KR20080056188A - 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법 - Google Patents

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프레벤 보 피치
커트 마이클 피터센 윌라드센
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아이디어쏘시에이트 (아이오엠) 엘티디.
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Abstract

기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법이 개시되며, 상기 방법에서, 상기 전기 모터가 정류될 때, 상기 모터의 출력의 회전각이 역기전력의 변화를 감지함으로써 결정되며, 미리 결정된 횟수의 감지된 정류들 이후 상기 전기 모터로의 전력 공급이 중지된다.
Figure P1020087008116
전기 모터, 제어, 정류, 기전력, 회전각, 감지

Description

기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법{A method for controlling a mechanically commutated electric motor}
본 발명은 모터로의 전력 공급을 제어하는 마이크로프로세서에 의해 전기 모터를 제어하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은, 마이크로프로세서에 의해 제어되는 DC 전원 장치뿐만 아니라, DC 모터 또는 유니버셜 모터(universal motor)와 같은 기계적으로 정류되는(mechanically cummutated) 전기 모터를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
기계적으로 정류되는 전기 모터, 즉 전기자(armature)가 회전할 때 브러시(brush) 및 정류기(commutator)의 배치가 고정자(stator)에 의해 발생된 자기장 내에서 전기자 권선들의 전류의 극성을 변화시키는 모터들이 종래 기술에서 잘 알려져 있다. 그러한 모터들에서의 자기장은 영구자석 또는 전자석에 의해 발생될 수 있다. 만약 자기장이 전자석에 의해 발생된다면, 고정자의 자기장을 발생시키는 권선들에 흐르는 전류는 개별 자화전류(separate magnetizing current)에 의해 제공될 수 있거나, 전기자 권선들을 흐르는 것과 동일한 전류에 의해 제공될 수 있다. 후자는, 교류 주파수가 지나치게 높지 않는 한 그것이 교류에도 매우 적합하기 때문에, 통상적으로 유니버셜 모터로 불려진다. 그러한 유니버셜 모터는 가장 통상적 으로 사용되는 16 2/3 Hz, 50 Hz 또는 60Hz와 같은 교류 주파수에서 매우 잘 동작한다.
기계적으로 정류되는 영구자석 DC 모터는 소형의 또는 중간의 전기 또는 전자 장치들을 위해 가장 통상적으로 사용되는 모터이다. 결과적으로 그러한 모터들은 아주 많은 개수로 생산되며, 그리하여 그것들은 매우 저렴하다.
PWM 또는 스위치-모드(switch-mode)에 의해 제어되는 전기 모터들이 종래 기술에 잘 알려져 있으며 기계적으로 정류되는 하나 이상의 전기적 직류 모터들을 포함하는 다양한 전기 구동 적용들에서 채택된다. 본 발명이 속하는 전형적인 적용들은, 가정의, 사무실의 그리고 의료적인 사용을 위한 테이블상면, 의자 및 다른 지지 가구와 같은 높이 조절 가능한 가구 부품들을 올리고 내리기 위한 구동 장치들, 그리고, 로봇 장비들의 운동 제어 등을 포함한다.
그러한 적용들에서, 다수의 모터들을, 예를 들어 테이블상면의 각 단부에서 하나씩 채택하여 두 개의 모터들을 사용하는 것이 바람직하다. 만약 두 개의 모터들이 사용된다면, 그것들은 통상 다른 하중을 받게 될 것이고, 그리하여 그것들은 테이블상면의 수평유지를 위해 동시적이어야 한다. 이러한 배경에서, 본 발명의 목적은 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 특히 제1 및 제2 전기 모터가 동시성(synchronicity)을 가지고 작동하도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 상기 관점은, 상기 모터의 출력의 회전 각도는, 상기 전기 모터가 정류될 때 역기전력의 변화를 감지함으로써 결정되며, 상기 전기 모터로의 전력 공급은, 미리 결정된 횟수의 감지된 정류들 이후, 중지되는 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 발명자들은, 그러한 감지를 수행하여 필요할 때마다 상기 모터로의 전체 전류 공급을 중지함으로써, 통상의 기계적으로 정류되는 전기 모터를 스테퍼 모터로서 작동시키는 것이 가능함으로 알게 되었다. 이는, 상기 통상의 기계적으로 정류되는 전기 모터들은 스테퍼 모터보다 훨씬 저렴하기 때문에, 주요 이점이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 감지된 정류들의 횟수는 1회이다. 이에 의해, 상기 전기 모터는, 회전 당 정류 횟수에 대응하는 일정 개수의 단계들을 갖는 스테퍼 모터로서 개별 단계들로 작동할 수 있게 된다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 역기전력의 변화는 공급선(supply line)으로 상기 모터에 직렬로 연결된 인덕터 및/또는 저항체에 대한 전압 측정에 의해 감지된다. 이에 의해, 상기 감지는 공급선들 중 하나에서 바로 일어날 수 있게 되며, 그리하여 회전각은 다시 모터들을 위한 전원 장치에서 바로 얻어지는 측정들에 의해 감지될 수 있게 된다. 따라서 개개의 선들 뿐만 아니라 추가적인 태코(tacho)들 또는 엔코더(encoder)들의 필요성이 제거된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 장 코일(field coil)을 포함하는, 기계적으로 정류되는 전기 모터는 유니버셜 또는 직렬 모터이며, 여기서 상기 적어도 하나의 장 코일은 상기 전압이 측정되는 인덕터를 포함한다. 상기 장 코일을 사용하는 것은 공급 회로에서의 추가적 인덕터들의 사용을 피하며, 따라서 필요한 회로를 감소시킨다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 상기 기계적으로 정류되는 전기 모터는 마이크로프로세서에 의한 펄스 폭 변조에 의해 제어된다. 이에 의해, 요구되는 횟수의 정류들이 감지되기만 하면, 상기 모터가 정지되도록 하는 상기 전기 모터에의 공급 전류의 양호한 제어가 허용된다.
또한 추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 정류가 감지되었지만 상기 미리 결정된 횟수의 정류들에 이르지 못했다면, 상기 정류 도중 상기 공급 전류는 감소된다. 이에 의해, 정류 도중 발생하는 아킹(arcing)이 감소되며, 따라서 상기 전기 모터의 마손(磨損; wear and tear)이 줄어들며, 부식 가스들의 발생이 감소된다.
추가적인 특히 바람직한 실시예에 따르면, 상기 방법은, 기계적으로 정류되는 적어도 하나의 추가 전기 모터를, 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터에 전력 공급을 제어하는 마이크로프로세서에 의해, 제어하기에 적합하며, 상기 방법은, 기계적으로 정류되는 상기 제1 및 추가 모터들이 정류될 때, 역기전력들 변화들을 감지함으로써 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터의 출력들의 회전 각도들을 결정하는 단계; 상기 제1 모터 또는 상기 추가 모터가 상기 미리 결정된 각도에 도달할 때, 그 모터에 전류가 공급되지 않도록 하는 단계; 및 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터 중 다른 하나가 상기 미리 결정된 각도에 도달할 때, 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터 중 상기 그 모터에 전류가 다시 공급되도록 하는 단계;를 포함한다.
이러한 방법을 통해, 개별 단계들의 작동으로 통상의 기계적으로 정류되는 전기 모터를 작동하는 것이 가능하며, 여기서 정해진 회전 각도에 도달한 상기 제1 모터는 중지하여 다른 것(모터)를 기다린다. 따라서, 적절히 선택된 단계들을 통해 상기 모터들의 전체 작동은 동시적이 된다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 상기 방법은 가구 내의 모터들의 제어를 위해 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예의 흐름도를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 방법을 실행하기에 적합한 전원 장치의 흐름도를 도시한다.
이하에서는 도면들을 참조하면서 비제한적인 예시적 실시예들에 기초하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명할 것이다.
본 발명에 대한 기본 사상은, 발명자들이 기계적으로 정류되는 통상의 전기 모터의 정류들(cummutations)이 역전자기력(back electromagnetic force)의 변화를 측정하여 쉽게 감지할 수 있다는 것을 알게 되었다는 사실에 근거한다. 이는 특히 기계적으로 정류되는 전기 모터에 대한, 펄스 폭(pulse width)이 변조되는 전류 공급 장치가 사용되는 경우이며, 발명자들은 역전자기력에 의해 발생되는 전압은 펄스 폭이 변조되는 펄스들 사이에서 쉽게 감지할 수 있음을 알게 되었다.
마이크로프로세서에 의해 제어되는 공급 전류의 펄스 폭 변조와 함께 역전자기력에 의한 정류의 감지는, 모터로 공급되는 공급 전류가 중단되도록 하며, 따라 서 모터는, 기계적으로 정류되는 전기 모터의 단위 회전 당 정류의 최대 횟수에 대응하는 분석(resolution)을 갖는 스테퍼 모터(stepper motor)로서 효과적으로 작동한다.
비록 상기 횟수가 스테퍼 모터의 분석보다 통상적으로 적지만, 기계적으로 정류되는 전기 모터가 훨씬 저렴하다는 사실은, 단계적인 동작이 바람직하거나 필요한 어떤 적용에서 본 발명을 매력적으로 만들며, 하지만 더 많은 분석이 필요하지 않다.
그러한 적용의 하나는, 예를 들어 테이블상면들과 같은 것을 들어올리기 위한, 모터들의 동시작동(synchronization)이다.
도 1의 흐름도는 마이크로프로세서(20, 도 2 참조)에 의해 기계적으로 정류되는 두 개의 전기 직류 모터들(22, 24, 도 2 참조)을 제어하기 위한 실행에서의 본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예를 도시한다. 당업자라면, 유니버셜 또는 직렬 모터들과 같은 다른 유형의 기계적으로 정류되는 전기 모터들이 대신 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
상기 방법은 단계 100에서 개시하여 단계 101에서 결정을 개시한다. 단계 101에서 상기 모터(22)의 정류가 감지되지 않으면, 상기 마이크로프로세서(20)는 단계 104에서 펄스 폭 변조된 적어도 하나의 전류 펄스를 상기 모터(22)에 제공한다. 반면 단계 101에서 정류가 감지되면, 마이크로프로세서는 단계 102에서 카운터 N1을 증가시키고 감지 플래그(detection flag) FLAG1을 설정한다. 그리고는, 단계 103에서 마이크로프로세서(20)는 상기 카운터 N1이 미리 설정된 값 M에 도달했는지 를 확인한다. 만약 N1이 아직 미리 설정된 값 N1에 도달하지 않았다면, 마이크로프로세서(20)는 단계 104를 개시하여 펄스 폭이 변조된 적어도 하나의 전류 펄스를 상기 모터(22)에 제공한다. 만약 N1이 미리 설정된 값 M에 도달하거나 초과했다면, 마이크로프로세서는 단계 105를 개시하여 제2 모터(24)에 대하여 정류가 감지되었는지를 확인한다.
본질적으로, 단계들 105 내지 108은 단계들 101 내지 104에 대응한다. 따라서, 만약 단계 105에서 모터(24)의 정류가 감지되지 않으면, 마이크로프로세서(20)는 단계 108을 개시하여 펄스 폭이 변조된 적어도 하나의 전류 펄스를 상기 모터(24)에 제공한다. 반면에, 만약 단계 105에서 정류가 감지되면, 마이크로프로세서는 단계 106에서 카운터 N2을 증가시키고 감지 플래그 FLAG2를 설정한다. 그리고는, 단계 107에서 마이크로프로세서(20)는 상기 카운터 N2가 미리 설정된 값 M에 도달했는지를 확인한다. 만약 N2가 아직 미리 설정된 값 M에 도달하지 않았다면, 마이크로프로세서(20)는 단계 108을 개시하며 펄스 폭이 변조된 적어도 하나의 전류 펄스를 상기 모터(24)에 제공하며, 이때 마이크로프로세서는 단계 101로 복귀하여 상기 과정을 반복한다. 만약 N2가 미리 설정된 값 M에 도달했거나 초과했다면, 마이크로프로세서(20)는 단계 109를 개시하며 N1 및 N2 모두가 미리 설정된 값 M에 도달하거나 초과했는지를 확인한다. 만약 그러한 경우이면, N1 및 N2는 모두 0(zero)으로 설정되며, 감지 플래그들 FLAG1 및 FLAG2는 단계 110에서 소거되고, 마이크로프로세서는 단계 101로 복귀하여 상기 과정을 반복한다.
플래그들 FLAG1 및 FLAG2의 사용 이유는, 미리 설정된 횟수의 정류들의 감지 이후 모터에 대한 전류 공급이 마이크로프로세서에 의해 정지되어, 단계 101 또는 105에서 직접적인 감지가 허용되지 않기 때문이다.
여기서, 비록 상기 설명이 두 개의 모터들을 제어하기 위한 방법에 관한 것이라 하더라도, 동일한 원리를 사용하여 즉, 적절한 변수들 N3 내지 Nn 및 플래그들 FLAG3 내지 FLAGn을 추가하고 추가 모터들 각각에 대한 단계들 101 내지 104를 중복시킴으로써, 추가적인 모터들을 제어하는 것이 가능하다는 것을, 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
미리 설정된 값 M은 실제적인 적용에 의존할 수 있으며, 여기서 두 개 이상의 모터들의 동시적인 작동이 바람직하다. 특히, M은 값 1을 가질 수 있으며, 따라서 직류 모터들(22, 24) 각각을 효과적으로 스테퍼 모터로 변경할 수 있다. 이는 또한 단일 모터의 경우에서도 마찬가지이며, 이 경우는 어떤 동시성(synchronization)을 필요로 하지 않는다.
이해되어질 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은, 상기 모터들(22, 24) 각각을, 그것들 중 더 빠른 모터가 미리 결정된 각도에 도달한 후 정지하여 다른 모터가 상기 미리 결정된 각도에 도달하기를 기다리는 방식으로, 단계적으로 작동시킨다. 이러한 각도는 전술한 바와 같이 하나의 정류에 대응할 수 있으며, 하지만 원칙적으로, 예를 들어 1 이상의 완전한 회전들 또는 모터에 대응하는, 복수의 정류들이 사용될 수 있다.
동시성(synchronization)에 관하여, 마이크로프로세서(20)는 또한, 하나의 모터가 계속적으로 더 느리게 작동한다면 다른 것이 미리 결정된 각도에 도달할 때 까지 전자 모터에 공급되는 전류를 증가시키기 위해, 펄스 폭 변조를 조절할 수 있다. 명백하게, 대안으로서, 더 빠른 모터에 공급되는 전류가 감소될 수 있다.
명백하게, 모터들(22, 24) 각각은 그것 자신의 개별 마이크로프로세서(20)에 의해 제어될 수 있다. 하지만, 여러 모터들(22, 24)의 제어를 위해 단일 마이크로프로세서(20)를 사용하는 것이 바람직하며, 그 이유는 상기 마이크로프로세서(20)의 수행 속도가 그와 같이 수행하는 것에 완전히 충분할 것이기 때문이다.
도 2는 본 발명에 따른 상기 방법을 실행하기에 적합한, 마이크로프로세서에 의해 제어되는 직류 전원 장치를 도시한다.
상기 전원 장치는 바람직하게는 DC/DC 전원 장치이다. 상기 전원 장치는, 양극(1) 및 음극(2)에서, 정류된 주요부들(rectified mains)과 같은, 직류로 제공된다. 상기 양극(1) 및 음극(2) 사이에 전압 디바이더(3; voltage divider)가 제공된다. 바람직한 실시예에서, 상기 전압 디바이더(3)는 두 개의 커패시터(4, 5) 및 두 개의 저항체(6, 7)를 포함하다. 바람직하게는 상기 두 개의 커패시터(4, 5)는 동일한 용량을 가지며 상기 두 개의 저항체(6, 7)는 동일한 저항을 갖는다. 따라서, 전압 디바이더(3)의 중심 탭(8; tab)에서는, 중간의 전위가 될 것이다. 예시적으로, 상기 중간의 전위는 0(zero)으로 표기되지만, 그것이 고정된 기준 전위에의 외부적 연결에 의해 안정되지 않는다면, 명백히 상기 중간의 전위는 유동적이며 상기 전압 디바이더(3)으로부터 인가되는 전류에 따른 변수들에 영향받게 된다.
상기 전류는 제1 단부(10) 및 제2 단부(11)를 구비한 주 권선(9; primary winding)을 갖는 변환기에 의해 상기 전압 디바이더(3)로부터 단속적으로 인가되어 진다. 상기 변환기는, 공통의 터미널(14; terminal)을 갖는 두 개의 부 권선들(12, 13; secondary winding)과, 제1 단부 터미널(15)과, 제2 단부 터미널(16)을 갖는다. 상기 두 개의 부 권선들(12, 13)은 바람직하게는 감긴 횟수 및 방향에서 동일하다. 주 권선 대 부 권선들의 비율은, 바람직하게는 기술된 적용들에 대해 20:4/4이며, 하지만 실제 적용에 따라 상기 비율과는 명백히 다를 수 있다. 명료함을 위해, 비록 변환기로 언급된다 하더라도, 그것은 전통적인 교류 변환기로 동작되지 않고 단지 유도(inductive) 에너지 저장 수단으로 동작된다.
상기 변환기가 상기 전압 디바이더(3)로부터 단속적으로 전류를 인가할 수 있도록 하기 위해, 상기 DC/DC 전원 장치는 두 개의 제어 스위치들(18, 19)을 포함한다. 제1 제어 스위치(18)는 상기 변환기의 주 권선(9)의 제1 단부(10)와 양극(1) 사이에 연결된다. 상기 제2 제어 스위치(19)는 상기 변환기의 주 권선(9)의 제1 단부(10)와 음극(2) 사이에 연결된다. 바람직하게는 상기 제어 스위치(18, 19)는 마이크로프로세서(20)에 의해 제어되는 반도체 스위치들이다. 만약 상기 주 권선(9)과 상기 변환기의 부 권선(12) 사이의 갈바닉 분리(galvanic separation)가 요구되면, 상기 제어 스위치들(18, 19)로의 제어선들은 광커플러들(optocouplers, 미도시)을 포함할 수 있다.
제어 스위치들(18, 19) 모두는 상기 마이크로프로세서(20)에 의해, 예를 들어 전술한 바와 같은 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 구성에 따라, 단속적으로 작동된다.
상기 마이크로프로세서(20)는, 상기 제어 스위치들(18, 19)이 동시에 활성적 이지 않도록 보장하며, 그러나 만약 그렇지 않다면 상기 마이크로프로세서는 상기 제어 스위치들(18, 19)을 상호 독립적으로 작동한다.
상기 제1 제어 스위치가 활성일 때, 전류는 상기 주 권선(9)을 통하여 양극(1)으로부터 상기 전압 디바이더(3)의 중심 탭(8)으로 흐르며, 이에 의해 상기 변환기에서의 제1 방향의 자속(flux)을 발생시키며, 발생된 자속은 다시 부 권선에 전류를 발생시킨다. 상기 전류는, 상기 제1 부 권선(12)에서 흘러, 상기 제1 단부 터미널(15)에 연결된 제1 다이오드(21)를 통하여 제1 모터(22)로 흘러서 상기 공통 터미널(14)로 돌아온다. 제2 다이오드(23)는 어떤 전류도 상기 제2 부 권선(13)에 흐르지 못하도록 한다.
상기 제2 제어 스위치가 활성일 때, 전류는 주 권선(9)을 통하여 상기 음극(2)으로부터 상기 전압 디바이더(3)의 중심 탭(8)으로 흐르며, 이에 의해 상기 변환기에 제2 방향의 자속을 발생하며, 발생된 자속은 다시 상기 제2 권선에 전류를 발생시킨다. 이러한 경우, 상기 전류는 상기 제2 부 권선(13)에서 흘러, 상기 제2 단부 터미널(16)에 연결된 상기 제2 다이오드(23)를 통하여 제2 모터(24)로 흘러서 상기 공통 터미널(14)로 돌아온다. 여기서, 상기 제1 다이오드(21)는 어떤 전류도 상기 제1 부 권선(12)에 흐르지 못하도록 한다.
상기 제어 스위치들(18, 19)이 상호 독립적으로 제어될 수 있기 때문에, 단지 하나의 단일 변환기를 사용하여 상호 독립적으로 두 개의 모터들(22, 24)로의 공급을 제어하는 것이 가능하다. 특히, 변조 및 듀티사이클(duty cycle)의 적절히 선택하여, 두 개의 제어 스위치들(18, 19)이 교대하는 방식으로 제어될 수 있으며, 이때 상기 제1 제어 스위치(18)는 그것의 듀티사이클의 활성부가 되고 반면 상기 제2 제어 스위치(19)는 상기 튜티사이클의 그것의 비활성부가 되거나, 또는 그 역이 될 수도 있다. 하지만, 상기 제1 제어 스위치(18)는, 상기 제2 제어 스위치(19)가 전혀 활성적이게 되지 않으면서, 여러 듀티사이클들을 수행하는 것이 가능함은 물론이며, 또한 그 역도 가능하다.
본 발명에 따르면, 상기 전원 장치는 기계적으로 정류되는 전기 직류 모터들(22, 24) 각각의 제어에 특히 적합하다.
전술한 테이블 상면들과 같은 많은 적용 영역들에서 모터의 회전 방향을 전환하는 것이 필요하기 때문에, 모터들(22, 24)로의 공급선들에서의 극성을 전환하기 위한 변경 스위치들(25, 26; change-over switch)이 상기 모터들(22, 24)로의 공급선들에 도입되었다. 상기 변경 스위치들은 바람직하게는 상기 마이크로프로세서(20)에 제어되는 고체 상태 스위치들이다. 상기 마이크로프로세서(20)는 바람직하게는 단지 불필요한 응력을 피하기 위해 전류 없는 조건들에서 상기 변경 스위치들(25, 26)을 작동시키기에 적합하다. 따라서 상기 변경 스위치들(25, 26)은 어떠한 하중차단 능력(load-breaking capacity)을 구비할 필요가 없다. 더욱이, 상기 마이크로프레서는 상기 두 개의 변경 스위치들(25, 26)이, 상기 부 권선들(12, 13)이 단선되는 조건들을 취하는 것을 방지한다.
본 발명의 배경 지식을 유념하여 즉, 두 개의 모터들이 사용되며 다른 하중들을 받을 때조차도 테이블 상면의 수평을 유지하기 위해 상기 두 개의 모터들의 작동이 동시적이어야만 하는 높이조절 가능한 테이블 상면들을 유념하여, 상기 전 원 장치는, 상기 제1 모터(22) 및 상기 제2 모터(24)의 각각에 직렬로 배치된 두 개의 인덕터들(inductors) 및/또는 저항체들(27, 28)을 포함한다. 이러한 인덕터들 및/또는 저항체들(27, 28)은 기계적으로 정류되는(commutated) 전기 직류 모터들(22, 24) 각각으로부터 역기전력(back electromotive force)을 측정하기 위한 수단으로 기능한다. 본 발명의 발명자들은, 상기 모터들로부터의 역기전력은, 쉽게 감지될 수 있으며, 따라서 상기 모터들(22, 24)의 회전 당 정류 횟수가 알려진다면 상기 직류 모터의 전기자(armature)의 각 위치(angular position)를 결정하기 위한 수단으로 사용될 수 있음을 인식하게 되었다. 상기 정류들(cummutations)은, 적절한 추가 회로(미도시)를 사용하여, 상기 인덕터들 및/또는 저항체들(27, 28)에 대해 측정된 전압으로부터 상기 마이크로프로세서(20)에 의해 검출된다. 이런 관점에서, 저항체보다도 인덕터를 사용하는 것이 통상적으로 바람직하다는 것이 인지되어야 한다. 하지만, 예를 들어 와어어(wire)로 만들어진, 저항 성분 없는 이상적인 인덕터들은 다소 이론적이며, 심지어 인덕터의 사용은 통상적으로 몇 가지 저항체의 조합을 포함할 것이다.
하나의 모터가 다른 것보다 더 작은 하중을 받아서 더 빠르게 작동하면, 상기 마이크로프로세서(20)는, 각각의 그리고 모든 정류에서 또는 미리 결정된 횟수의 정류들 이후, 그 모터에 대한 전원 공급을 중지할 것이다. 이후 상기 마이크로프로세서(20)는, 그것이 상기 제1 모터에 다시 공급하기 전에, 다른 모터가 정류되기를 기다린다. 따라서, 정류된 상기 제1 모터는 다른 모터가 정류될 때까지 기다리도록 간단히 남겨질 수 있으며, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터는, 전체 회전각 에 관련하여, 동시성을 가지고 효과적으로 작동할 것이다.
앞서 기술된 바와 같이, 상기 방법들의 단계들 105 내지 108은 본질적으로 단계들 101 내지 104에 대응한다. 따라서, 당업자는 역기전력의 변화 감지에 의한 정류의 결정이 기계적으로 정류되는 두 개 이상의 전기 모터들의 작동에 제한되지 않음을 인식할 것이다. 또한, 이러한 정류 결정하기 방식은 기계적으로 정류되는 개개의 전기 모터를 제어하여 스테퍼 모터로 작동되도록 하기에 용이할 수 있다.
언급한 바와 같이, 모터들이 단계적으로 작동한다는 사실은, 모터들에 대한 듀티사이클 비율(duty cycle ratio)이 미리 결정된 설계에 따라 감소되거나 증가됨을 배제하지 않으며, 상기 듀티사이클 비율은 적용영역에 따르며 따라서 본 발명의 일부를 형성하지 않는다. 상기 듀티사이클 비율은 상기 스위칭 수단이 활성-비활성 사이클의 합(sum)에 대해 활성적으로 되는 시간 사이의 비율로서 이해된다.

Claims (9)

  1. 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전기 모터가 정류될 때, 상기 모터의 출력의 회전 각도는 역기전력의 변화를 감지함으로써 결정되며,
    상기 전기 모터로의 전력 공급은, 미리 결정된 횟수의 감지된 정류들 이후, 중지되는, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    감지된 정류에 대한 상기 횟수는 1회인, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 역기전력의 변화는, 공급선으로 상기 모터에 직렬로 연결된 인덕터 및/또는 저항체에 대한 전압 측정에 의해 감지되는, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기계적으로 정류되는 모터는 적어도 하나의 장 코일(field coil)을 포함하는 유니버셜 또는 직렬 모터이며,
    상기 적어도 하나의 장 코일은 상기 전압이 측정되는 상기 인덕터를 포함하는, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적으로 정류되는 전기 모터는 마이크로프로세서에 의해 펄스 폭 변조를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    정류가 감지되었지만 정류들에 대한 상기 미리 결정된 횟수가 도달되지 않았다면, 상기 정류 도중 공급 전류가 감소되는, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    기계적으로 정류되는 적어도 하나의 추가 전기 모터를, 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터에 전력 공급을 제어하는 마이크로프로세서에 의해, 제어하기에 적합한 방법으로서,
    상기 방법은,
    a) 기계적으로 정류되는 상기 제1 및 추가 모터들이 정류될 때, 역기전력들 변화들을 감지함으로써 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터의 출력들의 회전 각도들 을 결정하는 단계;
    b) 상기 제1 모터 또는 상기 추가 모터가 상기 미리 결정된 각도에 도달할 때, 그 모터에 전류가 공급되지 않도록 하는 단계; 및
    c) 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터 중 다른 하나가 상기 미리 결정된 각도에 도달할 때, 상기 제1 모터 및 상기 추가 모터 중 상기 그 모터에 전류가 다시 공급되도록 하는 단계;를 포함하는, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 모터 및 상기 추가 모터는 동일한 하나의 마이크로프로세서에 의해 제어되는, 기계적으로 정류되는 전기 모터를 제어하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법의 가구에서의 사용.
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