KR20110119767A - 브러시리스 모터 작동 방법 - Google Patents
브러시리스 모터 작동 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110119767A KR20110119767A KR1020117019964A KR20117019964A KR20110119767A KR 20110119767 A KR20110119767 A KR 20110119767A KR 1020117019964 A KR1020117019964 A KR 1020117019964A KR 20117019964 A KR20117019964 A KR 20117019964A KR 20110119767 A KR20110119767 A KR 20110119767A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- switches
- switch
- defective
- winding
- pwm
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/40—Testing power supplies
- G01R31/42—AC power supplies
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
- H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
본 발명은 여섯 개의 스위치의 도움으로 인버터에 의해 구동되는 권선을 포함하며, 결함적인 스위치를 확인하기 위하여 확인 유닛이 제공되고, 인버터의 출력부의 전압 측정용 유닛이 제공되며, 상기 스위치를 제어하기 위해 마이크로 제어부가 제공되는 브러시리스 전기 모터의 작동 방법에 관한 것이다. 특히 안전 관련 용례에서, 예를 들어, 전기 모터를 계속 비상 모드로 작동시키거나 즉시 스위치 오프시키기 위하여, 결함적인 스위치의 특성을 매우 신속하게 결정하는 일이 중요하다. 따라서, 본 발명에 의하면, 결함의 추적이 가능하며, 스위치(13, 16)의 결함(F1, F2, F3)의 특성이 결함적인 스위치(11, 12, 14, 15)와 연관되어 있지 않는 권선(V, W)을 구동시키도록 서로 다른 전압(PWM1, PWM2)을 사용하여 결정되는 반면, 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)의 전압 측정이 수행된다.
Description
본 발명은 브러시리스 전기 모터의 권선 (winding) 이 여섯 개의 스위치의 도움으로 인버터에 의해 구동되고, 결함적인 스위치의 확인을 위해 제공된 확인 유닛과, 인버터 출력부에서의 전압 측정을 위해 제공된 유닛, 그리고 상기 스위치를 제어하기 위해 제공된 마이크로 제어부가 제공되어 있는 브러시리스 전기 모터를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 브러시리스 모터를 구동시키기 위한 인버터는 여섯 개의 스위치를 구비한다. 각각의 스위치는, 결함 발생 후, 원칙적으로 두 가지 상이한 특성, 다시 말해, 개방된 스위치 위치에 차단된 스위치-오프(switch off) 또는 폐쇄된 스위치 위치에 차단된 스위치-온(switch on) 을 나타낼 수 있다. 당 업계에서 스위치-온 결함적인 스위치는 또한, 단락인 것으로 간주한다. 특히, 안전 관련 용례에 있어서는, 전기 모터를 계속 비상(emergency) 모드로 작동시키거나 즉시 이를 스위치 오프 시키기 위하여, 어떤 유형의 결함이 존재하는지를 매우 신속하게 결정하는 일이 중요하다.
종종, 개개의 모터 위상에서의 전류 또는 총 전류를 측정할 수 있는 전류 센서가 사용되고 있다. 전류 센서는 스위치-온 결함적인 스위치와 스위치-오프 결함적인 스위치를 구별할 수 있으며 이에 따라 결함의 유형을 결정할 수 있지만, 이러한 전류 센서는 비용이 높다는 문제가 있다. 대안으로서, 스위치 결함이 발생하면 전기 모터를 항상 스위치 오프 시킬 수 있다. 이 경우, 비상 모드 작동은 불가능하다.
제 DE 11 2004 002 642 T5 호에는 3상 전기 시스템용의 개연성(plausibility) 점검 방법이 개시되어 있다. 결함을 신뢰성 있게 확인하기 위해, 상 전류(phase current)가 측정된다. 상 전류를 서로 혼동하지 않도록, 전류 벡터가 또한 관찰된다. 따라서, 개시된 방법은 전술한 방법을 수행하기 위하여 비교적 값비싼 전류 센서를 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전류 센서를 사용하지 않고 신속하면서도 저렴한 비용으로 결함의 유형이 결정될 수 있도록 하는 것이다.
전술한 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 달성된다. 이 경우, 결함적인 스위치의 영향을 받는 권선의 추적이 이루어지며, 이와 같이 결함적인 스위치와 연관되어 있지 않은 나머지 권선을 구동시키도록 인가되는 상이한 전압을 사용하여 스위치에 발생한 결함의 특성이 결정되고, 상기 결함적인 스위치와 연관되어 있는 권선에서 전압 측정이 수행된다. 결함의 유형에 따라 스위치는 개방된 스위치 위치 또는 폐쇄된 스위치 위치에 차단되어 있다.
여러 유리한 개선 사항들이 종속항으로부터 이해될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 개선 사항으로서, 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)이 전압 측정을 위한 유닛(B)에 연결된다. 본 발명에 따른 방법은,
- 확인 유닛을 사용하여 결함적인 스위치를 확인하는 단계;
- 모든 스위치를 개방하는 단계;
- 상기 결함적인 스위치와 연관되어 있지 않은 권선을 상이한 전압을 이용하여 구동시키는 단계; 그리고
- 상기 결함적인 스위치와 연관되어 있는 권선에 인가되는 전압을 측정 및 평가하는 단계를 포함할 수도 있다.
이 경우, 상기 결함적인 스위치와 연관되어 있지 않은 일 권선에는 통류율(duty ratio)이 1/3=33%인 펄스 폭 변조 전압이 인가되며, 마찬가지로, 상기 결함적인 스위치와 연관되어 있지 않은 다른 하나의 권선에는 통류율이 2/3=66%인 펄스 폭 변조 전압이 인가될 수도 있다.
상기 결함적인 스위치와 연관되어 있는 권선의 펄스 폭 변조 전압의 측정 결과가 33% 내지 66% 범위의 통류율을 나타내는 경우, 상기 스위치는 개방된 스위치 위치에 해당하는 결함적인 것으로 확인된다.
또한, 결함적인 스위치와 연관되어 있는 권선의 펄스 폭 변조 전압의 측정 결과가 100%의 통류율을 나타내는 경우, 상기 스위치는 양의 값의 공급 전압과 관련되는 폐쇄된 스위치 위치에 해당하는 결함적인 것으로 확인된다.
또 다른 유형의 결함의 경우, 결함적인 스위치와 연관되어 있는 권선의 펄스 폭 변조 전압의 측정 결과가 0%의 통류율을 나타내는 경우, 상기 스위치는 음의 값의 공급 전압이 관련되는 폐쇄된 스위치 위치에 해당하는 결함적인 것으로 확인된다.
본 발명에 따른 방법의 특히 유리한 일 개선 사항으로서, 다른 두 개의 권선이 구동되며, 전술한 방법 단계가, 결함이 추적될 때까지 또는 복수 개의 스위치가 결함적인 다중 오류가 확인될 때까지 반복된다. 따라서, 상기 방법 단계는 결함이 추적될 때까지 또는 다중 오류가 확인될 때까지, 서로 다른 권선이 구동되는 방식으로 반복된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 유리한 개선 사항으로서, 결함적인 스위치가 스위치-온 상태에 차단되어 있는 상황에서 상기 결함적인 스위치가 계획적인 열적 과부하에 의해 개방된다. 대안으로서, 결함적인 스위치가 폐쇄된 스위치 위치에 차단되어 있는 경우, 퓨즈가 끊어질 수도 있다. 전기 모터는 이후 비상 모드로 작동될 수 있다. 원칙적으로, 결함적인 스위치가 스위치-오프 상태에 있는 경우 전기 모터는 비상 모드로 작동될 수 있다.
본 발명이 첨부 도면과 함께 바람직한 일 실시예를 참조하여 이하에 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있는 브러시리스 전기 모터의 권선 및 인버터를 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 결함적인 스위치가 스위치 오프되는, 제 1 결함 유형(F1)이 발생한 경우의 도 1의 권선을 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 양의 값의 공급 전압과 관련되어 결함적으로 스위치 온 되는 제 2 결함 유형(F2)이 발생한 경우를 도시한, 도 2와 유사한 도면;
도 4는 음의 값의 공급 전압과 관련되어 결함적으로 스위치 온 되는 제 3 결함 유형(F3)이 발생한 경우를 도시한, 도 2와 유사한 도면;
도 5는 본 발명에 따른 방법의 순서도.
도 2는 결함적인 스위치가 스위치 오프되는, 제 1 결함 유형(F1)이 발생한 경우의 도 1의 권선을 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 양의 값의 공급 전압과 관련되어 결함적으로 스위치 온 되는 제 2 결함 유형(F2)이 발생한 경우를 도시한, 도 2와 유사한 도면;
도 4는 음의 값의 공급 전압과 관련되어 결함적으로 스위치 온 되는 제 3 결함 유형(F3)이 발생한 경우를 도시한, 도 2와 유사한 도면;
도 5는 본 발명에 따른 방법의 순서도.
도 1에는 권선(U, V, W)이 인버터(2)에 의해 구동되는 브러시리스 전기 모터(1)가 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 구동을 위해, 인버터(2)는 여섯 개의 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 구비하며, 도 1에서, 상부 스위치(11, 12, 13)는 양의 값의 공급 전압과 연관되어 있으며, 하부 스위치(14, 15, 16)는 음의 값의 공급 전압과 연관되어 있다. 일 예로서, 스위치(11, 14)는 권선(V)에 적당한 공급 전압을 공급한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 양의 값의 공급 전압과 연관된 스위치(11, 12, 13)와 음의 값의 공급 전압과 연관된 스위치(14, 15, 16)의 사이에 태핑(tapping) 지점(17, 18, 19)이 마련되어 있으며, 이들 태핑 지점(17, 18, 19)에서 권선(U, V, W)을 가로질러 공급되는 전압이 전압 측정을 위한 유닛(B)으로 공급된다. 상기 전압 측정 유닛(B)으로부터 얻은 측정 결과가 마이크로 제어부(C)로 공급되며, 마이크로 제어부는 한편으로는, 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 제어하며 다른 한편으로는, 전압 측정 유닛(B)에 의해 생성된 정보를 평가하는 역할을 한다. 또한, 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 확인을 위해 확인 유닛(A)이 제공된다. 마찬가지로, 상기 확인 유닛(A)에 의해 생성된 정보는 평가를 위해 마이크로 제어부(C)로 공급된다.
일 실시예에 있어서, 실제로, 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)는 정밀 트랜지스터 또는 MOSFET(모스 전계 효과 트랜지스터)를 구성하는 반도체 스위치에 의해 형성된다. 확인 유닛(A)은, 실제로, 브리지 구동부(bridge driver)의 형태로 형성되며, 트랜지스터 형태로 형성되는 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)에 전압을 인가하는 한편 트랜지스터의 스위치 위치가 변경되었는지 여부를 점검하는 역할을 한다. 태핑 지점(17, 18, 19)의 전압 측정을 위한 유닛(B)은, 실제로, 전압 분할기(voltage divider)의 형태로 형성되며, 펄스 폭 변조 전압의 통류율(duty ratio)을 결정한다. 이 경우, 통류율은 펄스 기간 대 주기 기간의 비에 해당한다.
원칙적으로, 각각의 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)는 두 개의 서로 다른 유형의 결함을 나타낼 수도 있으며, 다시 말해, 결함 발생 후, 원칙적으로 이하에 설명되고 있는 바와 같은 두 가지 상태 중 하나의 상태, 즉, 개방된 스위치 위치에 차단된 결함적인 스위치-오프 또는 폐쇄된 스위치 위치에 차단된 결함적인 스위치-온을 나타낸다. 당 업계에서 스위치-온 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)는 또한, 단락인 것으로 간주한다.
특히 안전 관련 용례에서는, 전기 모터(1)를 계속 비상 모드로 작동시키거나 즉시 스위치 오프 시키기 위하여, 결함을 매우 신속하게 추적하는 한편 어떤 유형의 결함이 존재하는지를 결정하는 일이 중요하다. 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 "결함적인 스위치-온" 상태에 있는 상황에서, 전기 모터(1)를 비상 모드로 작동시키기 위하여, 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 계획적인 열적 과부하에 의해 개방될 수 있다. 대안으로서, 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 스위치-온 상태에 차단된 경우, 퓨즈(fuse)가 끊어질 수도 있다. 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 "결함적인 스위치-온"을 제외한 다른 결함 상태에 있는 경우에만 비상 작동이 가능할 수도 있으며, 또는 스위치-온 상태에 차단된 스위치에 의해 단락 말소가 이루어질 수도 있다.
도 2에는 스위치(13)의 결함(F1)이 도시되어 있으며 : 스위치(13)는 결함적으로 스위치 오프되어 있으며, 다시 말해, 개방된 스위치 위치에 차단되어 있다. 이러한 결함적인 스위치(13)는 전기 모터(1)의 권선(U)과 연관되어 있다. 결함(F1)을 추적하는 한편 해당 결함의 유형, 즉, 결함적인 스위치-온 인지 또는 결함적인 스위치-오프 인지를 결정하기 위하여, 이하에 설명되는 바와 같은 과정이 수행된다. 우선, 확인 유닛(A)에 의해 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 확인이 이루어진다. 그러나, 확인 유닛(A)은 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16) 중 어느 스위치가 결함적인지를 확인할 수 없으며, 따라서, 도 5를 참조하여 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같은 방법이 반복적으로 수행된다.
이후, 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 구동이 중단된다. 모든 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 개방되며, 따라서, "스위치-오프" 상태로 변경된다. 이를 위해, 마이크로 제어부(C)는 확인 유닛(A)으로부터 얻은 정보를 평가하여 "스위치-오프" 상태에 필요한 구동 신호를 생성한다. 마이크로 제어부(C)는 결함적인 스위치(13)와 연관되어 있지 않은 두 개의 권선(V, W)에 관한 스위치(11, 12, 14, 15)를 구동시킨다. 이 경우, 권선(V, W)은 각각 통류율이 상이한 펄스 폭 변조 전압에 의해 구동된다. 도 2를 참조하여 설명되고 있는 바와 같이, 권선(V)은 PWM1=1/3=33%의 통류율로 구동되는 반면, 권선(W)은 PWM2=2/3=66%의 통류율로 구동된다.
확인 유닛(A)이 결함을 확인하였는지 여부를 결정하도록 소정 시간이 주어진다. 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 구동 권선(V, W) 중 하나와 연관되어 있는 경우, 확인 유닛(A)은 다시 한번 결함을 확인하게 되며 이에 따라 해당 권선의 구동을 종료하게 된다. 이러한 상황에서, 결함이 없는 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)와 연관되어 있는 총 세 개의 권선(U, V, W) 중 두 개의 권선을 찾기 위하여 두 개의 서로 다른 권선(U, V, W)이 구동되는 방식으로 전술한 방법이 다시 시작된다.
전압 측정을 위한 유닛(B)에 의해 현재 비구동 상태인 권선(U)을 통해 인가되는 펄스 폭 변조 전압의 통류율이 측정되며, 마이크로 제어부(C)에 의해 상기 측정 결과의 평가가 이루어진다. 권선(U)을 통과하는 전압의 결정된 값이 PWM1=33% 내지 PWM2=66%의 범위에 있는 경우, 이것은 결함적인 스위치(13)가 결함적으로 스위치 오프 되어 있으며 비구동 상태의 권선(U)과 연관되어 있음을 나타낸다.
도 3에는 다른 유형의 결함이 개략적으로 도시되어 있으며 : 결함(F2)의 경우, 스위치(13)(선택적으로 스위치(11) 또는 스위치(12))가 양의 공급 전압과 관련하여 결함적인 온 상태로 전환된다. 따라서, 양의 값의 공급 전압과 연관되는 스위치(13)는 이러한 유형의 결함(F2)의 폐쇄된 스위치 위치에 차단되어 있다. 다시 한번, 모든 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 개방된 후, 결함적인 스위치(13)와 연관되어 있지 않은 두 개의 권선(V, W)이 구동된다. 권선(V)은 PWM1=33%의 통류율을 갖는 펄스 폭 변조 전압으로 다시 한번 구동되는 반면, 권선(W)은 PWM2=66%의 통류율을 갖는 펄스 폭 변조 전압으로 구동된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유닛(B)은 권선(U)을 통과하는 100%의 통류율의 전압을 측정하게 된다. 따라서, 이러한 측정 결과로부터, 양의 값의 공급 전압과 관련된 스위치-온 결함적인 스위치(13)가 비구동 상태의 권선(U)과 연관되어 있음을 확인할 수 있다.
도 4에는 제 3 결함 유형(F3)이 개략적으로 도시되어 있다. 제 3 결함 유형(F3)은 음의 값의 공급 전압과 관련되는 스위치-온 결함적인 스위치(16)(선택적으로, 스위치(14) 또는 스위치(15))에 해당한다. 다시 말해, 스위치(16)는 폐쇄된 스위치 위치에 차단되어 있으며 음의 값의 공급 전압과 관련된다. 다시 한번, 결함적인 스위치(16)와 연관이 없는 두 개의 권선(V, W)에 서로 다른 전압이 인가되며, 보다 구체적으로 설명하자면, PWM1=33%의 통류율을 갖는 펄스 폭 변조 전압이 권선(V)에 인가되며 PWM2=66%의 통류율을 갖는 펄스 폭 변조 전압이 권선(W)에 인가된다. 권선(U)의 경우, 도 1의 탭(tap)(19)에서 측정한 전압 측정 결과는 PWMmeas=0%를 나타낸다. 다시 말해, PWMmeas=0%의 측정 결과로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 음의 값의 공급 전압과 관련되는 스위치-온 결함적인 스위치(16)는 비구동 상태의 권선(U)과 연관되어 있다.
전술한 바와 같이, 초기에는 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)와 연관되어 있는 권선(U, V, W)을 알 수 없으며 결과적으로 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)와 연관되어 있지 않은 두 개의 권선(U, V, W)을 직접 구동시키는 일이 불가능하기 때문에, 전술한 방법은 반복 수행된다. 따라서, 초기에는, 세 개의 권선(U, V, W) 중 두 개의 권선이 구동되며, 확인 유닛이 다시 한번 결함을 확인하면 상기 방법이 종료되고, 상기 방법이 재시작되는 경우 세 개의 권선(U, V, W) 중 다른 두 개의 권선이 구동된다. 이러한 반복 과정은 도 5의 순서도를 참조하여 이하에 보다 상세히 설명되어 있다. 초기에, 오류 발생 횟수 계수기(Z)는 제로 값에 설정되어 있다. 오류 발생 횟수 계수기(Z)의 값은 확인 유닛(A)이 결함을 확인할 때마다 "1"의 양만큼 증가한다. 도 5의 순서도는 확인 유닛(A)이 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16) 중 하나의 결함을 확인하는 것을 전제로 하고 있다. 방법 단계(21)에서 오류 발생 횟수 계수기는 1의 값만큼 증가되어 있다(Z=Z+1).
방법 단계(22)에서, 모든 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 개방되며, 따라서, 개방된 스위치 위치에 유지되어 있다. 이후, 방법 단계(23)에서 점검 과정이 수행되며, 오류 발생 횟수 계수기(Z)의 값에 기초하여 판별이 이루어진다. 본 실시예에서, 오류 발생 횟수 계수기의 값은 Z=1이며, 권선(V)에는 통류율이 PWM1=33%인 펄스 폭 변조 전압이 인가되고 권선(W)에는 통류율이 PWM2=66%인 펄스 폭 변조 전압이 인가된다(방법 단계(24)). 이후 권선(U)을 통과하는 전압이 측정된다. 방법 단계(25)에서는 확인 유닛(A)가 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 확인하였는지 여부가 점검된다. 이는, 구동 권선(V, W) 중 하나와 연관되어 있는 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 나타낼 수 있다. 확인 유닛(A)이 결함을 확인하면 방법이 종료되며, 오류 발생 횟수 계수기의 값이 방법 단계(21)에 1을 더한 값만큼 증가한다. 확인 유닛(A)이 결함을 확인하지 못한 경우, 이것은 결함적인 스위치(13, 16)가 비구동 상태의 권선(U)과 연관되어 있음을 의미한다. 방법 단계(26)에서, 권선(U)을 통과하는 전압(PWMmeas)이 측정되며 도 2 내지 도 4에 설명된 각각의 경우에 대한 판별이 이루어진다 : 다시 말해, 권선(U)을 통과하는 전압의 통류율이 PWMmeas=0%이면, 음의 값의 공급 전압과 관련되는 스위치-온 결함적인 스위치(16)가 권선(U)과 연관되어 있는 것으로 확인할 수 있다. 상기 결함은 도 4를 참조하여 전술한 바와 같은 결함(F3)에 해당한다. 반대로, 측정 결과가 PWMmeas=100%이면, 방법 단계(28)에서 양의 값의 공급 전압과 관련되는 스위치-온 결함적인 스위치(13)가 권선(U)과 연관되어 있는 것으로 확인할 수 있다. 상기 결함은 경우는 도 3을 참조하여 전술한 바와 같은 결함(F2)에 해당한다. 양 경우에, 결함적인 스위치(13, 16)는 계획적인 열적 과부하의 영향으로 개방될 수 있으며, 또는 도시하지는 않았지만 퓨즈가 끊어질 수도 있다. 이후, 전기 모터는 방법 단계(30)에 제공된 바와 같은 비상 모드로 작동된다.
전술한 바와 대조적으로, 측정 결과가 33% < PWMmeas < 66%이면, 다시 말해, 33% 내지 66%의 범위의 측정 결과가 결정되면, 이것은 스위치-오프 결함적인 스위치(13, 16)가 권선(U)과 연관되어 있음을 의미한다. 상기 결함은 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 결함(F1)에 해당한다. 전술한 바와 같이, 이 경우 전기 모터(1)는 비상 모드로 작동될 수 있다.
확인 유닛(A)이 방법 단계(25)에서 결함을 확인하였다면, 이러한 결함은 구동된 권선(V, W)과 연관되어 있는 스위치(11, 12, 14, 15)의 결함이 분명하다. 따라서, 방법 단계(21)에서 오류 발생 횟수 계수기(Z)의 값이 1만큼 증가되며, 방법 단계(22)에서 모든 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 개방된다. 방법 단계(31)까지의 오류 발생 횟수 계수기의 점검 값은 Z=2이다. 상기 방법 단계(31)에서, PWM1=33%의 통류율을 갖는 펄스 폭 변조 전압이 권선(U)에 인가되며, PWM2=66%의 통류율을 갖는 펄스 폭 변조 전압이 권선(W)에 인가된다. 이후, 권선(V)을 통과하는 전압이 측정된다. 방법 단계(32)에서는 확인 유닛(A)이 결함을 확인하였는지 여부가 점검된다. 결함을 확인하지 못하였다면, 방법 단계(33)에서 권선(V)을 통과하는 전압이 측정되고, 측정 결과가 PWMmeas=0%이면, 결함(F3)이 확인되며, 다시 말해, 음의 값의 공급 전압과 관련되는 스위치-온 결함적인 스위치(14)가 권선(V)과 연관되어 있는 것으로 확인할 수 있다(방법 단계(34)). 방법 단계(35)에서의 측정 결과가 PWMmeas=100%이면, 결함(F2)이 확인되며, 다시 말해, 양의 값의 공급 전압과 관련되는 스위치-온 결함적인 스위치(11)가 권선(V)과 연관되어 있는 것으로 확인할 수 있다. 또한, 33% 내지 66%의 범위의 측정 결과(PWMmeas)가 결정되면, 결함(F1)이 확인되며, 다시 말해, 스위치-오프 결함적인 스위치(11, 14)가 권선(V)과 연관되어 있음을 의미한다(방법 단계(36)). 이 경우, 무엇보다도 스위치-온 결함 스위치가 개방된 후에야 전술한 두 가지 상황 하에서, 전기 모터(1)의 비상 작동이 방법 단계(37)에서 시작될 수 있다.
방법 단계(32)에서 또 다른 결함이 확인되었다면, 방법은 방법 단계(21)로 되돌아가며 오류 발생 횟수 계수기(Z)의 값은 "1"만큼 증가한다. 방법이 방법 단계(21)로 되돌아가는 이유는, 확인 유닛(A)이 구동 권선(U, W)과 연관되어 있는 스위치(12, 13, 15, 16)의 결함을 확인하였기 때문이다. 결과적으로, 오류 발생 횟수 계수기의 값은 이제 Z=3이 되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 방법이 반복 수행된다. 결함적인 스위치(12, 15)가 권선(W)과 연관되어 있으며 또한, 나머지 권선(U, V)이 구동되고 있는 상태에서 권선(W)이 세 개의 권선(U, V, W) 중 전압 측정이 아직 수행되지 않은 마지막 권선이므로, 권선(U)과 권선(V)이 현재 구동 권선이라는 점이 유일한 차이이다.
또한, 확인 유닛(A)이 스위치 결함을 확인하는 경우, 복수 개의 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)에서 결함이 발생하는 다중 오류가 존재하는 경우에 해당할 수도 있다. 이 경우, 방법은 방법 단계(21)로 되돌아가며, 오류 발생 횟수 계수기는 "1"의 값만큼 증가한다. 따라서, 오류 발생 횟수 계수기의 값은 Z=4가 된다. 이러한 오류 발생 횟수 계수기 값(Z)은, 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16) 중 하나가 결함적인 것이 아니라, 복수 개의 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 결함이 있음을 나타낸다. 이러한 다중 오류가 존재하는 경우, 전기 모터(1)는 스위치 오프된다.
전술한 방법의 장점으로서, 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 결함적으로 스위치 온 된 것이 아니라면, 또는 전기 모터(1)가 스위치 오프될 수 있다면, 또는 결함적으로 스위치 온 된 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 비활성화가 계획적인 열적 과부하의 영향으로 또는 퓨즈를 끊는 방식으로 초기화될 수 있다면, 결함(F1, F2, F3)의 추적 및 확인 후, 필요하다면 전기 모터(1)의 비상 작동이 시작될 수 있다. 이러한 비상 작동의 시작은 또한, 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 양의 또는 음의 값의 전압 공급원과 연관되어 있는지 여부에 관한 정보를 필요로 한다. 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 비활성화 이후, 마찬가지로, 전기 모터(1)의 비상 작동이 시작될 수 있다.
전술한 방법은 특히, 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 추적 및 확인을 위해 전류 센서를 필요로 하지 않으며, 따라서 비용을 절감할 수 있다는 점이 차별화되어 있다. 또 다른 장점으로서, 오류 발생 시에 전기 모터(1)의 비상 작동이 가능하며, 이에 따라, 전기 모터(1)의 유용성이 증가하여, 전자기계적 조향과 같은 안전이 중요한 용례에 유리하다. 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 확인이 비교적 신속하게 이루어질 수 있어, 안전이 중요한 용례에서 충분히 빠른 반응 속도를 확보할 수 있다.
Claims (12)
- 브러시리스 전기 모터의 권선 (U, V, W) 이 여섯 개의 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 도움으로 인버터(2)에 의해 구동되고, 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 확인하기 위하여 확인 유닛(A)이 제공되고, 인버터(2)의 출력부(17, 18, 19)에서의 전압 측정을 위한 유닛(B)이 제공되며, 상기 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 제어하기 위해 마이크로 제어부(C)가 제공되는 브러시리스 전기 모터(1)의 작동 방법에 있어서,
결함(F1, F2, F3)에 의해 영향을 받는 권선(U, V, W)의 추적이 이루어지며, 스위치(13, 16)의 결함(F1, F2, F3)의 특성은 결함적인 스위치(11, 12, 14, 15)와 연관되어 있지 않은 권선(V, W)을 구동시키도록 서로 다른 전압(PWM1, PWM2)을 사용하여 결정되는 반면, 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)의 전압 측정이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)은 전압 측정 유닛(B)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 결함(F1, F2, F3)의 특성은 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 개방된 또는 폐쇄된 스위치 위치에서 차단되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 확인 유닛(A)에 의해 결함적인 스위치(13, 16)를 확인하는 단계;
- 모든 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 개방하는 단계;
- 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있지 않은 권선(V, W)을 서로 다른 전압(PWM1, PWM2)으로 구동시키는 단계; 그리고
- 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)에 인가되는 전압을 측정 및 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 4 항에 있어서, 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있지 않은 권선(V)에는 통류율이 1/3=33%인 펄스 폭 변조 전압(PWM1)이 인가되며, 마찬가지로 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있지 않은 나머지 권선(W)에는 통류율이 2/3=66%인 펄스 폭 변조 전압(PWM2)이 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)의 펄스 폭 변조 전압의 측정 결과(PWMmeas)가 33% 내지 66% 범위의 통류율을 나타내는 경우, 상기 스위치(13, 16)는 개방된 스위치 위치의 결함을 나타내는 것으로 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)의 펄스 폭 변조 전압의 측정 결과(PWMmeas)가 100%의 통류율을 나타내는 경우, 상기 스위치(13, 16)는 양의 값의 공급 전압과 관련되는 폐쇄 스위치 위치의 결함을 나타내는 것으로 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 결함적인 스위치(13, 16)와 연관되어 있는 권선(U)의 펄스 폭 변조 전압의 측정 결과(PWMmeas)가 0%의 통류율을 나타내는 경우, 상기 스위치(13, 16)는 음의 값의 공급 전압과 관련되는 폐쇄 스위치 위치의 결함을 나타내는 것으로 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 결함(F1, F2, F3)이 추적될 때까지 또는 복수 개의 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 결함적인 다중 오류가 확인될 때까지, 서로 다른 권선(U, V, W)이 구동되는 방식으로 상기 방법 단계가 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 스위치-온 상태에 차단되어 있는 상황에서 상기 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 계획적인 열적 과부하에 의해 개방되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결함적인 스위치(11, 12, 13, 14, 15, 16)가 폐쇄 스위치 위치에 차단되어 있는 경우, 퓨즈가 끊어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터(1)가 스위치 오프되거나, 비상 모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009000448 | 2009-01-28 | ||
DE102009000448.3 | 2009-01-28 | ||
PCT/EP2010/050354 WO2010086227A1 (de) | 2009-01-28 | 2010-01-13 | Verfahren zum betrieb eines bürstenlosen motors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110119767A true KR20110119767A (ko) | 2011-11-02 |
KR101681037B1 KR101681037B1 (ko) | 2016-11-30 |
Family
ID=41796191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020117019964A KR101681037B1 (ko) | 2009-01-28 | 2010-01-13 | 브러시리스 모터 작동 방법 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8659258B2 (ko) |
EP (1) | EP2391902B1 (ko) |
JP (1) | JP5599821B2 (ko) |
KR (1) | KR101681037B1 (ko) |
CN (1) | CN102301253B (ko) |
DE (1) | DE102010000852A1 (ko) |
WO (1) | WO2010086227A1 (ko) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102934357B (zh) | 2010-03-23 | 2016-10-05 | 大陆汽车有限责任公司 | 用于运行无刷电动机的方法 |
DE102010030856A1 (de) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer als Antriebsaggregat in einem Kraftfahrzeug dienenden mindestens dreiphasigen elektrischen Maschine und Steuergerät für einen Wechselrichter |
DE102011004911A1 (de) | 2011-03-01 | 2012-09-06 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines bürstenlosen Motors |
US8872455B2 (en) * | 2012-05-22 | 2014-10-28 | Deere & Company | Method and controller for an electric motor with fault detection |
JP6068976B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2017-01-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 建設機械用インバータシステム |
US20230073603A1 (en) * | 2020-01-31 | 2023-03-09 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Device and method for operating a drive system |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3297159B2 (ja) * | 1993-09-14 | 2002-07-02 | 東芝キヤリア株式会社 | 直流ブラシレスモータの駆動装置およびその良否識別方法 |
US6163129A (en) * | 1999-03-11 | 2000-12-19 | Eaton Corporation | Method of controlling the starting, stopping and speed of an AC induction motor |
DE10236377A1 (de) | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren zur Fehlererkennung bei einer Antriebseinrichtung |
GB2409905A (en) | 2004-01-12 | 2005-07-13 | Bombardier Transp Gmbh | Plausibility check of an electric three-phase system |
JP2006050707A (ja) | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Hitachi Ltd | 電動機駆動装置 |
JP4333751B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2009-09-16 | 株式会社デンソー | ブラシレスモータの駆動装置 |
EP2184842B1 (en) * | 2007-08-29 | 2019-04-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Ac/dc converter, and compressor driving unit and air conditioner utilizing the same |
US7612576B1 (en) * | 2008-08-19 | 2009-11-03 | Daimler Ag | Method for detecting an inverter hardware failure in an electric power train |
US20110248108A1 (en) * | 2009-10-09 | 2011-10-13 | Carriere Mark C | Blender and food processor device |
-
2010
- 2010-01-13 EP EP10700545A patent/EP2391902B1/de active Active
- 2010-01-13 CN CN201080005691.4A patent/CN102301253B/zh active Active
- 2010-01-13 KR KR1020117019964A patent/KR101681037B1/ko active IP Right Grant
- 2010-01-13 WO PCT/EP2010/050354 patent/WO2010086227A1/de active Application Filing
- 2010-01-13 DE DE102010000852A patent/DE102010000852A1/de not_active Ceased
- 2010-01-13 JP JP2011546749A patent/JP5599821B2/ja active Active
- 2010-01-13 US US13/146,738 patent/US8659258B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5599821B2 (ja) | 2014-10-01 |
US8659258B2 (en) | 2014-02-25 |
CN102301253B (zh) | 2014-08-13 |
EP2391902A1 (de) | 2011-12-07 |
WO2010086227A1 (de) | 2010-08-05 |
CN102301253A (zh) | 2011-12-28 |
JP2012516668A (ja) | 2012-07-19 |
DE102010000852A1 (de) | 2010-07-29 |
KR101681037B1 (ko) | 2016-11-30 |
EP2391902B1 (de) | 2012-08-22 |
US20110285334A1 (en) | 2011-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4884478B2 (ja) | 電気負荷のフェールセーフ切断のための安全スイッチング装置 | |
US8013564B2 (en) | Multi-phase AC motor driving device | |
JP5537837B2 (ja) | モータ制御装置 | |
KR20110119767A (ko) | 브러시리스 모터 작동 방법 | |
US20080151451A1 (en) | Asymmetric fault detection and protection with AC solid state power controllers | |
US10071762B2 (en) | Detection and mitigation of inverter errors in steering system motors | |
KR101949509B1 (ko) | 모터 구동 ic 고장진단 장치 및 방법 | |
CN110231560B (zh) | 电感负载控制设备 | |
JP4248410B2 (ja) | 電流回路を検査するための回路装置および方法 | |
US10476415B2 (en) | Motor drive control device and motor drive control method | |
JP2017063571A (ja) | モータ駆動異常種類判別装置 | |
US7969107B2 (en) | Motor control device | |
KR20040081176A (ko) | 부하의 고장 진단 방법 및 장치, 및 부하의 고장 처리방법 및 장치 | |
AU2015202553B2 (en) | Hermetic compressor driving device | |
JP6738438B2 (ja) | 安全装置を監視する監視装置および安全装置を監視する方法 | |
JP2023009548A (ja) | 電源制御装置および半導体故障検出方法 | |
JP5384722B2 (ja) | 特に自動車で使用するための制御回路を作動する方法 | |
JP2007151300A (ja) | 駆動回路の制御装置及び制御方法 | |
WO2022239622A1 (ja) | 地絡検出装置 | |
KR102159110B1 (ko) | 차량용 모터 구동장치 | |
JP2013074626A (ja) | 駆動回路のための供給電圧スイッチの性能を検査する方法、および装置 | |
JP2020054147A (ja) | 逆接続保護回路 | |
KR20190106181A (ko) | 과전류 발생시 모터 구동 전원을 차단하는 eps 제어 장치 및 방법 | |
JP5998895B2 (ja) | 制御システム | |
KR20230035789A (ko) | 모터 고장 감지 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |