KR20030083701A - 디스크 드라이브 데이터 저장 장치용 저소음 전기 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전자의 대응하는 정류각들에서 구동 전류의 상을 절환시킴으로써 구동되는 다상 고정자를 포함하는 양호하게는 디스크 드라이브 스핀들 모터인 전기 모터가 제공된다. 구동 전류가 절환되는 곳인 정류각에 세미 랜덤한 작은 옵셋을 가함으로써, 여자 주파수를 더 넓은 범위로 확산시켜 절환 주파수에서의 피크 고조파 여자를 감소시킨다. 양호하게는 옵셋 테이블이 보유되며, 그 테이블로부터의 옵셋이 각 정류점에 가산된다. 테이블은 양호하게는 정류점의 개수보다 많은 엔트리를 가지며, 이 엔트리는 라운드-로빈 방식 또는 다른 방식으로 순환된다.

Description

디스크 드라이브 데이터 저장 장치용 저소음 전기 모터{REDUCED NOISE ELECTRIC MOTOR FOR DISK DRIVE DATA STORAGE DEVICES}

20세기 후반에 정보 혁명이라는 현상이 나타나게 되었다. 정보 혁명이 역사상으로 볼 때 어떤 사건이나 기계보다 더 넓은 범위에 걸친 발전이지만, 어떤 단일 장치도 디지털 전자 컴퓨터보다 이 정보 혁명을 대표하지는 못한다. 컴퓨터 시스템의 개발은 분명히 어떤 혁명이었다. 매년, 컴퓨터 시스템은 더 빨라지고, 더 많은 데이터를 저장하며, 또 그 사용자들에게 더 많은 애플리케이션을 제공하고 있다.

최신 컴퓨터 시스템에서는 막대한 데이터 저장 필요성으로 인해 대용량의 데이터 저장 장치가 요구되고 있다. 각종의 데이터 저장 기술들이 이용가능하지만, 현재까지는 회전식 자기 강성 디스크 드라이브(rotating magnetic rigid disk drive)가 가장 보편적이다. 이러한 디스크 드라이브 데이터 저장 장치는 아주 복잡한 기계로서, 정밀한 기계 부품, 초고급 평활도(ultra-smooth)의 디스크 표면,고밀도의 자기 부호화된 데이터, 및 데이터의 부호화/복호화 및 구동 동작의 제어를 위한 복잡한 전자 회로를 포함하고 있다. 따라서, 각 디스크 드라이브는 적절한 구동 동작을 위해 각각 필요한 것인 다수의 시스템 및 서브시스템을 내포하는 독자적인 축소판 세계이다. 회전식 자기 디스크 드라이브는 이러한 복잡성에도 불구하고 용량, 성능 및 가격면에서 입증된 기록을 가지고 있으며, 이것이 디스크 드라이브를 광범위한 응용 분야에 있어서 최상의 저장 장치로 만들었다.

디스크 드라이브는 일반적으로 공통 허브(common hub) 또는 스핀들(spindle)에 부착되어 있는 하나 이상의 디스크를 포함하며, 이들 디스크는 종종 스핀들 모터라고 부르는 전기 모터에 의해 일정 속도로 회전되고 있다. 전기 스핀들 모터는 일반적으로 브러쉬리스 DC형 모터로서, 이는 모터가 다상 고정자(multiple phase stator) 및 영구 자석 회전자를 포함하고, 고정자의 서로 다른 상(phase)이 전자 제어 장치에 의해 순차적으로 여자되어 회전자에 토오크를 가하게 된다는 것을 의미한다. 서로 다른 고정자 상(stator phase)의 순차적 절환 및 구동은 디스크의 모터 구동 주파수의 고조파 주파수의 기계적 진동을 일으킬 수 있다. 이러한 진동은 사용자에게 웅웅거리는 고음의 소리로서 인지되는 경우가 있다.

디스크 드라이브 저장 장치에 의해 발생된 웅웅거리는 소음은 사용자에게는 아주 짜증스러운 것이거나 정신을 혼란케 하는 것일 수 있어, 사용자의 생산성을 떨어뜨린다. 게다가, 특정의 주파수로 계속 여자시키면, 있을 수도 있는 서보 동작(servoing)의 방해 및 기계 부품의 열화 등 다른 바람직하지 못한 부작용이 있을 수 있다.

디스크 드라이브 설계자는 드라이브에서의 어떤 불요한 소음(spurious noise) 또는 진동도 제거하는 것이 바람직하다는 것을 오래 전부터 인식하고 있었다. 따라서, 기계 부품의 정밀 가공과, 소음 억제를 위한 다른 방법 및 프로세스에 심혈을 기울이고 있다. 그렇지만, 소음 저감이 완벽하지 못하고, 디스크 드라이브에서의 소음, 특히 디스크 모터 구동 주파수의 고조파 주파수에서의 소음을 경감시키기 위한 개선된 방법들을 찾아야 할 필요성이 여전히 있다.

본 발명은 전기 모터에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브 데이터 저장 장 치 내부의 디스크를 회전시키는 데 사용되는 브러쉬리스 DC 스핀들 모터(brushless DC spindle motor)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 사용하기 위한 회전식 자기 디스크 드라이브 저장 장치를 간략히 나타낸 도면이다.

도 2는 양호한 실시예에 따른, 디스크 드라이브 저장 장치의 주요 전자 소자들의 상위 레벨 선도이다.

도 3은 양호한 실시예에 따른, 회전축의 평면에서의 디스크 드라이브 스핀들 모터의 부분 단면도이다.

도 4는 양호한 실시예에 따른, 회전축에 수직인 평면에서의 디스크 드라이브 스핀들 모터의 단순화된 단면도이다.

도 5는 양호한 실시예에 따른, 디스크 드라이브 스핀들 모터를 동작시키는 프로세스의 상위 레벨 흐름도이다.

본 발명에 따르면, 양호하게는 디스크 드라이브의 스핀들 모터인 전기 모터는 회전자의 대응하는 회전 정류각(commutation angle of rotation)에서 구동 전류의 상(phase)을 절환시킴으로써 구동되는 다상 고정자를 포함하고 있다. 구동 전류가 절환되는 정류각에는, 본 명세서에서 세미 랜덤 옵셋(semi-random offset)이라고 부르는 작은 변동들이 가해진다. 이들 변동은 여자 주파수(frequency of excitation)를 더 넓은 범위에 걸쳐 확산시키는 효과를 가지며, 따라서 절환 주파수에서의 피크 고조파 여자를 감소시키게 된다.

양호한 실시예에서, 작은 세미 랜덤 상 이동 옵셋(small, semi-random phase shift offset)의 테이블이 보유되고, 이 테이블로부터의 옵셋이 정류점(commutation point)(즉, 구동 전류에서 상 변화가 발생하는 지점 또는 각도)에 더해진다. 이 실시예의 한 변형례에서는, 옵셋 엔트리는 라운드 로빈 순서로 테이블로부터 검색되어 정류점에 부가된다. 테이블 내의 엔트리의 개수 N은 양호하게는 회전자의 1 회전에서의 정류점의 개수 P보다 많으며, 소수(primernumber)이거나 또는 P와 공약수(common factor)를 갖지 않는 수이다. 따라서, 상 이동의 세미 랜덤 패턴은 매 N번의 디스크 회전마다 반복된다. 필요한 경우, 테이블로부터의 패턴 반복의 기본 주파수가 인지되지 않을 정도로 낮게 하기 위해 N을 충분히 크게 할 수 있다.

양호하게는, 세미 랜덤 정류 옵셋(semi-random commutation offset)은 전기 구동 회로가 모터를 그의 정격 동작 속도로 끌어올리려고 하는 중인 스핀-업 기간(spin-up period) 동안에는 사용되지 않으며, 모터가 동작 속도에 이미 도달한 후에만 사용된다. 이렇게 하여 디스크 어셈블리의 스핀-업 프로세스와의 불필요한 간섭을 피하게 된다.

따라서, 본 발명에 따라 구성된 전기 모터는 사용자에 의해 인지되는 소음을 보다 덜 발생하게 될 것이고 또 모터의 절환 고조파 주파수에서의 기계적 진동의 경감으로 인한 추가의 부수적인 이점들도 있을 것으로 예상된다.

본 발명의 구조 및 동작 모두에 관한 세부적인 내용은 첨부 도면들을 참조하면 잘 이해될 것이며, 이들 도면에서 동일한 부분에는 동일한 참조 번호가 부기되어 있다.

디스크 드라이브 설계 개요

회전식 자기 강성 디스크 드라이브는 일반적으로 공통 스핀들 또는 허브에 영구적으로 부착되어 있는 하나 이상의 평활하고 평탄한 디스크를 포함하고 있다. 하나 이상의 디스크가 사용되는 경우, 이들 디스크는 서로 평행하고 또 접촉하지 않게 서로 간격을 두고 스핀들에 적층되어 있다. 디스크와 스핀들은 스핀들 모터에 의해 일정 속도로 일제히 회전된다.

스핀들 모터는 일반적으로 다상의 전자기 고정자 및 영구 자석 회전자를 갖는 브러쉬리스 DC 모터이다. 고정자의 상이한 상들은 구동 전류에 의하여 순차적으로 구동되어 회전자를 회전시키게 된다.

각 디스크는 중실형 디스크 형상의 베이스(solid disk-shaped base) 또는 기판으로 형성되며, 그 중심에는 스핀들용 구멍이 있다. 기판은 통상 알루미늄이지만, 유리, 세라믹, 플라스틱 또는 다른 물질도 가능하다. 기판에는 얇은 자화 물질층이 코팅되어 있으며, 부가적으로 보호층이 코팅되어 있을 수 있다.

디스크 또는 디스크들의 표면 상의 자화층 내에 데이터가 기록된다. 이를 위해, 데이터를 나타내는 미소 자화 패턴이 자화층 내에 형성된다. 데이터 패턴은 보통 원형의 동심 트랙을 이루어 배열되어 있지만, 나선형 트랙도 가능하다. 각 트랙은 또한 다수의 섹터로 분할된다. 그러므로, 각 섹터는 원호를 형성하며, 트랙의 모든 섹터가 원을 이루게 된다.

데이터를 판독 또는 기록하기 위해, 가동 액츄에이터(moveable actuator)가 트랜스듀서 헤드를 상기 표면 상의 데이터 근방에 위치시킨다. 액츄에이터는 축음기의 톤 암(tone arm)에 비유할 수 있고, 헤드는 재생 바늘에 비유할 수 있다. 데이터를 포함하는 각 디스크 표면마다 하나씩 트랜스듀서 헤드가 있다. 액츄에이터는 보통 디스크(들)의 회전축에 평행한 축을 중심으로 회전 운동을 하여 헤드를 위치시킨다. 액츄에이터는 일반적으로 축을 둘러싸고 있으며 또 디스크쪽으로 뻗어 있는 빗 모양의 아암(comb-like arm)(이 때문에 때로는 "콤(comb)"이라고도 함)을 갖는 입체 블록(solid block)과, 아암에 부착된 한 세트의 얇은 서스펜션과, 축의 반대편에 있는 전자기 모터를 포함하고 있다. 트랜스듀서 헤드는 서스펜션의 콤 반대쪽의 단부에 부착되어 있으며, 각 서스펜션마다 헤드가 하나씩 있다. 액츄에이터 모터는 액츄에이터를 회전시켜, 헤드를 원하는 데이터 트랙 상부에 위치시킨다(탐색 동작; seek operation). 헤드가 일단 트랙 상부에 위치되면, 디스크의 정속 회전에 의해 결국 원하는 섹터가 헤드에 인접해 오게 되고, 그러면 데이터가 판독 또는 기록될 수 있다. 액츄에이터 모터란 일반적으로 액츄에이터 콤 상에 탑재된 전자기 코일과 베이스 또는 커버 상의 고정된 위치에 탑재되어 있는 한 세트의영구 자석을 말하며, 이 코일은 전원이 인가되면 영구 자석에 의해 생성된 자계에 응답하여 콤에 토오크(torque)를 가한다.

일반적으로, 액츄에이터를 위치시키는 데는 서보 피드백 시스템이 사용된다. 데이터 트랙을 식별하는 서보 패턴은 적어도 한쪽의 디스크 표면 상에 기록되어 있다. 트랜스듀서는 주기적으로 이 서보 패턴을 판독하여, 원하는 반경 위치로부터의 현재의 편차를 결정하고, 피드백 시스템은 그 편차를 최소화하도록 액츄에이터의 위치를 조정한다. 이전의 디스크 드라이브 설계에서는 서보 패턴용의 전용의 디스크 표면을 사용하는 일이 많았다. 보다 최신의 설계에서는 일반적으로 내장된 서보 패턴(embedded servo pattern)을 사용한다. 즉, 서보 패턴은 각 디스크 표면 상의 일정 각도 간격으로 있는 부분들에 기록되어 있으며, 서보 패턴 사이의 영역은 데이터를 기록하는 데 사용된다. 서보 패턴은 일반적으로 동기화부, 트랙 번호를 식별하는 트랙 식별부, 및 트랙의 중심선의 위치를 알아내기 위한 트랙 중심부(track centering portion)를 포함한다.

트랜스듀서 헤드는 공기 역학적 형상을 갖는 물질(보통은 세라믹임) 블록으로서, 그 위에는 자기 판독/기록 트랜스듀서가 탑재되어 있다. 이 블록 또는 슬라이더는 디스크가 회전할 때 디스크 표면 상에 아주 작은 거리(이를 "부상 높이(flyheight)"라고 함)를 두고 부상(fly)해 있다. 디스크 표면에 가깝게 근접하는 것이 트랜스듀서가 자화층 내의 데이터 패턴을 판독하거나 또는 그 패턴을 자화층 내에 기록하는 것을 가능하게 하는 데 중요하다. 몇가지 상이한 트랜스듀서 설계가 사용된다. 현재의 많은 디스크 드라이브 설계에서는 유도성의 박막 기록트랜스듀서 소자(thin-film inductive write transducer element) 및 별도의 자기 저항성 판독 트랜스듀서 소자(magneto-resistive read transducer element)를 이용한다. 서스펜션은 실제로 트랜스듀서 헤드에 디스크 표면쪽 방향으로 힘을 가한다. 슬라이더의 공기 역학적 특성은 이 힘에 대항하여, 슬라이더가 데이터 액세스에 적절한 거리를 두고 디스크 표면 상에 부상해 있을 수 있도록 한다.

몇몇 도면에 걸쳐 동일한 번호가 동일한 구성 요소를 나타내고 있는 도면을 참조하면, 도 1은 양호한 실시예에 따라 사용하기 위한 회전식 자기 디스크 드라이브 저장 장치(100)의 개략도이다. 디스크 드라이브(100)는 회전식 디스크(101)를 포함하며, 이 디스크(101)는 디스크 드라이브 베이스(base) 또는 하우징(104) 상에 탑재된 허브 어셈블리 또는 스핀들(103)에 고정(rigidly attached)되어 있다. 스핀들(103) 및 디스크(101)는 구동 모터에 의해 일정한 회전 속도로 구동된다. 구동 모터(도 1에 도시 생략)는 허브 어셈블리(103) 내에 포함되어 있다. 데이터는 각 디스크의 상하 표면(102) 상에 기록된다. 액츄에이터 어셈블리(105)는 디스크(101)의 한쪽에 위치하고 있다. 액츄에이터(105)는 전자기 모터(107)에 의해 구동되는 스핀들의 축에 평행인 축(shaft; 106)을 중심으로 원호를 그리며 회전하여, 트랜스듀서 헤드를 위치시킨다. 커버(도시 생략)는 베이스(104)와 짝을 이루어, 디스크 및 액츄에이터 어셈블리를 봉입하여 보호한다. 드라이브의 동작을 제어하고 호스트 컴퓨터 등의 다른 장치와 통신하기 위한 전자 회로 모듈은 회로 카드(circuit card; 112) 상에 실장되어 있다. 이 실시예에서, 회로 카드(112)는 베이스(104)와 커버로 형성되는 인클로저(enclosure) 외부에 탑재되어 있는 것으로도시되어 있다. 그렇지만, 카드(112)는 또한 헤드/디스크 인클로저 내부에 탑재되거나, 또는 그 전자 회로의 일부가 케이스 내부에 탑재되고 다른 일부는 인클로저 외부에 탑재될 수도 있다. 복수의 헤드/서스펜션 어셈블리(108)는 액츄에이터(105)의 프롱(prong)에 고정되어 있다. 판독/기록 트랜스듀서(110)를 갖는 공기 역학적 슬라이더(109)는 각 헤드/서스펜션 어셈블리(108)의 단부에서 디스크 표면(102)에 인접해 있다.

디스크 드라이브(100)는 2개의 디스크가 기록용 디스크 표면을 다수개 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 단 하나의 디스크를 가지거나 또는 더 많은 수의 디스크를 갖는 드라이브를 활용할 수 있다는 것과 데이터를 기록하기 위해 디스크의 한쪽 디스크 표면만을 이용하는 것이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

도 2는 디스크 드라이브(100)의 주요 전자 소자의 개략도으로서, 이 전자 소자들이 양호한 실시예에 따라 서로 어떻게 연결되어 있는지, 또 트랜스듀서 헤드, 액츄에이터 모터 및 스핀들 모터에 어떻게 연결되어 있는지를 나타낸 것이다. 파일 제어기(201)는 호스트에 대한 데이터 인터페이스를 제공한다. "호스트"란 보통 데스크톱 컴퓨터 시스템 또는 메인프레임 컴퓨터 시스템 등의 컴퓨터 시스템을 말하지만, 개인 휴대 단말기(PDA), 자동차 또는 로봇 등의 기계의 디지털 제어기, 또는 여러가지 다른 임의의 디지털 장치 등의 특수 목적의 장치일 수도 있다. 파일 제어기(201)는 또한 커맨드 해석, 섹터 매핑, 전원 투입 루틴, 진단, 에러 복구 등의 기능을 포함한 디스크 드라이브(100)의 동작에 대한 전반적인 제어도 제공한다. 채널 회로부(202)는 디스크 표면에 기록되고 그로부터 판독되는 데이터의 변조 및복조 기능을 제공한다. 서보 프로세서(203)는 디스크 상의 서보 패턴을 판독하여 얻은 서보 신호를 해석하여 액츄에이터 및 스핀들 모터를 제어하고, 또한 파일 제어기(201)로부터의 탐색 신호(seek signal)에 응답하기도 한다. 서보 프로세서(203)는 액츄에이터 모터 및 스핀들 모터에 필요한 파라미터를 결정하고, 이들을 액츄에이터 모터 구동 회로부(204) 및 스핀들 모터 구동 회로부(205)에 입력으로서 제공한다. 액츄에이터 모터 구동 회로부(204)는 이어서 구동 전류를 액츄에이터 보이스 코일 모터(VCM, 107)에 제공하여, 액츄에이터(105)를 원하는 장소로 위치시킨다. 스핀들 모터 구동 회로부(205)는 구동 전류를 스핀들 모터(206)에 제공하여 그 모터를 원하는 회전 속도로 구동하는 데, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세히 기술한다.

트랜스듀서(110)는 리드선(lead wire)을 거쳐 기록 멀티플렉서(213) 및 판독 멀티플렉서(211)에 연결되고, 이들 멀티플렉서는 이어서 기록 구동기(212) 및 판독 증폭기(210)에 각각 연결되어 있다. 판독 증폭기(210)는 채널 회로부(202)로의 입력을 제공한다. 채널 회로부는 기록 구동기(212)로의 입력을 제공한다. 멀티플렉서(211, 213)는 파일 제어기(201)로부터의 제어 신호(214)에 응답하여 기록 또는 판독을 위해 헤드들 중 어느 하나를 선택한다. 데이터 또는 서보 신호를 나타내는 자기 패턴은 트랜스듀서(110) 내의 자기 저항성 판독 소자에 의해 감지되고, 판독 증폭기(210)에 의해 증폭되어, 채널 회로부(202)에 제공된다. 채널 회로부는 양호하게는 데이터 신호를 호스트 시스템에서 사용하기 위한 코히런트 데이터(coherent data)로 복호화하기 위한 PRML(partial-response maximum likelihood, 부분 응답최대 확률) 필터를 포함한다. 데이터의 기록 시에, 채널 회로부(202)는 소정의 부호화 포맷에 따라 데이터를 부호화하여, 이 데이터를 기록 구동기(212)에 제공하고, 이어서 기록 구동기(212)는 전류를 구동하여 유도성 기록 소자(inductive write element)에 흐르게 하여 데이터가 디스크 표면 상에 기록되도록 한다.

트랜스듀서(110)의 위치 결정은 트랜스듀서(110), 판독 증폭기(210), 채널 회로부(202), 서보 프로세서(203), 액츄에이터 구동기(204), 및 액츄에이터 모터(107)를 포함하는 서보 피드백 루프 시스템에 의해 달성된다. 트랜스듀서(110)는 디스크 표면(101) 상에 주기적인 간격으로 기록되어 있는 서보 패턴을 판독하고, 이들은 판독 증폭기(210)에 의해 증폭되며, 서보 패턴은 채널 회로부(202)에 의해 위치 정보로 변환되고, 위치 정보가 서보 프로세서(203)에 의해 해석되어 액츄에이터 모터(107)에 공급되어야 할 구동 전류량을 결정하며, 그 다음에 액츄에이터 구동기(204)는 서보 프로세서(203)로부터의 제어 신호에 응답하여 요구되는 구동 전류를 발생한다. 서보 프로세서(203)는 동일한 정보를 사용하여 각도 위치를 해석하고, 적절한 제어 신호를 스핀들 모터 구동기(205)에 제공한다.

파일 제어기(201)는 양호하게는 판독 전용 메모리(ROM, 222)에 상주하는 제어 프로그램(231)을 실행하는 프로그램가능 프로세서(221)를 포함한다. ROM(222)은 비휘발성의 반도체 랜덤 억세스 메모리로서, 그의 내용은 디스크 드라이브(100)의 전원이 차단될 때 상실되지 않는다. ROM은 또한 랜덤화 테이블(randomizing table, 232)을 포함하며, 이 테이블은 스핀들 모터(206)의 정류를 위한 한 세트의 랜덤한 각도 옵셋을 포함하고 있으며, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명한다. 파일 제어기는 또한 휘발성 판독/기록 메모리(RAM, 223)도 포함하고 있다. RAM(223)은 하나 이상의 디스크 표면으로부터 판독된 데이터 및 그에 기록될 데이터를 위한 임시 캐시로서 사용된다. RAM(223)은 또한 구동 동작에 필요한 내부 상태 변수를 저장하는 데도 사용된다.

이상에서 몇몇 디스크 드라이브 특징들에 대해 도시하고 기술하였지만, 특히 별개로 구성된 자기 저항성 판독 및 유도성 기록 트랜스듀서 소자에 관해 기술하였지만, 이들은 단지 양호한 실시예를 기술한 것에 불과하며, 다른 트랜스듀서 소자 또는 다른 대안의 디스크 드라이브 설계 특징을 사용하여 본 발명을 실시하는 것도 가능하다는 것을 이해할 것이다. 또한, 설명의 목적상 도 2에는 파일 제어기(201), 채널(202) 및 서보 프로세서(203) 등의 여러가지 전자 소자가 도시되어 있으며, 이들 중 하나 이상이 단일 모듈로서 통합되거나 다수의 모듈에 구현될 수 있다는 것도 이해할 것이다.

양호한 실시예에서, 스핀들 모터(206)는 다상의 전자기 고정자 및 영구 자석 회전자를 갖는, 소위 "인 허브(in hub)" 설계의 브러쉬리스 DC 모터이다. 도 3은 회전축의 평면에서의 스핀들 모터(206)의 부분 단면도이다. 모터(206)는 베이스(301)를 포함하며, 이 베이스(301)는 디스크 드라이브(100)의 베이스(104)에 고정되어 있다. 회전자 하우징(302)은 여러가지 모터 구성 요소들을 둘러싸고 있다. 회전자 하우징은 중심축 부분(310)을 포함하며, 이 중심축 부분(310)은 베이스(301)의 중공(中空) 원통형 돌출부(312)에 탑재된 베어링(303)에 맞물려 있다.

회전자 하우징은 베이스에 근접한 곳에 외측 하단부(outer bottom edge)로부터 돌출해 있는 플랜지(311)를 포함한다. 하나 이상의 디스크(101)는 디스크 드라이브(100)에 설치될 때 회전자 하우징(302)에 끼워넣어져 플랜지(311)에 의해 지지되고, 그 다음에 회전자 하우징은 디스크(101)의 중심 개구부를 통해 돌출하게 되며, 디스크들은 클램프와 스페이서(도시 생략)로 플랜지에 클램핑된다. 디스크는 이와 같이 클램핑되어 회전자 하우징(302)와 일체로 회전한다.

각 권선 코일(307)에 의해 둘러싸여 있는 다수 세트의 철심(iron lamination; 306)을 포함하고 있는 다극 고정자(multi-pole stator; 305)는 베이스(301)의 원통형 돌출부(312)에 고정되어 있다. 복수개의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 있는 교대 극성의 영구 자석(304)(circumferentially spaced permanent magnets of alternating polarity)이 회전자 하우징(302)에 고정되어, 고정자(305)에 의해 발생된 이동 전자계(moving electro-magnetic field)의 존재 시에는 회전자 하우징(302)에 토오크를 가한다.

도 4는 회전축에 수직인 평면에서의 모터(206)의 간략 단면도이다. 도 4는 다수의 고정자극과 회전자 자석의 배열을 도시한 것으로서, 고정자 권선은 설명의 간명함을 위해 개략적으로 도시되어 있다. 고정자 권선은 도시한 바와 같이 3상으로 배열하되, 각 상마다 3개의 극을 가져 총 9개의 극(401-409)을 갖는다. 하나의 상의 모든 권선들은 직렬로 되어 있다. 3개의 상은 공지된 "Y" 결선으로 서로 연결되어 있으며, 이 때 모든 상들은 공통의 중심 노드에 연결된다. 동작 중에, 전류는 순방향으로는 제1 상을 통해 구동하고 역방향으로는 제2 상을 통해 구동함으로써 언제나 2개의 상을 통해 구동된다. 예를 들어, A상의 전류 소스구동기(current source driver)가 온(switch on)되고, B상의 전류 싱크 구동기(current sink driver)가 온되면, 전류는 A상 도선(line)으로부터 직렬로 A상 권선(401, 404 및 407)을 지나고, 되돌아서 직렬로 B상 권선(408, 405 및 402)을 지나 B상 도선(line)을 거쳐 밖으로 나온다. 이 경우, C상 권선에 전류가 흐르지 않는 이유는 C상의 구동기와 싱크 모두가 오프(switch off)되기 때문이다. 구동되는 한 쌍의 상을 변화시켜 고정자의 구동 자계를 회전시키게 된다. 영구 자석(421-432)은 도시된 바와 같이 회전자 하우징(302)의 내측 원통면 상에 원주 방향을 따라 교대 극성으로(in alternating polarity) 배열되어 있다. 이 자석은 회전하는 구동 자계를 "추종"(chase)하여, 회전자가 구동 자계의 회전 속도로 회전되도록 한다.

도 4의 전형적인 고정자/회전자 극 배치에서, 고정자의 구동 상의 쌍(pair of driving phases of the stator) 각각은 회전자의 회전극(pole of revolution)마다 반전된다. 즉, 상의 쌍(phase pair)이 어느 한 극에 대해서는 A-B, A-C, B-C이 되고 그 다음 극에 대해서는 B-A, C-A, C-B가 된다. 이것은 3상 고정자 및 12극 회전자의 경우에, 회전자를 구동시켜 완전히 1 회전시키기 위해서는 고정자의 구동 상의 쌍이 36번 변해야만 함을 의미한다. 따라서, 이 배치에서는, 회전자가 매 10도씩 회전할 때마다, 구동되는 고정자의 상의 쌍에 변화가 있어야만 한다. 고정자 상이 절환되는 회전자의 각위치(angular position)를 정류점(commutation point)이라고 한다. 종래의 모터에서는, 공칭 정류점은 회전자의 어떤 각도 기준 위치(angular reference position)로부터 0°, 10°, 20°, 30°등에 있게 된다.본 발명에 따르면, 이들 정류점에 유사 랜덤한 작은 변동(minor random-like variation)이 가해진다. 예를 들면, 어느 특정 회전에서는 정류가 0.23°, 9.89°, 19.97°, 30.30°, ... 에서 일어날 수 있다. 각 회전마다 동일한 한 세트의 지점들에서 정류가 일어나지 않게 함으로써, 회전자의 그 다음 회전에서 정류점이 다르게 되도록 하는 것이 바람직하다.

고정자 및 회전자 극의 배열에 있어서 많은 변형들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 도 4에는 12개의 영구 자석의 극이 회전자에 부착되어 있고 고정자는 9개의 극을 포함하고 있는 것으로 도시되어 있지만(3개의 상이 각각 3개의 극을 가짐), 당업자라면 영구 자석의 극, 고정자 극 및 고정자 상의 개수가 변화될 수 있으며, 그에 따라 정류점의 개수도 변화될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 고정자 상이 "델타" 결선(delta configuration)으로 연결되거나, 부가적인 변화로서 전술한 "Y" 결선이 임의의 단상(single phase)을 공급할 수 있는 중심탭을 포함할 수 있다는 것도 이해할 것이다. 게다가, 동상(same phase)의 권선들에 별도의 구동 회로 및/또는 별도의 구동선(drive line)을 제공함으로써, 그 권선들이 직렬이 아닌 병렬로 구동되게 하는 것도 가능할 것이다.

도 3 및 도 4가 일반적인 디스크 드라이브 스핀들 모터의 주요 구성 요소들을 개략적으로 나타내려고 한 것이라는 것도 이해할 것이다. 본 발명의 범위 내에서 베어링, 자석, 코일, 클램핑 기구 등의 설계 및 배치에 있어서 여러가지 변형이 가능하다.

정류를 위해 서보 프로세서(203)는 회전자의 현재의 각위치를 판정해야만 한다. 양호한 실시예에서, 판독 트랜스듀서에 의해 판독되어 채널(202)에 의해 복호화된 위치 정보는 회전자가 동작 속도로 회전 중일 때 각위치를 판정하는 데 사용된다. 일반적으로, 모터가 정지 상태에서 동작 속도로 올라가고 있는 동안인 전원 투입 루틴 중에는 다른 대안의 방법이 사용된다. 다른 대안으로서는, 다른 여러가지 대안의 방법들 중 임의의 방법이 동작 속도에서도 사용될 수 있다. 다른 대안의 방법으로는 고정자 코일의 역기전력(back EMF)을 감지하는 방법이나 자기 부호화 휠(magnetic encoding wheel) 등의 별도의 센서 기구를 제공하는 방법이 있다. 서보 프로세서(203)는 위치 정보를 사용하여, 요구되는 구동 전류의 크기 뿐만 아니라 구동할 고정자 상의 쌍(stator phase pair)을 결정하고, 이들 파라미터를 스핀들 모터 구동기(205)에 입력하며, 그러면 스핀들 모터 구동기(205)는 요구된 전류를 발생한다.

양호하게는, 서보 프로세서(203)는 정류점 및 구동할 해당 모터 상(motor phase)을 저장하는 정류 레지스터(225)를 포함한다. 서보 프로세서(203)는 현재의 회전자 위치를 정류 레지스터(225) 내의 값들과 비교하여, 구동할 고정자의 정확한 상의 쌍을 결정한다. 정류 레지스터(225)는 회전자의 완전한 1회전에 충분한 36개의 엔트리를 가지는 것이 바람직하지만, 라운드-로빈 방식으로 순환되는 더 적은 개수의 엔트리를 가질 수도 있다.

양호한 실시예에서, 파일 제어기(201)의 프로세서(221)에서 실행되는 제어 프로그램(231)은 디스크 드라이브(100)의 동작을 제어하여, 정류 레지스터(225) 내의 값들을 변경시키고, 이에 따라 서보 프로세서(203)로 하여금 정류점에 세미 랜덤한 작은 변동을 일으키도록 한다. 이 프로세스는 도 5에 개략적으로 도시되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 디스크 드라이브(100)는 최초에 오프 상태에 있다. "오프" 상태에서, 스핀들 모터에는 전원이 인가되지 않는다. 디스크 드라이브(100)는 전원 투입 이벤트(블록 501)의 발생 시에 오프 상태에서 빠져 나온다. 이것은 몇가지 방법 중 어느 하나로 행해질 수 있다. 디스크 드라이브(100)는 전원이 완전히 끊겨 있을 수 있다. 즉 진정한 "오프"(truly off)일 수 있으며, 그 경우에 디스크 드라이브(100)는 기동 스위치(ignition switch) 등의 외부 소스로부터 전원이 인가될 때 오프 상태에서 빠져 나오며(블록 501을 빠져 나옴), 이에 의해 제어기(201)에 전원이 투입되고 제어 프로그램이 프로세서(221)에서 실행을 시작하게 된다. 다른 대안으로서, 외부 전원은 항상 드라이브에 인가될 수 있지만, 제어기(201)는 스핀들 모터, 채널 및 다른 전자 회로부로의 전원을 차단시킬 수 있다. 이 대안에서, 프로세서(221)는 아이들 루프(idle loop)에서 어떤 외부 커맨드, 인터럽트 또는 이와 유사한 이벤트를 기다렸다가, 블록(501)으로부터 빠져 나온다.

블록(501)으로부터 빠져 나와, 제어 프로그램(231)은 디스크 드라이브의 전원 투입을 시작하며, 이는 스핀들 모터(206)를 동작 속도로 올리는 단계를 포함한다(단계 502). 일반적으로, 디스크 트랜스듀서는 스핀들 모터가 그의 동작 속도 근방으로 될 때까지 디스크 상에 기록된 데이터를 판독할 수 없다. 따라서, 제어기는 적절한 전원 투입 커맨드를 서보 프로세서(203)로 전송하여, 서보프로세서(203)를 전원 투입 상태에 있게 한다. 거의 동시에, 제어기(201)는 정류 레지스터(225)에 저장하기 위한 한 세트의 값들을 전송하는 데, 이들 값이 스핀들 모터(206)의 공칭 정류점(즉, 0, 10, 20, 30 ...)이다. 어떤 경우에, 모터는 기동에 곤란을 겪을 수 있으며, 제어기는 여러가지의 공지된 기동 기술들 어느 것에 의해 움직임을 유발시킬 수 있다.

서보 프로세서(203)가 전원 투입 상태에 있을 경우, 서보 프로세서(203)는 스핀들 모터 구동기(205)로 하여금 소정의 기동 전류(보통 최대 허용치)로 각 고정자 권선쌍을 구동하게 한다. 서보 프로세서는 전술한 바와 같이 각위치를 판정하고, 이것을 레지스터(225) 내의 공칭 정류값과 비교하여, 각 정류점에 도달할 때 고정자 상의 쌍들(stator phase pairs)을 절환한다.

그 다음에, 제어 프로그램은 다른 대안으로서 모터가 동작 속도에 도달하기를 기다리는 동안(단계 504) 전원 투입 타이머를 검사한다(단계 503). 모터가 동작 속도에 도달하는 데는 몇 초가 걸릴 수 있다. 이 기간 동안, 제어기는 진단 또는 다른 기능을 수행 중일 수 있지만, 서보 프로세서(203)는 레지스터(225)에 저장된 공칭 정류값을 사용하여 스핀들 모터(206)를 정격 기동 전류로 계속 구동시킨다. 모터가 소정의 최대 기간 내에 동작 속도에 도달하지 못하는 경우, 단계 503에서 "예" 분기를 따라가고, 에러 메시지가 생성되며(단계 505), 드라이브는 전원이 차단된다(단계 506). 타임아웃 이전에 동작 속도에 도달하는 경우, 단계 504에서 "예" 분기를 따라간다.

동작 속도에 도달한 후에, 제어 프로그램은 랜덤화 테이블(232)의인덱스(index) 변수를 초기화한다(단계 510). 테이블(232)은 서보 프로세서(203)가 고정자 상을 절환시키는 데 사용하게 될 실제의 정류값을 결정하기 위해 공칭 정류각에 가산될 옵셋값의 어레이를 가지고 있다. 테이블(232) 내의 값들은 임의의 랜덤 또는 세미 랜덤 프로세스에 의해 생성되거나, 또는 완전히 랜덤하지는 않지만 본 명세서에 기술한 바와 같이 공칭 정류각에 가산될 때 랜덤하거나 분산된 것처럼 보이게만 되도록 계산될 수 있다. 이들 값은 ROM(222)에 영구 저장되며, 따라서 그 값은 변하지 않는다. 테이블(232)에 저장된 값들의 개수는 회전자의 1회전에서의 정류점의 개수보다 더 많은 것이, 즉 양호한 실시예의 구성에서는 36개보다 많은 것이 바람직하다. 동작 중에 옵셋의 랜덤하게 보이는 특성을 증대시키기 위해, 테이블(232) 내의 엔트리의 개수는 소수(素數)이거나 또는 회전자의 1회전에서의 정류점의 개수와 공약수를 갖지 않는 합성수(composite number)인 것이 바람직하다.

제어 프로그램은 그 다음에 단계 511 내지 단계 514로서 도시한 바와 같이, 회전자의 완전한 1회전마다 한 세트의 36개의 정류점(정류각)을 발생한다. 제어 프로그램은 먼저 루프 변수i를 1로 초기화한다(단계 511). 그 다음에, 하나의 정류점[CP(i)]이 루프 변수에 대응하는 공칭 정류점[CP_N(i)]과 테이블 인덱스 변수에 대응하는 테이블(232)로부터의 옵셋(offset)의 합으로서 계산된다. 제어 프로그램은 그 다음에 루프 변수i와 테이블 인덱스 변수를 증분시킨다(단계 513). 루프 변수i는 1씩 증분되고, 테이블 인덱스는 라운드-로빈 방식으로 테이블(232) 내의엔트리들을 단순히 순환하기 위해 1씩 증분될 수 있지만, 다른 대안에서는 어떤 다른 방식으로 테이블 인덱스를 증분시킴으로써 부가적인 가변성(variability)을 달성하는 것도 가능할 것이다. 예를 들어, 테이블 인덱스는 현재의i값 만큼 또는 시스템 클록에서 하위 몇 비트(some lower order bits) 만큼 증분될 수 있다. 테이블 인덱스 값의 개수가 테이블(232) 내의 엔트리의 개수를 초과해서는 안되기 때문에, 새로운 인덱스는 이전의 인덱스와 증분량, 즉 모듈로 N(modulo N)[N은 테이블(232)내의 엔트리의 개수임]의 합이 된다.

제어 프로그램은 그 다음에i의 값을 검사하여(단계 514), 그 값이 36(1회전에서의 정류점의 개수)을 초과하면, 단계 512 및 단계 513이 반복된다. 이와 같이 36개의 새로운 정류점이 발생되었으면, 단계 514에서 "예" 분기를 따라간다.

제어 프로그램은 그 다음에 스핀들 모터가 현재의 회전을 완료하기를 기다린다(단계 515). 회전이 완료되면, 단계 515에서 "예" 분기를 따라간다. 제어 프로그램은 그 다음에 제어기(201)로 하여금 36개의 새로운 정류점 값을 서보 프로세서(203)로 전송하여, 그 값들을 정류 레지스터(225)의 해당 엔트리에 저장한다(단계 516). 이것에 의해 새로운 정류점 값들은 그 다음에 계속되는 회전자의 회전 시에 사용되게 된다.

어떤 전원 차단 표시도 수신되지 않은 경우(단계 517), 제어 프로그램은 단계 511로 되돌아가서 회전자의 그 다음의 회전을 위한 새로운 한 세트의 정류점 값들을 계산한다. 전원 차단 표시가 수신된 경우, 단계 517에서 "예" 분기를 따라가고, 모터는 전원이 차단된다(단계 506).

스핀들 모터 동작과 관련이 없는 디스크 드라이브 동작에 대해서는 도 5에 도시되어 있지 않다는 것을 이해할 것이다. 사실, 제어 프로그램(231)은 일반적으로 다수의 동시 실행 작업들을 포함하고 있으며, 스핀들 모터 제어는 그들 중의 단지 하나에 불과한 것이다. 일반적인 디스크 드라이브는 많은 여러가지 유형의 커맨드에 응답하고, 응답 행위는 아주 복잡할 수 있으며, 호스트와의 정보의 교환은 많은 단계들을 필요로 할 수 있고, 기타 등등이 있다. 이들 상세는 설명의 간명함을 위해 본 명세서에서 생략하였다.

일반적으로, 본 발명의 예시된 실시예들을 구현하기 위해 실행되는 루틴들은, 운영 체제의 일부로서 또는 특정의 애플리케이션, 프로그램, 객체, 모듈 또는 명령어 시퀀스로서 구현되어 있든지 간에, 본 명세서에서는 "프로그램" 또는 "제어 프로그램"이라고 칭한다. 이 프로그램은, 일반적으로 본 발명에 따른 컴퓨터 시스템 내의 장치들 또는 시스템들 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되어 실행될 때, 이들 장치 또는 시스템으로 하여금 본 발명의 여러가지 태양들을 실시하는 단계들을 실행하거나 또는 그 요소들(elements)을 생성하는 데 필요한 단계들을 수행하도록 하는 명령어들을 포함하고 있다. 게다가, 본 발명이 디스크 드라이브 등의 전기능을 갖춘(fully functioning) 디지털 장치와 관련하여 기술되었고 이후에 기술될 것이지만, 본 발명의 여러가지 실시예들이 여러가지 형태의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있으며, 또 본 발명은 실제로 그 배포를 행하는 데 사용되는 특정 유형의 신호 전달 매체(signal-bearing media)에 상관없이 똑같이 적용된다. 신호 전달 매체의 일례로는 휘발성 및 비휘발성 메모리 장치, 플로피 디스크, 하드-디스크 드라이브, CD-ROM, DVD, 자기 테이프 등의 기록형 매체(recordable type media)와, 무선 통신 링크를 포함한 디지털 및 아날로그 통신 링크 등의 전송형 매체(transmission-type media)가 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 신호 전달 매체의 일례들이 도 1에서는 디스크 표면(102)로서 도시되어 있고, 도 2에서는 ROM(222)으로서 도시되어 있다.

전술한 양호한 실시예에서는, 브러쉬리스 DC 전기 모터가 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치의 스핀들 모터로서 사용된다. 그렇지만, 이러한 모터는 다른 환경에서도 사용될 수 있다. 이 모터는 다른 대안에서는 CD-ROM, DVD-ROM 또는 오디오 CD 플레이어 등의 광 디스크 데이터 저장 장치용의 스핀 모터(spin motor)로서 사용될 수 있다. 이 모터는 또한 자기 테이프 데이터 저장 장치용의 구동 모터(drive motor)로서 사용될 수도 있다. 마지막으로, 이러한 모터는 데이터 저장과 관련이 없는 수많은 임의의 응용 분야에서 전기 모터로서 사용될 수 있다.

양호한 실시예에서, 디스크 파일 제어기의 프로그램가능 프로세서 상에서 실행되는 제어 프로그램은 세미 랜덤 옵셋(semi-random offset)의 테이블을 참조하여 정류점을 발생하고, 이 데이터를 서보 프로세서가 사용하는 정류 레지스터로 전송하여 실제의 정류를 수행하게 된다. 이러한 구성은 상당한 설계 유연성을 제공할 뿐만 아니라, 모터 기동 중에 세미 랜덤 옵셋의 사용을 중지(disable)시키는 기능을 제공한다. 그렇지만, 정류점에 있어서의 세미 랜덤한 작은 변동이 많은 여러가지 하드웨어 및 소프트웨어 변형들을 사용하여 달성될 수 있음을 잘 알 것이다.예를 들어, 서보 프로세서 그 자체가 정류점의 변동을 야기시키거나 또는 서보 프로세서가 모든 모터 제어 로직을 포함하고 있을 수 있다.

양호한 실시예에서, 한 세트의 옵셋값은 랜덤화 테이블에 저장되어 있고, 이것이 정류각에 단계적으로 가산되어 정류각에 랜덤한 작은 변동의 효과를 일으킨다. 계산을 용이하게 하기 위해서는 이러한 테이블이 바람직하다. 당업자라면 유사한 효과를 내기 위한 수많은 방법이 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 난수(random number) 계산 기능부 또는 특수 장치가 공칭 정류각에 가산하기 위한 소위 난수를 생성할 수 있다. 또한 완전히 랜덤하게 되어 있지는 않지만 정류 주파수와 관련된 고조파 피크에서 모터 소음 스펙트럼을 확산시키기만 하도록 되어 있는 어떤 복잡한 패턴에 따라 옵셋을 도출하는 것도 가능하다. 본 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, "세미 랜덤 옵셋(semi-random offset)"이란 어떤 공칭 정류 프로파일(nominal commutation profile)로부터의 옵셋의 분산을 가져오는 임의의 방법을 포괄할 목적으로 사용한 것으로서, 본 명세서에 기술된 방법은 물론 다른 방법도 포함한다.

Claims (24)

1. 디스크 드라이브 베이스(base),

   적어도 하나의 강성 디스크(rigid disk)를 구비하는 회전가능하게 탑재된 디스크 및 스핀들 어셈블리 - 상기 적어도 하나의 강성 디스크는 그의 적어도 한쪽 표면 상에 자기 부호화된(magnetically encoded) 데이터를 기록하기 위한 것으로, 상기 디스크 및 스핀들 어셈블리에 영구적으로 탑재되어 있음 - ,

   적어도 하나의 트랜스듀서 헤드를 지지하고, 또 상기 자기 부호화된 데이터에 액세스하기 위해 상기 적어도 하나의 트랜스듀서 헤드를 상기 적어도 하나의 회전가능하게 탑재된 디스크의 상기 적어도 한쪽 표면 상에 위치시키는 가동 액츄에이터,

   상기 적어도 하나의 회전가능하게 탑재된 디스크 및 스핀들 어셈블리를 회전시키고, 또 다상 전자기 고정자(multi-phase electro-magnetic stator)와 영구 자석 회전자(permanent magnet rotor)를 갖는 스핀들 모터, 및

   상기 다상 전자기 고정자에 구동 전류를 제공하는 스핀들 모터 구동 장치를 포함하며,

   상기 스핀들 모터 구동 장치는 상기 디스크 및 스핀들 어셈블리의 대응하는 회전각에서 상기 구동 전류의 상(phase)을 순차적으로 절환시키고, 또 상기 스핀들 모터 구동 장치가 상기 구동 전류의 상을 절환시키는 곳인 각각의 그 다음 회전각을 각자의 세미 랜덤 옵셋 만큼 변화시키는 것인 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 세미 랜덤 옵셋 각각은 복수의 세미 랜덤 옵셋값을 포함하는 테이블로부터 얻는 것인 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 스핀들 모터 구동 장치는 상기 테이블로부터의 순차적인 세미 랜덤 옵셋값들을 라운드-로빈 방식으로 사용하고, 상기 테이블 내의 세미 랜덤 옵셋 엔트리의 개수 N은 상기 전자기 고정자에서의 정류점의 개수 P보다 많은 것인 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치.
4. 제3항에 있어서, N과 P의 최대 공약수는 1인 것인 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 스핀들 모터 구동 장치는 상기 스핀들 모터가 미리 정해진 회전 속도에 도달할 때까지는 상기 스핀들 모터의 전원 투입시 각각의 그 다음 회전각을 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋 만큼 변화시키지 않으며, 도달된 이후에 각각의 그 다음 회전각을 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋 만큼 변화시키는 것인 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 스핀들 모터 구동 장치는,

   메모리,

   상기 메모리 내에 저장된 제어 프로그램을 실행시키는 프로그램가능 프로세서, 및

   상기 프로그램가능 프로세서에 의해 발생된 제어 파라미터들에 응답하는 서보 프로세서를 포함하는 것인 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 서보 프로세서는 복수의 정류점을 식별하기 위한 정류 레지스터를 포함하고,

   상기 정류 레지스터 내의 데이터는 상기 프로그램가능 프로세서 상에서 실행되는 상기 제어 프로그램에 의해 제공되는 것인 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치.
8. 베이스(base),

   상기 베이스에 탑재된 다상 전자기 고정자,

   상기 베이스에 회전가능하게 탑재되어 있고, 또 상기 고정자에 의해 발생된 교번 자계(alternating magnetic field)에 응답하여 상기 회전자를 회전시키는 적어도 하나의 영구 자석을 갖는 회전자, 및

   상기 다상 전자기 고정자에 구동 전류를 제공하는 모터 구동 장치를 포함하며,

   상기 모터 구동 장치는 상기 회전자의 대응하는 회전각들에서 상기 구동 전류의 상(phase)을 순차적으로 절환시키고 또 상기 모터 구동 장치가 상기 구동 전류의 상을 절환시키는 곳인 각각의 그 다음 회전각을 각자의 세미 랜덤 옵셋 만큼 변화시키는 것인 전기 모터.
9. 제8항에 있어서, 상기 세미 랜덤 옵셋 각각은 복수의 세미 랜덤 옵셋값을 포함하는 테이블로부터 얻는 것인 전기 모터.
10. 제9항에 있어서, 상기 모터 구동 장치는 상기 테이블로부터의 순차적인 세미 랜덤 옵셋값들을 라운드-로빈 방식으로 사용하고, 상기 테이블 내의 세미 랜덤 옵셋 엔트리의 개수 N은 상기 전자기 고정자에서의 정류점의 개수 P보다 많은 것인 전기 모터.
11. 제10항에 있어서, N과 P의 최대 공약수는 1인 것인 전기 모터.
12. 제8항에 있어서, 상기 모터 구동 장치는 상기 전기 모터가 미리 정해진 회전 속도에 도달할 때까지는 상기 전기 모터의 전원 투입시 각각의 그 다음 회전각을 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋 만큼 변화시키지 않으며, 도달된 이후에 각각의 그 다음 회전각을 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋 만큼 변화시키는 것인 전기 모터.
13. 제8항에 있어서, 상기 모터 구동 장치는,

    메모리,

    상기 메모리 내에 저장된 제어 프로그램을 실행시키는 프로그램가능 프로세서,

    복수의 정류점을 식별하기 위한 정류 레지스터 - 상기 정류 레지스터 내의 데이터는 상기 프로그램가능 프로세서 상에서 실행되는 상기 제어 프로그램에 의해 제공됨 -, 및

    상기 정류 레지스터에 의해 지정된 정류점들에서 상기 구동 전류의 상을 절환시키는 정류 장치를 포함하는 것인 전기 모터.
14. 제8항에 있어서, 상기 모터는 회전식 자기 디스크 드라이브 데이터 저장 장치의 하나 이상의 데이터 저장 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터인 것인 전기 모터.
15. 다상 전자기 고정자와 적어도 하나의 영구 자석을 갖는 회전자를 구비하고 또 상기 고정자에 의해 발생된 교번 자계에 응답하여 상기 회전자를 회전시키는 전기 모터를 작동시키는 방법으로서,

    전류에 의해 구동되는 상기 전자기 고정자의 대응하는 상을 절환시키기 위한 복수의 공칭 정류각을 정의하는 단계,

    각자의 공칭 정류각 각각에 각자의 세미 랜덤 옵셋을 가산하여, 대응하는 복수의 조정된 정류각을 산출하는 단계, 및

    전류에 의해 구동되는 상기 전자기 고정자의 상을 상기 대응하는 복수의 조정된 정류각에서 절환시키는 단계를 포함하는 전기 모터 작동 방법.
16. 제15항에 있어서, 각자의 공칭 정류각 각각에 각자의 세미 랜덤 옵셋을 가산하는 상기 단계는 복수의 세미 랜덤 옵셋값을 포함하는 테이블로부터 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋을 얻는 단계를 포함하는 것인 전기 모터 작동 방법.
17. 제16항에 있어서, 테이블로부터 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋을 얻는 상기 단계는 상기 테이블 내의 복수의 세미 랜덤 옵셋값을 라운드-로빈 방식으로 억세스하는 단계를 포함하고, 상기 테이블 내의 세미 랜덤 옵셋 엔트리의 개수 N은 상기 전자기 고정자에서의 정류점의 개수 P보다 많은 것인 전기 모터 작동 방법.
18. 제17항에 있어서, N과 P의 최대 공약수는 1인 것인 전기 모터 작동 방법.
19. 제15항에 있어서, 각자의 공칭 정류각 각각에 각자의 세미 랜덤 옵셋을 가산하여 대응하는 복수의 조정된 정류각을 산출하는 상기 단계는 상기 전기 모터가 미리 정해진 회전 속도에 도달할 때까지는 수행되지 않고, 도달된 이후에 수행되는 것인 전기 모터 작동 방법.
20. 다상 전자기 고정자와 적어도 하나의 영구 자석을 갖는 회전자를 구비하고또 상기 고정자에 의해 발생된 교번 자계에 응답하여 상기 회전자를 회전시키는 전기 모터의 동작을 제어하는 프로그램 제품으로서,

    상기 프로그램 제품은 상기 전기 모터의 제어기에 의해 판독가능한 신호 전달 매체 상에 기록된 복수의 프로세서-실행 가능 명령어들을 포함하고,

    상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 모터 제어기로 하여금 이하의 단계, 즉

    전류에 의해 구동되는 상기 전자기 고정자의 대응하는 상을 절환시키기 위한 복수의 공칭 정류각을 정의하는 단계,

    각자의 공칭 정류각 각각에 각자의 세미 랜덤 옵셋을 가산하여 대응하는 복수의 조정된 정류각을 산출하는 단계, 및

    전류에 의해 구동되는 상기 전자기 고정자의 상을 상기 대응하는 복수의 조정된 정류각에서 절환시키는 단계를 수행하도록 하는 것인 프로그램 제품.
21. 제20항에 있어서, 각자의 공칭 정류각 각각에 각자의 세미 랜덤 옵셋을 가산하는 상기 단계는 복수의 세미 랜덤 옵셋값을 포함하는 테이블로부터 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋을 얻는 단계를 포함하는 것인 프로그램 제품.
22. 제21항에 있어서, 테이블로부터 상기 각자의 세미 랜덤 옵셋을 얻는 상기 단계는 상기 테이블 내의 복수의 세미 랜덤 옵셋값을 라운드-로빈 방식으로 억세스하는 단계를 포함하고, 상기 테이블 내의 세미 랜덤 옵셋 엔트리의 개수 N은 상기 전자기 고정자에서의 정류점의 개수 P보다 많은 것인 프로그램 제품.
23. 제22항에 있어서, N과 P의 최대 공약수는 1인 것인 프로그램 제품.
24. 제20항에 있어서, 각자의 공칭 정류각 각각에 각자의 세미 랜덤 옵셋을 가산하여 대응하는 복수의 조정된 정류각을 산출하는 상기 단계는 상기 전기 모터가 미리 정해진 회전 속도에 도달할 때까지는 수행되지 않고, 도달된 이후에 수행되는 것인 프로그램 제품.