오드(d1)를 구비한 제 1 스위칭부(S1)와, 제 1 아마추어 코일(L1)의 타측에 접속되어 제어 단자를 통해 입력되는 입력 펄스 신호에 따라 공급 전원을 단속하는 제 2 트랜지스터(Q2)와 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 온/오프시에 상기 제 1 아마추어 코일(L1)에서 발생하는 역기전력으로부터 상기 제 2 트랜지스터(Q2)를 보호하는 제 2 보호용 다이오드(d2)를 구비한 제 2 스위칭부(S1)와, 상기 제 1 아마추어 코일(L1)의 양단에 각각 접속되어 전류를 궤환하는 제 1 전류 궤환용 다이오드(D1) 및 제 2 전류 궤환용 다이오드(D2)로 구성되며, 상기 제 2 상 구동부(B) 및 상기 제 3 상 구동부(C)는 제 1 상 구동부(A)와 동일한 구성을 갖는다.

전술한 바와 같이, 정회전 방향을 따라 각각 상(phase)에 있어 인턱턴스 형상의 최대 상한선 내에서 제 1 상 구동부(A), 제 2 상 구동부(B) 및 제 3 상 구동부(C)를 순차적으로 동작시키기 위해서는 회전자의 위치를 감지해야 하는 것이 필수적이다.

즉, 상기 위치 검출부는 회전자의 정확한 위치를 감지하여 그 결과를 위치 검출 펄스를 통해 모터 제어부에 통지하고, 스위칭 소자의 제어단에 입력 펄스 신호를 상기 위치 검출 펄스에 적절하게 동기시켜 인가시켜야 만이 토크 리플(torque ripple)을 최소화하여 최적의 효율이 기대할 수 있다.

종래 기술에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 위치 검출부는 위치 검출 센서와 센서판을 구비하여 광학적으로 회전자의 위치를 감지하는 것이 일반적인데, 스위치드 릴럭턴스 모터는 그 내부에 발광 소자와 수광 소자로 구성된 광센서인 위치 검출 센서가 취부되어 발광 소자로터 발사된 빛은 센서판이 회전자와 함께 회전함에 따라 센서판의 슬리트(slit)들을 관통하여 수광 소자에 이산적으로 입사되고 이때, 수광 소자는 소정의 위치 검출 펄스를 발생시킨다.

마이컴은 광센서에서 발생되는 위치 검출 펄스를 입력받아 회전자의 위치를 추정하고, 이에 따라 모터 구동부의 스위칭부의 제어단에 인가하는 입력 펄스 신호의 위상을 제어함으로서 회전자를 정회전 및 역회전시키고, 또한 특정 위치에서 정지시킬 수 있다.

이때, 일반적인 다상의 스위치드 릴럭턴스 모터의 위치 검출부를 단일 위치 센서만을 이용하여 구성할 경우, 다상 제어에 필요한 충분한 회전자의 위치 정보를 충분히 파악할 수 없음에 기인하여 통상, 3상의 스위치드 릴럭턴스 모터는 3개의 위치 검출 센서를 사용한다. 즉, 고정자의 상수(the number of phases)와 동수의 위치 검출 센서를 사용하는 것이 일반적이다.

한편, 일반적인 스위치드 릴럭턴스 모터는 전술한 바와 같이, 고정자에서 발생하는 자기력과 회전자의 이(tooth)의 상대적인 위치에 따라 발생하는 자기 흡입력에 의해 회전함에 따라 적절한 아마추어 코일의 턴온 시점을 결정하는 것이 매우 중요하다.

이에 따라, 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출 센서가 상기 회전자의 위치가 가변됨에 따라 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 출력하면, 아마추어 코일의 턴온 시점을 이 위치 검출 펄스에 동기시키는 데, 적절한 상대적인 위치에서 턴온 시점을 설정하기 위해 위치 검출 펄스가 입력된 후, 소정의 턴온 지연 시간은 갖는 것이 일반적이다.

그러나, 종래 기술에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치는 회전자의 회전 속도에 관계없이 상기 위치 감지 센서에서 검출한 위치 검출 펄스가 인가된 후, 일정한 턴온 지연 시간을 갖은 다음에 고정자의 아마추어 코일을 턴온함에 따라 턴온 지연 시간을 설정함에 있어 회전자의 회전 속도에 대응하는 적응성을 부여하지 못함으로써 고속 회전이 어려우며, 저속 회전 시에는 높은 회전 토그를 발생시킬 수 없음에 따라 결과적으로 스위치드 릴럭턴스 모터의 효율을 저하시키는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 회전자의 위치를 감지한 위치 신호에 입력받아 회전 속도에 따라 기설정된 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블(Look-Up Table; LUT)에 따라 일정 시간 동안 턴온(turn-on) 지속 시간을 갖고 지연 시간 상한선 내에서 동작하도록 함으로써 온/오프 시간(ON/OFF time)을 최적화하여 효율 향상을 기할 수 있는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스위치드 릴럭턴스 모터의 내부 구조를 도시한 예시도,

도 2는 일반적인 3상의 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 회로도,

도 3은 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도,

도 4는 스위치드 릴럭턴스 모터의 위치 감지를 위해 다수의 슬리트를 구비한 본 발명의 위치 검출 펄스 발생부의 센서판을 도시한 구조도,

도 5의 A는 인덕턴스 형상을 도시한 것이고, 도 5의 B는 위치 검출 펄스를 도시한 것이며, 도 5의 C, 도 5의 D, 도 5의 E는 각각 회전 속도가 상대적으로 고속, 중속, 저속일 때, 턴온 지연 시간의 상대적인 크기를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도.

〈도면의주요부분에대한부호의설명〉

100b : 고정자 100a : 회전자

110 : 위치 검출 펄스 발생부 100a_1 : 센서판

100a_2 : 슬리트 110 : 위치 검출부

120 : 회전 속도 연산부 130 : 지연 시간 판독부

140 : 검색 테이블 저장부 150 : 모터 구동부

S120 : 현위치 검출 단계 S130 : 회전 속도 연산 단계

S140 : 지연 시간 판독 단계 S150 : 모터 구동 단계

S151 : 턴온 시작 단계 S152 : 턴오프 판단 단계

S153 : 온 상태 지속 단계 S154 : 인덕턴스 상한선 판단 단계

S155 : 턴 오프 단계

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치는,

아마추어 코일을 권취하여 자기력을 발생하는 다상의 고정자(stater)와, 상기 고정자에서 발생하는 자기력과 이(tooth)의 상대적인 위치에 따라 발생하는 자기 흡입력에 의해 회전하는 회전자를 구비한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치에 있어서:

기설정된 회전 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블이 저장된 검색 테이블 저장부;

위치 검출 센서를 구비하여 상기 회전자의 위치가 가변됨에 따라 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부;

단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스를 계수하여 상기 회전자의 회전 속도를 연산하는 회전 속도 연산부;

상기 회전 속도 연산부가 연산한 상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독하는 지연 시간 판독부; 및

상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온시키고 동시에 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단하는 모터 구동부로 구성되는 것이 특징이다.

또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법은,

회전자의 위치가 가변됨에 따라 위치 검출 센서를 통해 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하며, 기설정된 회전 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블을 이용하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법에 있어서:

단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스에 기초하여 상기 회전자의 회전 속도를 연산하는 회전 속도 연산 단계;

상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독하는 지연 시간 판독 단계;

현시점을 기준하여 인가되는 상기 위치 검출 펄스인 현위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하는 현위치 검출 단계; 및

상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온시키고 동시에 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단하는 모터 구동 단계로 구성되는 것이 특징이다.

이하, 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록도이다.

본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치의 바람직한 실시예는 도 3에 도시한 바와 같이, 아마추어 코일(미도시)을 권취하여 자기력을 발생하는 다상의 고정자(100a)와, 상기 고정자(100a)에서 발생하는 자기력과 이(tooth)의 상대적인 위치에 따라 발생하는 자기 흡입력에 의해 회전하는 회전자(100b)를 구비한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치에 있어서:

기설정된 회전 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블이 저장된 검색 테이블 저장부(140);

위치 검출 센서를 구비하여 상기 회전자의 위치가 가변됨에 따라 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부(110);

단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스를 계수하여 상기 회전자(100b)의 회전 속도를 연산하는 회전 속도 연산부(120);

상기 회전 속도 연산부가 연산한 상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독하는 지연 시간 판독부(130); 및

상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온시키고 동시에 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단하는 모터 구동부(150)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치의 바람직한 실시예의 작용을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 저장된 검색 테이블 저장부(140)에 기설정된 회전 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블을 저장한다.

상기 위치 검출부(110)는 도 4에 도시한 바와 같이, 센서판(100a_1)과 하나의 위치 검출 센서(미도시)를 구비하여 광학적으로 회전자의 위치를 감지하는 데, 위치 검출 센서(미도시)는 발광 소자(미도시)와 수광 소자(미도시)로 구성된 광센서로 구성되고, 상기 센서판(100a_1)에는 상기 발광 소자(미도시)로부터 발사된 빛이 소정의 각도 분해능을 가지며 관통할 수 있도록 회전자(100a)의 극수보다 많은 다수의 슬리트(slit; 100a_2)가 센서판(100a)1)의 원주를 따라 형성되어 있다.

발광 소자(미도시)로부터 발사된 빛은 센서판(100a_1)이 회전자와 함께 회전함에 따라 센서판의 슬리트(100a_2)들을 관통하여 수광 소자(미도시)에 이산적으로 입사되고 이때, 수광 소자(미도시)는 소정의 위치 검출 펄스를 발생킴에 따라 상기 위치 검출부(110)는 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출한다.

한편, 회전 속도 연산부(120)는 단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스를 계수하여 상기 회전자(100b)의 회전 속도를 연산을 통해 구하고, 이에 따라 상기 지연 시간 판독부(130)는 상기 회전 속도 연산부가 연산한 상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독한다.

이후, 상기 모터 구동부(150)는 상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온시키고 동시에 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단한다.

상기 모터 구동부(150)의 동작을 첨부한 도 5를 참조하여 좀 더 상세하게 살펴 보기로 한다.

도 5의 A는 인덕턴스 형상을 도시한 것이고, 도 5의 B는 위치 검출 펄스를 도시한 것이며, 도 5의 C, 도 5의 D, 도 5의 E는 각각 회전 속도가 상대적으로 고속, 중속, 저속일 때, 턴온 지연 시간의 상대적인 크기를 도시한 것이다.

도 5의 B에서 볼 수 있듯이, 상기 위치 검출 펄스가 시간에서 인가되면, 상기 검색 테이블에서 속도별 턴온 지연 시간을 판독하여 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 턴온한다.

이때, 상기 턴온 지연 시간은 회전자의 회전 속도에 반비례하도록 설정함은 명백하다.

특히, 도 5의 E에서 살펴 볼 수 있듯이, 현시점을 기준할 때에 상기 아마추어 코일이 온 상태에서 인턱턴스 형상의 상한선을 초과했는지 여부를 판단하여 상기 인덕턴스 형상의 상한선을 초과했으면, 상기 아마추어 코일을 턴 오프함으로써 역기전력이 발생하는 것을 차단한다.

이하, 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.

본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법의 바람직한 실시예는 도 6에 도시한 바와 같이, 회전자의 위치가 가변됨에 따라 위치 검출 센서를 통해 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하며, 기설정된 회전 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블을 이용하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법에 있어서:

단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스를 계수하여 상기 회전자의 회전 속도를 연산하는 회전 속도 연산 단계(S110);

상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독하는 지연 시간 판독 단계(S120);

현시점을 기준하여 인가되는 현위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하는 현위치 검출 단계(S130); 및

상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온시키고 동시에 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단하는 모터 구동 단계(S140)로 구성된다.

여기서, 상기 모터 구동부(140)는 상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 턴온하는 턴온 시작 단계(S141);

상기 아마추어 코일을 턴온시킨 후, 현시점을 기준하여 상기 아마추어 코일의 온(ON) 상태를 종료할 시점인지 여부를 판단하여 온 상태를 종료할 시점이면, 상기 아마추어 코일을 턴 오프(turn off)하는 턴오프 판단 단계(S142);

상기 턴 오프 판단 단계(S142)의 판단 결과, 상기 아마추어 코일을 턴 오프할 시점이 아니면, 상기 아마추어 코일의 온 상태를 지속하는 온 상태 지속 단계(S143);

현시점을 기준할 때에 상기 아마추어 코일이 온 상태에서 인턱턴스 형상의 상한선을 초과했는지 여부를 판단하여 상기 인덕턴스 형상의 상한선을 초과하지 않았으면, 상기 턴 오프 판단 단계(S142)로 되돌아 가는 인덕턴스 상한선 판단 단계(S144); 및

상기 인덕턴스 상한선 판단 단계(S144)의 판단 결과, 상기 인덕턴스 형상의 상한선을 초과했으면, 상기 아마추어 코일을 턴 오프하는 턴 오프 단계(S145)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법의 바람직한 실시예의 수순을 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

우선, 상기 회전 속도 연산 단계(S110)에서 단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스를 계수하여 상기 회전자의 회전 속도를 연산하면, 상기 지연 시간 판독 단계(S120)에서는 상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독하고, 상기 현위치 검출 단계(S130)에서는 현시점을 기준하여 인가되는 현위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출한다.

이후, 상기 모터 구동 단계(S140)는 상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온시키고 동시에 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단한다.

이하, 상기 모터 구동부(140)를 좀 더 세분하여 살펴 보면, 상기 턴온 시작 단계(S141)에서 상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 턴온하면, 상기 턴오프 판단 단계(S142)에서는 현시점을 기준하여 상기 아마추어 코일의 온(ON) 상태를 종료할 시점인지 여부를 판단하여 온 상태를 종료할 시점이면, 상기 아마추어 코일을 턴 오프(turn off)하고, 상기 턴 오프 판단 단계(S142)의 판단 결과, 상기 아마추어 코일을 턴 오프할 시점이 아니면, 온 상태 지속 단계(S143)에서는 상기 아마추어 코일의 온 상태를 지속한다.

이후, 상기 인덕턴스 상한선 판단 단계(S144)에서는 현시점을 기준할 때에 상기 아마추어 코일이 온 상태에서 인턱턴스 형상의 상한선을 초과했는지 여부를 판단하여 상기 인덕턴스 형상의 상한선을 초과하지 않았으면, 상기 턴 오프 판단 단계(S142)로 되돌아 가고, 상기 인덕턴스 상한선 판단 단계(S144)의 판단 결과, 상기 인덕턴스 형상의 상한선을 초과했으면, 턴 오프 단계(S145)에서는 상기 아마추어 코일을 턴 오프한다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 아마추어 코일을 권취하여 자기력을 발생하는 다상의 고정자(stater)와, 상기 고정자에서 발생하는 자기력과 이(tooth)의 상대적인 위치에 따라 발생하는 자기 흡입력에 의해 회전하는 회전자를 구비한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 장치에 있어서, 회전자의 위치를 감지한 위치 신호에 입력받아 회전 속도에 따라 기설정된 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블(Look-Up Table; LUT)에 따라 일정 시간 동안 턴온(turn-on) 지속 시간을 갖고 지연 시간 상한선 내에서 동작하도록 하는 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 장치 및 방법에 따르면, 턴온 및 턴 오프 시간(turn on turn off time)을 최적화하여 토크 리플을 효과적으로 감소시킴으로써 모터의 효율 향상을 기할 수 있다.

Claims (5)

1. 회전자의 위치가 가변됨에 따라 위치 검출 센서를 통해 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하며, 기설정된 회전 속도별 턴온 지연 시간 데이터를 기록한 검색 테이블을 이용하는 스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor; SRM)의 구동 시간 제어 방법에 있어서:

   단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스에 기초하여 상기 회전자의 회전 속도를 연산하는 회전 속도 연산 단계;

   상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독하는 지연 시간 판독 단계;

   현시점을 기준하여 인가되는 상기 위치 검출 펄스인 현위치 검출 펄스를 감지하여 상기 회전자의 위치를 검출하는 현위치 검출 단계; 및

   상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온(turn on)시키며, 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단하는 모터 구동 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모터 구동부는,

   상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 현위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 턴온하는 턴온 시작 단계;

   상기 아마추어 코일을 턴온시킨 후, 현시점을 기준하여 상기 아마추어 코일의 온(ON) 상태를 종료할 시점인지 여부를 판단하여 온 상태를 종료할 시점이면, 상기 아마추어 코일을 턴 오프(turn off)하는 턴오프 판단 단계;

   상기 턴 오프 판단 단계의 판단 결과, 상기 아마추어 코일을 턴 오프할 시점이 아니면, 상기 아마추어 코일의 온 상태를 지속하는 온 상태 지속 단계;

   현시점을 기준할 때에 상기 아마추어 코일이 온 상태에서 인턱턴스 형상의 상한선을 초과했는지 여부를 판단하여 상기 인덕턴스 형상의 상한선을 초과하지 않았으면, 상기 턴 오프 판단 단계로 되돌아 가는 인덕턴스 상한선 판단 단계; 및

   상기 인덕턴스 상한선 판단 단계의 판단 결과, 상기 인덕턴스 형상의 상한선을 초과했으면, 상기 아마추어 코일을 턴 오프하는 턴 오프 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 턴온 지연 시간은 상기 회전 속도에 반비례하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 방법.
4. 위치 검출 센서를 구비하여 회전자의 위치가 가변됨에 따라 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지하여 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부;

   단위 시간당 입력되는 상기 위치 검출 펄스를 계수하여 상기 회전자의 회전 속도를 연산하는 회전 속도 연산부;

   상기 회전 속도 연산부가 연산한 상기 회전 속도를 입력받아 상기 검색 테이블의 턴온 지연 시간 데이터로부터 상기 회전 속도에 해당하는 턴온 지연 시간을 판독하는 지연 시간 판독부; 및

   상기 턴온 지연 시간을 입력받아 상기 위치 검출 펄스가 인가된 시점에서부터 상기 턴온 지연 시간 만큼 지연시킨 후, 상기 고정자의 아마추어 코일을 일정 지속 시간 동안 턴온시키며, 상기 지속 시간이 인턱턴스 형상의 상한선을 초과하지 못하도록 차단하는 모터 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 턴온 지연 시간은 상기 회전 속도에 반비례하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 시간 제어 장치.