KR20090008944A - Apparatus and method for driving bldc motor - Google Patents

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채진원
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주식회사 대우일렉트로닉스
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Abstract

An apparatus for operating a brushless DC motor and a method thereof are provided to prevent surge current from generating in advance by switching-controlling a motor driving device at high speed in the high speed rotation of a brushless DC motor. A smoothing circuit part(120) flats AC voltage applied from an AC power supply(110) into DC voltage. A motor driver(130) is switched according to a PWM(Pulse Width Modulation) control signal in order to provide DC output of the smoothing circuit part as a motor driving power. The brushless DC motor(140) is driven with the approval of the motor driving power. A position detection sensor(150) detects position of the rotator of the brushless DC motor and outputs the position information of the rotator. A base R PM storage(170) stores the RPM value which is possible to generate the surge current in the high speed rotation of the brushless DC motor as a base RPM value. According to comparison result of the base RPM value with the RPM value of the brushless DC motor calculated based on the position information of the rotator, a PWM controller provides a PWM control signal.

Description

무정류자 직류 모터용 구동 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING BLDC MOTOR}A device and method for a non-commutator DC motor {APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING BLDC MOTOR}

본 발명은 무정류자 직류(BrushLess Direct Current; BLDC) 모터의 구동에 관한 것으로, 무정류자 직류모터를 고속 운전할 때에 서지(Surge) 전류의 발생을 막을 수 있는 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the driving of a brushless direct current (BLDC) motor, and more particularly, to a driving apparatus and a driving method thereof capable of preventing the generation of surge current when a high speed operation of the non-commutator direct current motor is performed.

냉장고 및 에어컨용 압축기 및 세탁기 등과 같이 고효율 가변속 운전을 구현하는 것이 필요한 제품에는 현재 무정류자 직류 모터가 가장 많이 사용되고 있다.In the products that need to implement high efficiency variable speed operation such as compressors and washing machines for refrigerators and air conditioners, non-commutator DC motors are currently used the most.

통상적으로 무정류자 직류 모터는 코일에 전류를 흘려 형성하는 전기자(armature)를 고정자(stator)로 사용하고, 회전자(rotator)는 N극과 S극이 반복되어 형성된 영구자석을 사용한다. 회전자의 표면 전체에 영구자석이 원통형으로 형성되어 있으면 단상 방식으로 구동되며, 회전자의 표면에 영구자석이 120°의 대칭각을 가지고 3개 형성되어 있으면 3상 방식으로 구동된다.In general, a non-commutator DC motor uses an armature, which is formed by flowing current through a coil, as a stator, and a rotor uses a permanent magnet formed by repeating the N pole and the S pole. If permanent magnets are formed in a cylindrical shape on the entire surface of the rotor, they are driven in a single phase manner. If three permanent magnets are formed on the surface of the rotor with a symmetric angle of 120 °, they are driven in a three phase manner.

이러한 무정류자 직류 모터가 연속적으로 회전하기 위해서는 연속적인 회전 자계의 형성이 필요하며, 연속적인 회전자계를 형성하기 위해서는 전기자의 코일에 흐르는 전류의 전환(commutation)을 적절한 시점에 해야 하는데, 적절한 전환을 위해서는 회전자의 위치를 정확히 인식해야 한다. 여기서 전환이란 회전자가 회전할 수 있도록 모터 고정자 코일의 전류 방향을 바꾸어 주는 것이다.In order to continuously rotate such a non-commutator DC motor, it is necessary to form a continuous rotating magnetic field, and to form a continuous rotor field, a commutation of current flowing through the armature coil must be performed at an appropriate time. In order to accurately recognize the position of the rotor. The changeover here is to change the current direction of the motor stator coils so that the rotor can rotate.

무정류자 직류 모터의 원활한 운전을 위해서는 회전자의 위치와 상 전류의 전환시점을 정밀하게 일치시켜야 하며, 이를 위해 회전자의 위치를 검출하기 위한 장치가 요구되는데, 일반적으로는 회전자의 위치 검출을 위해 홀센서(Hall sensor)나 리졸버(Resolver) 소자, 인코더(encoder)와 같은 위치검출센서를 이용한다.For smooth operation of the non-commutator DC motor, it is necessary to precisely match the position of the rotor and the transition point of the phase current, and for this, a device for detecting the position of the rotor is required. For this purpose, a position detection sensor such as a Hall sensor, a resolver element, or an encoder is used.

도 1은 종래 기술에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 장치의 블록 구성도로서, 홀센서를 위치검출센서로 이용하는 예이다.Figure 1 is a block diagram of a drive device for a non-commutator DC motor according to the prior art, an example using a Hall sensor as a position detection sensor.

도 1을 참조하면 종래의 모터 구동 장치는, 모터 구동을 위한 에너지원인 교류 전원(10)과, 교류 전원(10)으로부터 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 평활 하는 평활 회로부(20)와, 펄스폭변조(PWM) 제어신호에 따라 스위칭되어 평활 회로부(20)의 직류 출력을 모터 구동전원으로 제공하는 모터 구동부(30)와, 모터 구동전원의 인가에 의해 회전 구동하는 무정류자 직류 모터(40)와, 무정류자 직류 모터(40)의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 출력하는 홀센서(50)와, 홀센서(50)에 의한 회전자 위치정보를 입력으로 하여 모터 구동부(30)에 인가되는 펄스폭변조 제어신호의 듀티(duty)를 조절하여 무정류자 직류 모터(40)의 회전 속도를 제어하는 펄스폭변조 제어부(60)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional motor driving apparatus includes an AC power source 10 that is an energy source for driving a motor, a smoothing circuit unit 20 that smoothes an AC voltage applied from the AC power source 10 to a DC voltage, and a pulse width. A motor driving unit 30 which is switched in accordance with a modulation (PWM) control signal to provide a DC output of the smoothing circuit unit 20 to the motor driving power source, and a non-commutator DC motor 40 which is rotationally driven by application of the motor driving power source; And the hall sensor 50 for detecting the rotor position of the non-commutator DC motor 40 and outputting the rotor position information, and inputting the rotor position information by the hall sensor 50 to the motor drive unit 30. And a pulse width modulation controller 60 for controlling the rotational speed of the non-commutator DC motor 40 by adjusting the duty of the applied pulse width modulation control signal.

이와 같은 종래 기술의 무정류자 직류 모터용 구동 장치에 의한 모터 구동 과정을 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.Referring to FIGS. 1 and 2, a motor driving process by the driving apparatus for a non-commutator DC motor according to the related art is as follows.

먼저, 평활 회로부(20)는 교류 전원(10)으로부터 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 평활 한다.First, the smoothing circuit unit 20 smoothes the AC voltage applied from the AC power source 10 to a DC voltage.

평활 회로부(20)에 의해 평활된 전압은 모터 구동부(30)로 공급되고, 모터 구동부(30)는 펄스폭변조 제어부(60)로부터 제공되는 펄스폭변조 제어신호(도 2의 PWM 신호파형 참조)에 따라 스위칭되어 평활 회로부(20)의 직류 출력을 모터 구동전원으로 생성하여 무정류자 직류 모터(40)에게 공급한다.The voltage smoothed by the smoothing circuit unit 20 is supplied to the motor driving unit 30, and the motor driving unit 30 provides a pulse width modulation control signal provided from the pulse width modulation control unit 60 (see the PWM signal waveform in FIG. 2). By switching according to the DC output of the smoothing circuit unit 20 to generate a motor drive power supply to the non-commutator DC motor 40.

그러면, 무정류자 직류 모터(40)가 모터 구동부(30)로부터 공급되는 모터 구동전원에 회전 구동하며, 무정류자 직류 모터(40)의 회전 구동력이 무정류자 직류 모터(40)에 연결된 부하에게 제공된다.Then, the non-commutator DC motor 40 is driven to rotate the motor driving power supplied from the motor drive unit 30, the rotational driving force of the non-commutator DC motor 40 is provided to the load connected to the non-commutator DC motor 40. .

여기서, 홀센서(50)는 무정류자 직류 모터(40)의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 펄스폭변조 제어부(60)에게 제공한다.Here, the hall sensor 50 detects the rotor position of the non-commutator DC motor 40 and provides the rotor position information to the pulse width modulation control unit 60.

그러면, 펄스폭변조 제어부(60)는 홀센서(50)에 의한 회전자 위치정보를 입력으로 하여 무정류자 직류 모터(40)의 회전 속도 등을 산출하며, 산출한 회전 속도와 목표 속도와의 비교 결과에 의거하여 펄스폭변조 제어신호의 듀티를 조절한다.Then, the pulse width modulation controller 60 calculates the rotation speed of the non-commutator DC motor 40 by inputting the rotor position information by the Hall sensor 50, and compares the calculated rotation speed with the target speed. Based on the result, the duty of the pulse width modulation control signal is adjusted.

이에 따라, 모터 구동부(30)에 의해 무정류자 직류 모터(40)로 인가되는 모터 구동전원의 전압 레벨이 변화되어 무정류자 직류 모터(40)의 회전 속도가 목표 속도로 또는 목표 속도에 가깝게 변화된다.Accordingly, the voltage level of the motor driving power applied by the motor driver 30 to the non-commutator DC motor 40 is changed so that the rotation speed of the non-commutator DC motor 40 is changed to or close to the target speed. .

한편, 도 2는 종래 기술에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 방식에 의한 신 호 파형도로서, PWM 신호 파형은 펄스폭변조 제어부(60)에서 모터 구동부(30)로 인가되는 펄스폭변조 제어신호이며, IM 신호 파형은 무정류자 직류 모터(40)에 인가되는 전류이다.On the other hand, Figure 2 is a signal waveform diagram according to the drive method for a non-commutator DC motor according to the prior art, the PWM signal waveform is a pulse width modulation control signal applied from the pulse width modulation control unit 60 to the motor driver 30. , I M signal waveform is a current applied to the non-commutator DC motor 40.

전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 방식은 무정류자 직류 모터를 고속 회전시킬 때에 서지 전류가 발생하는 문제점이 있었다. 서지 전류는 속도에 거의 비례하게 증가하는데 저속일 때는 모터 구동 소자가 충분히 견딜 수 있는 정도의 전류가 흐르다가 고속으로 가면서 도 2에 나타낸 IM 신호 파형과 같이 과도한 서지 전류(S)가 발생하며, 이 경우에는 모터 구동 소자에 악영향을 주거나 페일(fail)을 유발하게 된다. 여기서 내압과 전류가 높은 모터 구동 소자를 사용하면 문제가 되지 않겠지만 이렇게 되면 코스트(cost)의 상승을 초래할 뿐만 아니라 상시 동작을 할 때에는 모터를 일정한 속도로 회전시키는데 단가가 높은 부품을 사용하여 제어하게 되면 효율성이 떨어지는 문제점이 있는 것이다.As described above, the driving method for the non-commutator DC motor according to the related art has a problem in that a surge current occurs when the non-commutator DC motor is rotated at high speed. The surge current increases almost in proportion to the speed. At low speeds, the current flows to a degree that the motor driving element can withstand sufficiently, and at high speeds, excessive surge current S occurs as shown in the I M signal waveform shown in FIG. In this case, it may adversely affect or fail the motor drive element. In this case, using a motor driving element with high breakdown voltage and high current will not be a problem, but this will not only increase the cost, but also allow the motor to be rotated at a constant speed during normal operation to control using high cost components. If there is a problem that efficiency falls.

본 발명은 무정류자 직류 모터의 고속 회전 시에 서지 전류의 발생 우려가 있는 속도에서는 모터 구동 소자를 고속으로 스위칭 제어하여 서지 전류의 발생을 사전에 방지한다.The present invention prevents the generation of the surge current by switching the motor drive element at a high speed at a speed at which the surge current may be generated during the high speed rotation of the non-commutator DC motor.

본 발명의 일 관점으로서 무정류자 직류 모터용 구동 장치는, 교류 전원으로부터 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 평활 하는 평활 회로부와, 펄스폭변조 제어신호에 따라 스위칭되어 평활 회로부의 직류 출력을 모터 구동전원으로 제공하는 모터 구동부와, 모터 구동전원의 인가에 의해 회전 구동하는 무정류자 직류 모터와, 무정류자 직류 모터의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 출력하는 위치검출센서와, 무정류자 직류 모터의 고속 회전 시에 서지 전류의 발생 우려가 있는 RPM 값이 기준 RPM 값으로 저장된 기준 RPM 저장부와, 회전자 위치정보를 입력으로 하여 산출한 무정류자 직류 모터의 RPM 값과 기준 RPM 값과의 비교 결과에 따라 펄스폭변조 제어신호를 제공하여 모터 구동부를 평상적인 속도로 스위칭 구동하거나 고속으로 스위칭 구동하는 펄스폭변조 제어부를 포함한다.In one aspect of the present invention, a non-commutator DC motor driving device includes a smoothing circuit section for smoothing an AC voltage applied from an AC power supply to a DC voltage, and a DC output of the smoothing circuit section by switching according to a pulse width modulation control signal. A motor drive unit provided by the controller, a non-commutator DC motor that rotates by applying a motor drive power source, a position detection sensor for detecting rotor position of the non-commutator DC motor, and outputting rotor position information, and a non-commutator DC motor. Comparison between the RPM value and the reference RPM value of the non-commutator DC motor calculated by inputting the rotor position information with the reference RPM storage unit where the RPM value that may generate a surge current at high speed rotation of the reference RPM value According to the result, the pulse width modulation control signal is provided to drive or drive the motor drive at a normal speed. And a pulse width modulation control such that.

본 발명의 다른 관점으로서 무정류자 직류 모터용 구동 방법은, (a) 무정류자 직류 모터의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 생성하는 단계와, (b) 회전자 위치정보에 의거하여 무정류자 직류 모터의 RPM 값을 산출하는 단계와, (c) 무정류자 직류 모터의 RPM 값과 기 설정된 기준 RPM 값을 비교하는 단계와, (d) RPM 값들의 비교 결과에 따라 무정류자 직류 모터를 평상적인 속도로 스위칭 구동하거나 고속으로 스위칭 구동하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for driving a non-commutator DC motor, the method comprising: (a) detecting rotor position of a non-commutator DC motor to generate rotor position information; and (b) no rotor based on rotor position information. Calculating the RPM value of the commutator DC motor, (c) comparing the RPM value of the non-commutator DC motor with a preset reference RPM value, and (d) normalizing the non-commutator DC motor according to the comparison result of the RPM values. Switching driving at regular speed or switching driving at high speed.

본 발명에 의하면 무정류자 직류 모터의 고속 회전 시에 서지 전류의 발생 우려가 있는 속도에서는 모터 구동 소자가 단시간 내에서 온/오프가 반복되도록 고속으로 스위칭 제어함으로써, 서지 전류의 발생을 사전에 방지한다.According to the present invention, at a speed in which surge current may be generated during a high speed rotation of a non-commutator DC motor, the switching control of the motor drive element is performed at high speed so that on / off is repeated within a short time, thereby preventing the generation of surge current in advance. .

따라서, 모터 구동 소자에 악영향을 주거나 페일을 유발하지 않으며, 비교적 단가가 낮은 부품을 사용할 수 있도록 하여 코스트를 절감함과 아울러 제어 효율성을 상승시키는 효과가 있다.Therefore, it does not adversely affect or fail the motor driving element, and it is possible to use a relatively low unit cost, thereby reducing costs and increasing control efficiency.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 장치의 블록 구성도로서, 모터 회전자의 위치 검출을 위한 위치검출센서로서 홀센서를 이용하는 예이다.3 is a block diagram of a drive device for a non-commutator DC motor according to an embodiment of the present invention, in which an Hall sensor is used as a position detection sensor for detecting a position of a motor rotor.

도 3을 참조하면 본 발명의 모터 구동 장치는, 모터 구동을 위한 에너지원인 교류 전원(110)과, 교류 전원(110)으로부터 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 평활 하는 평활 회로부(120)와, 펄스폭변조(PWM) 제어신호에 따라 스위칭되어 평활 회로부(120)의 직류 출력을 모터 구동전원으로 제공하는 모터 구동부(130)와, 모터 구동전원의 인가에 의해 회전 구동하는 무정류자 직류 모터(140)와, 무정류자 직류 모터(140)의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 출력하는 홀센서(150)와, 무정류자 직류 모터(140)의 고속 회전 시에 서지 전류의 발생 우려가 있는 RPM(분당회전수) 값이 기준 RPM 값으로 저장된 기준 RPM 저장부(170)와, 홀센서(150)에 의한 회전자 위치정보를 입력으로 하여 모터 구동부(130)에 인가되는 펄스폭변조 제어신호의 듀티를 조절하여 무정류자 직류 모터(140)의 회전 속도를 제어하되 홀센서(150)에 의한 회전자 위치정보를 입력으로 하여 산출한 무정류자 직류 모터(140)의 RPM 값과 기준 RPM 저장부(170)에 저장된 기준 RPM 값과의 비교 결과에 따라 모터 구동부(130)를 고속 스위칭하기 위해 모터 구동부(130)에 인가하는 펄스폭변조 제어신호를 조절하는 펄스폭변조 제어부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the motor driving apparatus of the present invention includes an AC power source 110 that is an energy source for driving a motor, a smoothing circuit unit 120 that smoothes an AC voltage applied from the AC power source 110 to a DC voltage, and a pulse. A motor driving unit 130 switched according to a width modulation (PWM) control signal to provide a DC output of the smoothing circuit unit 120 to the motor driving power, and a non-commutator DC motor 140 which is rotationally driven by application of the motor driving power. And a Hall sensor 150 which detects the rotor position of the non-commutator DC motor 140 and outputs the rotor position information, and RPM which may generate a surge current during the high speed rotation of the non-commutator DC motor 140. (Rpm) value of the pulse width modulation control signal applied to the motor drive unit 130 by inputting the rotor position information by the reference RPM storage unit 170 and the hall sensor 150 stored as a reference RPM value No rectifier by adjusting the duty While controlling the rotational speed of the flow motor 140, the RPM value of the non-commutator DC motor 140 calculated by inputting the rotor position information by the Hall sensor 150 and the reference RPM stored in the reference RPM storage unit 170 And a pulse width modulation control unit 160 for adjusting the pulse width modulation control signal applied to the motor driving unit 130 in order to switch the motor driving unit 130 at high speed according to the comparison result with the value.

이와 같은 본 발명에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 장치에 의한 모터 구동 과정을 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.Referring to FIGS. 3 and 4, a motor driving process by the driving apparatus for a non-commutator DC motor according to the present invention is as follows.

먼저, 평활 회로부(120)는 교류 전원(110)으로부터 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 평활 한다.First, the smoothing circuit unit 120 smoothes the AC voltage applied from the AC power source 110 to a DC voltage.

평활 회로부(120)에 의해 평활된 전압은 모터 구동부(130)로 공급되고, 모터 구동부(130)는 펄스폭변조 제어부(160)로부터 제공되는 펄스폭변조 제어신호(도 4의 PWM 신호파형 참조)에 따라 스위칭되어 평활 회로부(120)의 직류 출력을 모터 구동전원으로 생성하여 무정류자 직류 모터(140)에게 공급한다.The voltage smoothed by the smoothing circuit unit 120 is supplied to the motor driving unit 130, and the motor driving unit 130 provides a pulse width modulation control signal provided from the pulse width modulation control unit 160 (see the PWM signal waveform in FIG. 4). In accordance with the switching to generate a DC output of the smoothing circuit unit 120 as a motor driving power supply to the non-commutator DC motor 140.

그러면, 무정류자 직류 모터(140)가 모터 구동부(130)로부터 공급되는 모터 구동전원에 회전 구동하며, 무정류자 직류 모터(140)의 회전 구동력이 무정류자 직류 모터(140)에 연결된 부하에게 제공된다.Then, the non-commutator DC motor 140 is rotationally driven to the motor driving power supplied from the motor driver 130, and the rotational driving force of the non-commutator DC motor 140 is provided to the load connected to the non-commutator DC motor 140. .

여기서, 홀센서(150)는 무정류자 직류 모터(140)의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 펄스폭변조 제어부(160)에게 제공한다.Here, the hall sensor 150 detects the rotor position of the non-commutator DC motor 140 and provides the rotor position information to the pulse width modulation controller 160.

그러면, 펄스폭변조 제어부(160)는 홀센서(150)에 의한 회전자 위치정보를 입력으로 하여 무정류자 직류 모터(140)의 회전 속도 등을 산출하며, 산출한 회전 속도와 목표 속도와의 비교 결과에 의거하여 펄스폭변조 제어신호의 듀티를 조절한다.Then, the pulse width modulation control unit 160 calculates the rotation speed of the non-commutator DC motor 140 by inputting the rotor position information by the hall sensor 150, and compares the calculated rotation speed with the target speed. Based on the result, the duty of the pulse width modulation control signal is adjusted.

이에 따라, 모터 구동부(130)에 의해 무정류자 직류 모터(140)로 인가되는 모터 구동전원의 전압 레벨이 변화되어 무정류자 직류 모터(140)의 회전 속도가 목표 속도로 또는 목표 속도에 가깝게 변화된다.Accordingly, the voltage level of the motor driving power applied by the motor driver 130 to the non-commutator DC motor 140 is changed so that the rotation speed of the non-commutator DC motor 140 is changed to or close to the target speed. .

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 방식에 의한 신호 파형도로서, PWM 신호 파형은 펄스폭변조 제어부(160)에서 모터 구동부(130)로 인가되는 펄스폭변조 제어신호이며, IM 신호 파형은 무정류자 직류 모터(140)에 인가되는 전류이다.On the other hand, Figure 4 is a signal waveform diagram according to the drive method for the non-commutator DC motor according to an embodiment of the present invention, the PWM signal waveform is pulse width modulation applied to the motor driver 130 from the pulse width modulation control unit 160 The control signal, and the I M signal waveform is a current applied to the non-commutator DC motor 140.

그런데, 무정류자 직류 모터(140)를 소정의 RPM 이상으로 고속 회전시키다 보면 앞서 설명한 바와 같이 과도한 서지 전류(도 2의 S 참조)가 발생할 우려가 있으며, 이 경우에는 모터 구동 소자에 악영향을 주거나 페일을 유발할 수 있다.However, when the non- commutator DC motor 140 is rotated at a predetermined speed or more, excessive surge current (see S in FIG. 2) may occur as described above. In this case, the motor driving element may be adversely affected or failed. May cause.

이에, 본 발명에서는 무정류자 직류 모터(140)의 고속 회전 시에 서지 전류의 발생 우려가 있는 RPM 값이 기준 RPM 저장부(170)에 기준 RPM 값으로 저장된다. 여기서 기준 RPM 값은 오실로스코프에 의한 전류측정에 의하여 과도한 서지 전류가 발생할 때의 RPM 값을 제어 포인트로 결정하여 기준 RPM 저장부(170)에 저장한다.Thus, in the present invention, the RPM value that may generate a surge current during the high speed rotation of the non-commutator DC motor 140 is stored in the reference RPM storage unit 170 as a reference RPM value. Here, the reference RPM value is determined by the current measurement by the oscilloscope to determine the RPM value when excessive surge current occurs as a control point and stored in the reference RPM storage unit 170.

그러면, PWM 제어부(160)는 홀센서(150)에 의한 회전자 위치정보를 입력으로 하여 산출한 무정류자 직류 모터(140)의 RPM 값과 기준 RPM 저장부(170)에 저장된 기준 RPM 값과의 비교 결과에 따라 과도한 서지 전류가 발생할 우려가 있는 제어 포인트를 추출한다.Then, the PWM controller 160 may compare the RPM value of the non-commutator DC motor 140 calculated by inputting the rotor position information by the hall sensor 150 with the reference RPM value stored in the reference RPM storage unit 170. Based on the results of the comparison, the control points with the potential for excessive surge currents are extracted.

그리고, PWM 제어부(160)는 제어 포인트가 추출되면 모터 구동부(130)를 고속 스위칭하기 위해 모터 구동부(130)에 인가하는 펄스폭변조 제어신호를 조절한다. 즉 도 4의 PWM 신호 파형의 H 구간과 같이 단시간 내에서 하이신호와 로우신호가 교번하는 짧은 주기의 펄스폭변조 제어신호를 모터 구동부(130)로 인가한다.When the control point is extracted, the PWM controller 160 adjusts a pulse width modulation control signal applied to the motor driver 130 to switch the motor driver 130 at high speed. That is, a pulse width modulation control signal of a short period in which the high signal and the low signal are alternately applied to the motor driver 130 within a short time as in the H section of the PWM signal waveform of FIG. 4.

그러면, 모터 구동부(130)가 PWM 신호 파형의 H 구간에서는 짧은 주기로 온/오프를 반복하여 고속 스위칭되며, 무정류자 직류 모터(140)에 인가되는 전류는 도 4의 IM 신호 파형과 같이 과도한 서지 전류가 발생하지 않는다.Then, the motor driver 130 is switched on and off at high speed by a short cycle in the H section of the PWM signal waveform, and the current applied to the non-commutator DC motor 140 is excessive surge as shown in the I M signal waveform of FIG. 4. No current is generated.

이는 펄스폭변조 제어신호의 로우구간이 시간적으로 증가함에 따라 모터 구동부(130)의 오프구간이 시간적으로 증가하여 전류의 비정상적인 상승을 억제하기 때문이다.This is because the off section of the motor driver 130 increases in time as the low section of the pulse width modulation control signal increases in time, thereby suppressing an abnormal increase in current.

실시예에 따르면, PWM 제어부(160)가 홀센서(150)에 의한 회전자 위치정보를 입력으로 하여 산출한 무정류자 직류 모터(140)의 RPM 값과 기준 RPM 저장부(170)에 저장된 기준 RPM 값과의 비교 결과에 따라 모터 구동부(130)에 인가하는 펄스폭변조 제어신호를 조절하는데, 무정류자 직류 모터(140)의 RPM 값이 기준 RPM 저장부(170)에 저장된 기준 RPM 값 보다 작으면 서지 전류의 발생 우려가 없는 것으로 판단하여 도 4에 나타낸 PWM 신호 파형의 H 구간 이전 또는 이후와 같이 하이신호 또는 로우신호가 장시간 동안 유지되는 평상적인 펄스폭변조 제어신호를 모터 구동부(130)에 인가하여 모터 구동부(130)를 평상적인 속도로 스위칭 구동시키나, 무정류자 직류 모터(140)의 RPM 값이 기준 RPM 저장부(170)에 저장된 기준 RPM 값 보다 크면(또는 같으면) 서지 전류의 발생 우려가 있는 것으로 판단하여 도 4에 나타낸 PWM 신호 파형의 H 구간과 같이 단시간 내에서 하이신호와 로우신호가 교번하는 짧은 주기의 펄스폭변조 제어신호를 모터 구동부(130)로 인가하여 모터 구동부(130)를 고속으로 스위칭 구동시키는 것이다.According to an embodiment, the RPM value of the non-commutator DC motor 140 calculated by the PWM controller 160 as the input of the rotor position information by the hall sensor 150 and the reference RPM stored in the reference RPM storage unit 170 The pulse width modulation control signal applied to the motor driver 130 is adjusted according to the comparison result with the value. When the RPM value of the non-commutator DC motor 140 is smaller than the reference RPM value stored in the reference RPM storage unit 170, It is judged that there is no fear of generating a surge current, and a normal pulse width modulation control signal in which a high signal or a low signal is maintained for a long time, such as before or after the H section of the PWM signal waveform shown in FIG. 4, is applied to the motor driver 130. To drive the motor drive unit 130 at a normal speed. However, when the RPM value of the non-commutator DC motor 140 is greater than (or equal to) the reference RPM value stored in the reference RPM storage unit 170, there is a fear of generating a surge current. There 4, a short period pulse width modulation control signal in which a high signal and a low signal are alternately applied to the motor driver 130 within a short time, such as the H section of the PWM signal waveform shown in FIG. To drive the switching.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.It has been described so far limited to one embodiment of the present invention, it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art. Such modified embodiments should be included in the technical spirit described in the claims of the present invention.

도 1은 종래 기술에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 장치의 블록 구성도,1 is a block diagram of a drive device for a non-commutator DC motor according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 방식에 의한 신호 파형도,2 is a signal waveform diagram according to a driving method for a non-commutator DC motor according to the prior art;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 장치의 블록 구성도,Figure 3 is a block diagram of a drive device for a non-commutator DC motor according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정류자 직류 모터용 구동 방식에 의한 신호 파형도.4 is a signal waveform diagram according to a driving method for a non-commutator DC motor according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 교류전원 120 : 평활 회로부110: AC power supply 120: smoothing circuit

130 : 모터 구동부 140 : 무정류자 직류 모터130: motor drive unit 140: non-commutator DC motor

150 : 홀센서 160 : 펄스폭변조 제어부150: Hall sensor 160: pulse width modulation control unit

170 : 기준 RPM 저장부170: reference RPM storage unit

Claims (6)

교류 전원으로부터 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 평활 하는 평활 회로부와,Smoothing circuit part which smoothes AC voltage applied from AC power supply to DC voltage, 펄스폭변조(PWM) 제어신호에 따라 스위칭되어 상기 평활 회로부의 직류 출력을 모터 구동전원으로 제공하는 모터 구동부와,A motor driving unit which switches according to a pulse width modulation (PWM) control signal to provide a DC output of the smoothing circuit unit to a motor driving power source; 상기 모터 구동전원의 인가에 의해 회전 구동하는 무정류자 직류 모터와,A non-commutator DC motor that rotates by application of the motor driving power source, 상기 무정류자 직류 모터의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 출력하는 위치검출센서와,A position detection sensor for detecting a rotor position of the non-commutator DC motor and outputting rotor position information; 상기 무정류자 직류 모터의 고속 회전 시에 서지 전류의 발생 우려가 있는 RPM 값이 기준 RPM 값으로 저장된 기준 RPM 저장부와,A reference RPM storage unit for storing a RPM value at which a surge current may be generated during a high speed rotation of the non-commutator DC motor as a reference RPM value; 상기 회전자 위치정보를 입력으로 하여 산출한 상기 무정류자 직류 모터의 RPM 값과 상기 기준 RPM 값과의 비교 결과에 따라 상기 펄스폭변조 제어신호를 제공하여 상기 모터 구동부를 평상적인 속도로 스위칭 구동하거나 고속으로 스위칭 구동하는 펄스폭변조 제어부According to a comparison result between the RPM value of the non-commutator DC motor calculated by inputting the rotor position information and the reference RPM value, the pulse width modulation control signal is provided to switch and drive the motor drive at a normal speed. Pulse width modulation control unit to drive at high speed 를 포함하는 무정류자 직류 모터용 구동 장치.The drive device for a non-commutator DC motor comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위치검출센서는, 홀센서, 리졸버 소자, 인코더 중에서 어느 하나를 이용하는The position detection sensor uses any one of a Hall sensor, a resolver element, and an encoder. 무정류자 직류 모터용 구동 장치.Drive device for non-commutator DC motor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 펄스폭변조 제어부는, 상기 모터 구동부를 고속으로 스위칭 구동하기 위해 상기 평상적인 속도로 스위칭 구동할 때의 펄스폭변조 제어신호 보다 단시간 내에서 하이신호와 로우신호가 교번하는 주기의 펄스폭변조 제어신호를 상기 모터 구동부로 인가하는The pulse width modulation control unit controls pulse width modulation in a period in which a high signal and a low signal alternate within a shorter time than a pulse width modulation control signal when switching driving at the normal speed to drive the motor driving unit at high speed. To apply a signal to the motor driver. 무정류자 직류 모터용 구동 장치.Drive device for non-commutator DC motor. (a) 무정류자 직류 모터의 회전자 위치를 검출하여 회전자 위치정보를 생성하는 단계와,(a) detecting rotor position of the non-commutator DC motor to generate rotor position information; (b) 상기 회전자 위치정보에 의거하여 상기 무정류자 직류 모터의 RPM 값을 산출하는 단계와,(b) calculating RPM values of the non-commutator DC motor based on the rotor position information; (c) 상기 무정류자 직류 모터의 RPM 값과 기 설정된 기준 RPM 값을 비교하는 단계와,(c) comparing the RPM value of the non-commutator DC motor with a preset reference RPM value; (d) 상기 RPM 값들의 비교 결과에 따라 상기 무정류자 직류 모터를 평상적인 속도로 스위칭 구동하거나 고속으로 스위칭 구동하는 단계(d) switching the non-commutator DC motor at a normal speed or switching driving at a high speed according to a comparison result of the RPM values; 를 포함하는 무정류자 직류 모터용 구동 방법.Driving method for a non-commutator DC motor comprising a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 (a) 단계는, 홀센서, 리졸버 소자, 인코더 중에서 어느 하나가 검출한 회전자 위치값을 이용하여 상기 회전자 위치정보를 생성하는In the step (a), the rotor position information is generated using the rotor position value detected by any one of a Hall sensor, a resolver element, and an encoder. 무정류자 직류 모터용 구동 방법.Driving method for non-commutator DC motor. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 (c) 단계에서, 비교에 이용하는 상기 기준 RPM 값은 상기 무정류자 직류 모터의 고속 회전 시에 서지 전류의 발생 우려가 있는 RPM 값이며,In the step (c), the reference RPM value used for the comparison is an RPM value that may generate a surge current during the high speed rotation of the non-commutator DC motor, 상기 (d) 단계는, 상기 (b) 단계에서 산출한 RPM 값이 상기 기준 RPM 값 보다 크면(또는 같으면) 상기 무정류자 직류 모터를 고속으로 스위칭 구동하는In the step (d), when the RPM value calculated in the step (b) is greater than (or equal to) the reference RPM value, the non-commutator DC motor is switched at high speed. 무정류자 직류 모터용 구동 방법.Driving method for non-commutator DC motor.
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