KR20150029224A - 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 시스템 시스템 - Google Patents

모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 시스템 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 시스템 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 모터 구동 제어 장치는 모터 장치로부터 발생되는 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부, 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하여 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 보정부 및 상기 플로팅 보정부의 출력을 기초로 상기 역기전력의 제로 크로싱 시점을 확인하고, 확인된 제로 크로싱 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 시스템 시스템 {APPARATUS AND METHOD FOR MOTOR DRIVE CONTROL, AND MOTOR SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 시스템에 관한 것이다.
모터 기술의 발전에 따라, 폭넓은 기술 분야에서 다양한 크기의 모터들이 사용되고 있다.
일반적으로, 모터는 영구자석과, 인가 전류에 따라 극성을 바꾸는 코일을 이용하여 회전자(Rotor)를 회전시켜 구동된다. 최초의 모터의 형태는 회전자에 코일을 구비한 브러시 타입의 모터가 존재하였으나, 모터의 구동에 의하여 브러시가 마모되거나 스파크가 발생하는 등의 문제점이 있다.
이로 인하여, 최근에는 다양한 형태의 브러시리스 모터의 사용이 범용적으로 이루어지고 있다. 브러시리스 모터는 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉 부를 없애고, 그대신 전자적인 정류기구를 이용하여 구동하는 직류 모터이다. 이러한 브러시리스 모터는, 통상적으로, 복수의 상에 대응되는 코일을 구비하여 각 코일의 상 전압에 의하여 자기력을 발생하는 고정자와, 영구자석으로 이루어져 상기 고정자의 자기력에 의하여 회전하는 회전자를 포함할 수 있다.
이러한 브러시리스 모터의 구동을 제어하기 위하여, 상 전압을 교차적으로 제공하기 위하여 회전자의 위치를 확인하는 것이 요구된다. 종래에는 이러한 회전자의 위치를 확인하기 위하여, 역기전력을 이용하여 회전자의 위치를 추정하였다.
그러나, 모터의 초기 기동의 경우나, 또는 역기전력을 검출하는 플로팅 영역에 대한 오류가 발생하는 경우, 역기전력으로부터 제로 크로싱 시점을 검출할 수 없어 정확한 모터의 구동이 어려운 문제점이 있었다.
하기의 선행기술문헌들은 이러한 모터 기술에 관한 것이나, 상술한 문제점을 해결하지 못하는 한계성을 가지고 있다.
한국 공개특허공보 제1997-0055430호 한국 공개특허공보 제2011-024401호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 역기전력의 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 검출되지 않는 경우 검출된 역기전력을 이용하여 현재의 플로팅 영역을 올바르게 재 설정함으로써, 모터 장치의 구동을 정확하게 수행할 수 있는 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 모터 구동 제어 장치를 제안한다. 상기 모터 구동 제어 장치는, 모터 장치로부터 발생되는 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부, 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하여 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 보정부 및 상기 플로팅 보정부의 출력을 기초로 상기 역기전력의 제로 크로싱 시점을 확인하고, 확인된 제로 크로싱 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 플로팅 보정부는, 상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로스 포인트가 검출되지 않으면, 상기 현재의 플로팅 영역의 역기전력의 기울기를 추정하여 상기 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플로팅 보정부는, 상기 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정하는 플로팅 영역 결정기, 상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인하는 제로 크로싱 검출기 및 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 기울기 추정기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플로팅 보정부는, 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 제로 크로싱 포인트가 검출되지 않으면 추정된 상기 역기전력의 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트가 검출되는 제1 지점을 추정하고, 추정된 상기 제1 지점을 포함하도록 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 영역 보정기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기울기 추정기는 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 최대값 및 최소값을 확인하고, 상기 최대값 및 최소값을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기울기 추정기는 상기 현재의 플로팅 영역의 시작 시점의 제1 역기전력과, 상기 현재의 플로팅 영역의 종료 시점의 제2 역기전력을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 모터 시스템을 제안한다. 상기 모터 시스템은, 구동 신호에 따라 회전 동작을 수행하는 모터 장치 및 상기 모터 장치의 역기전력의 플로팅 영역을 보정하여 상기 역기전력의 제로 크로싱 시점을 확인하고, 확인된 제로 크로싱 시점을 이용하여 상기 구동 신호를 출력하는 모터 구동 제어 장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 모터 구동 제어 장치는, 상기 모터 장치로부터 발생되는 상기 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부, 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하여 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 보정부 및 상기 플로팅 보정부의 출력을 기초로 상기 역기전력의 제로 크로싱 시점을 확인하고, 확인된 제로 크로싱 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플로팅 보정부는 상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로스 포인트가 검출되지 않으면, 상기 현재의 플로팅 영역의 역기전력의 기울기를 추정하여 상기 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플로팅 보정부는, 상기 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정하는 플로팅 영역 결정기, 상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인하는 제로 크로싱 검출기 및 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 기울기 추정기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플로팅 보정부는, 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 제로 크로싱 포인트가 검출되지 않으면 추정된 상기 역기전력의 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트가 검출되는 제1 지점을 추정하고, 추정된 상기 제1 지점을 포함하도록 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 영역 보정기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기울기 추정기는 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 최대값 및 최소값을 확인하고, 상기 최대값 및 최소값을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기울기 추정기는 상기 현재의 플로팅 영역의 시작 시점의 제1 역기전력과, 상기 현재의 플로팅 영역의 종료 시점의 제2 역기전력을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
본 발명의 제3 기술적인 측면은 모터 구동 제어 방법을 제안한다. 상기 모터 구동 제어 방법은 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에서 수행된다. 상기 모터 구동 제어 방법은, 상기 모터 장치에 소정의 시동 신호를 인가하고, 상기 모터 장치로부터 역기전력을 검출하는 단계, 상기 검출된 역기전력의 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하는지 판단하는 단계 및 상기 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 상기 역기전력의 기울기를 추정하여 플로팅 영역을 보정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하는지 판단하는 단계는, 상기 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정하는 단계 및 상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플로팅 영역을 보정하는 단계는, 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계 및 상기 추정된 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트를 추정하고, 추정된 제로 크로싱 포인트를 포함하도록 상기 플로팅 영역을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계는, 상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 최대값 및 최소값을 확인하는 단계 및 상기 최대값 및 최소값을 포함하는 1차 함수를 이용하여, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계는, 상기 플로팅 영역의 시작 시점의 제1 역기전력과, 상기 플로팅 영역의 종료 시점의 제2 역기전력을 확인하는 단계 및 상기 제1 역기전력 및 상기 제2 역기전력을 포함하는 1차 함수를 이용하여, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 역기전력의 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 검출되지 않는 경우, 검출된 역기전력을 이용하여 현재의 플로팅 영역을 올바르게 재 설정함으로써, 모터 장치의 구동을 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 플로팅 보정이 이루어지기 전의 플로팅 영역을 도시하는 참고도이다.
도 3은 도 1의 플로팅 보정부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4 및 도 5는 플로팅 보정의 일 실시예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 6 및 도 7은 플로팅 보정의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명에 따른 모터 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 이하에서는, 모터 기기는 모터 장치(200)로 칭하고, 모터 장치(200)를 구동하기 위한 모터 구동 제어 장치(100)와 모터 장치(200)를 포함하여 모터 시스템이라 칭하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
모터 구동 제어 장치(100)는 소정의 신호, 예컨대 구동 신호를 모터 장치(200)에 제공하여 모터 장치(200)의 회전 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 모터 장치(200)의 역기전력의 플로팅 영역을 보정하여 역기전력의 영교차 시점을 확인하고, 확인된 영교차 시점을 이용하여 구동 신호를 출력할 수 있다.
모터 장치(200)는 구동 신호에 따라 회전 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인버터부(130)로부터 제공되는 구동 전류(구동 신호)에 의하여, 모터 장치(200)의 각 코일은 자기장을 발생시킬 수 있다. 이러한 코일들에서 발생하는 자기장에 의해 모터 장치(200)에 구비된 회전자가 회전할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 모터 구동 제어 장치(100)는, 전원 공급부(110), 구동 신호 생성부(120), 인버터부(130), 역기전력 검출부(140), 플로팅 보정부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 모터 구동 제어 장치(100)의 각 구성요소에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(110)는 상용전원의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 공급할 수 있다. 도시된 예에서, 표기된 점선은 전원 공급부(110)에서 공급되는 소정의 전원을 예시하는 것이다.
구동 신호 생성부(120)는 인버터부(130)가 구동 신호를 생성하도록 제어할 수 있다.
인버터부(130)는 모터 장치(200)에 구동 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 인버터부(130)는 구동 신호 생성부(120)로부터 제공된 소정의 신호에 따라 직류 전압을 복수 상(예컨대 3상) 전압으로 변환할 수 있다. 인버터부(130)는 복수의 상에 각각 대응되는 모터 장치(200)의 복수의 코일들에, 복수의 상 전압을 각각 인가함으로써, 모터 장치(200)의 회전자가 동작하도록 할 수 있다.
역기전력 검출부(140)는 모터 장치(200)에서 발생되는 역기전력을 검출할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 모터 장치(200)가 회전할 경우, 회전자의 회전에 의하여 고정자에 구비된 코일에 역기전력이 발생한다. 즉, 복수의 코일 중에서 상 전압이 인가되지 않은 코일에 역기전력이 발생하게 되고, 역기전력 검출부(140)는 이와 같이 모터 장치(200)의 각 코일에서 발생하는 역기전력을 검출할 수 있다.
여기에서, 역기전력이 검출되는 상은 현재 구동 신호가 인가되지 않는 상이 된다. 예를 들어, a상, b상 및 c상을 구비한 3상 모터에서, a상에 + 신호가, c상에 - 신호가 인가된다고 가정할 때, b 상에서 역기전력이 검출될 수 있다. 이는, a상 및 b 상의 자기장에 의하여 회전자가 회전함에 따라, 어느 신호도 인가되지 않은 b 상에 소정의 기전력(역기전력)이 발생하게 되기 때문이다.
이러한 역기전력을 검출하기 위하여, 플로팅(floating) 영역이 설정되게 된다. 플로팅 영역은 소정의 시간 단위로서 결정될 수 있다.
플로팅 보정부(150)는 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하는지 확인할 수 있다. 플로팅 보정부(150)는 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하여 플로팅 영역을 보정할 수 있다.
이러한 플로팅 보정부(150)에 대해서는 도 2 내지 도 7을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
제어부(160)는 모터 장치(200)의 상 전환 시점을 확인하고, 확인된 상 전환 시점을 이용하여 구동 신호를 생성하도록 구동 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(160)는 플로팅 보정부(150)의 출력을 기초로 역기전력의 영교차 시점을 확인하고, 확인된 영교차 시점을 이용하여 모터 장치(200)의 구동을 제어할 수 있다. 예컨대, 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점에 상 전환이 이루어지도록 제어할 수 있다.
도 2는 플로팅 보정이 이루어지기 전의 플로팅 영역을 도시하는 참고도이고, 도 3은 도 1의 플로팅 보정부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
먼저 도 2에 도시된 그래프는 역기전력을 의미한다. 도시된 예에서, 현재의 플로팅 포인트는 a 영역과 b 영역이 예시되어 있다.
도시된 예에서, 현재의 플로팅 포인트 a 영역과 b 영역은, 제로 크로스 포인트 ZCP1 및 ZCP2와 벗어나 있음을 알 수 있다.
이러한 상태는, 정지된 모터를 최초로 구동(이하, 정지된 모터의 최초의 구동을 ?천?이라 함)하는 경우 주로 발생할 수 있다. 또는 상 전환 시점의 오류에 의하여도 도시된 바와 같이 어긋난 플로팅 포인트가 설정될 수 있다.
이와 같이 플로팅 포인트가 어긋난 경우, 제로 크로스 포인트가 제대로 검출되지 않아, 상 전환이 요구됨에도 정상 상태로 오인식 되어 상 전환이 이루어지지 않는 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 플로팅 보정부(150)를 이용하여 이러한 플로팅 포인트의 오차를 보정할 수 있다.
도 3을 참조하여 플로팅 보정부(150)에 대하여 더 상세히 설명하면, 플로팅 보정부(150)는 플로팅 영역 결정기(151), 제로 크로싱 검출기(152) 및 기울기 추정기(153)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 플로팅 보정부(150)는 플로팅 영역 보정기(154)를 더 포함할 수 있다.
플로팅 영역 결정기(151)는 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 플로팅 영역 결정기(151)는 구동 신호를 확인하여 현재의 플로팅 영역에 해당하는 소정의 시간 간격을 결정할 수 있다.
제로 크로싱 검출기(152)는 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인할 수 있다.
기울기 추정기(153)는 현재의 플로팅 영역에서 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
플로팅 영역 보정기(154)는 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되지 않으면, 추정된 상기 역기전력의 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트가 검출되는 제1 지점을 추정할 수 있다. 플로팅 영역 보정기(154)는 추정된 제1 지점을 포함하도록 플로팅 영역을 보정할 수 있다.
이러한 기울기 추정과 플로팅 영역 보정에 대해서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
도 4 및 도 5는 플로팅 보정의 일 실시예를 설명하기 위한 참고도로서, 도 4는 플로팅 보정이 수행되기 전을 도시하고 있고 도 5는 플로팅 보정이 수행된 이후를 도시하고 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 플로팅 영역 결정기(151)는 현재의 플로팅 영역 a를 확인하여 출력한다. 현재의 플로팅 영역 a는 제로 크로싱 포인트 ZCP를 포함하고 있지 않으며, 따라서, 제로 크로싱 검출기(152)는 현재의 플로팅 영역 a에 제로 크로싱 포인트가 검출되지 않음을 기울기 추정기(153)에 알려줄 수 있다.
기울기 추정기(153)는 역기전력과 현재의 플로팅 영역 a 및 제로 크로싱 포인트가 현재 플로팅 영역 a에 존재하는지를 입력받을 수 있다. 기울기 추정기(153)는 현재 플로팅 영역 a에 제로 크로싱 포인트가 존재하지 않는다는 신호를 입력받으면, 역기전력과 현재의 플로팅 영역 a을 이용하여 기울기를 추정할 수 있다.
기울기 추정기(153)는 플로팅 영역 a의 시작 시점의 제1 역기전력(P1)과, 플로팅 영역 a의 종료 시점의 제2 역기전력(P2)을 이용하여 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
플로팅 영역 보정기(154)는 기울기 추정기(153)로부터 추정된 역기전력의 기울기를 기초로, 현재의 플로팅 영역 a를 플로팅 영역 A로 보정할 수 있다.
일 실시예에서, 플로팅 영역 보정기(154)는 추정된 역기전력의 기울기를 이용하여 추정 제로 크로스 포인트 (추정 ZCP)를 계산하고, 추정 제로 크로스 포인트 (추정 ZCP)를 포함하도록 플로팅 영역 A를 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 플로팅 영역 보정기(154)는 보정된 플로팅 영역 A의 중심에 추정 제로 크로스 포인트 (추정 ZCP)가 존재하도록 플로팅 영역 A를 설정할 수 있다.
즉, 도 4 및 도 5에 도시된 예에서는, 상술한 바와 같이, 플로팅 영역 a의 시작 시점의 제1 역기전력(P1)과 플로팅 영역 a의 종료 시점의 제2 역기전력(P2)을 포함하는 1차 함수를 확인하고, 이를 역기전력의 기울기로 추정하고 있다.
이와 같이 추정된 역기전력의 기울기로부터 추정 제로 크로스 포인트 (추정 ZCP)가 계산될 수 있으며, 이는 실제의 제로 크로스 포인트(ZCP)와는 약간의 오차가 있을 수 있다.
그러나, 이러한 오차는 보정된 플로팅 영역 A의 범위에 비하여 충분히 작은 값이 되므로, 이러한 오차가 존재함에도 보정된 플로팅 영역 A 내에 실제의 제로 크로스 포인트(ZCP)가 존재하게 된다.
따라서, 현재의 플로팅 영역 a를 플로팅 영역 A으로 보정함으로서, 제로 크로스 포인트가 플로팅 영역 A 안에 높은 확률로 존재하게 되며, 이로 인하여 모터 제어의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 6 및 도 7은 플로팅 보정의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 참고도이다. 도 6 및 도 7은 현재의 플로팅 영역에서 역기전력의 최대값 및 최소값을 이용하여 역기전력의 기울기를 추정하는 실시예를 도시하고 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 바와 마찬가지로, 플로팅 영역 결정기(151)는 현재의 플로팅 영역 a를 확인하여 출력한다. 현재의 플로팅 영역 a는 제로 크로싱 포인트 ZCP를 포함하고 있지 않으며, 따라서, 제로 크로싱 검출기(152)는 현재의 플로팅 영역 a에 제로 크로싱 포인트가 검출되지 않음을 기울기 추정기(153)에 알려줄 수 있다.
기울기 추정기(153)는 현재 플로팅 영역 a에 제로 크로싱 포인트가 존재하지 않는다는 신호를 입력받으면, 역기전력과 현재의 플로팅 영역 a을 이용하여 기울기를 추정할 수 있다.
구체적으로, 기울기 추정기(153)는 현재의 플로팅 영역 a에서 역기전력의 최대값(P1) 및 최소값(P2)을 확인하고, 이들을 이용하여 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
일 실시예에서, 기울기 추정기(153)는 현재의 플로팅 영역 a에서 역기전력의 최대값(P1) 및 최소값(P2)을 포함하는 1차 함수에 대응되도록 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 플로팅 영역 보정기(154)는 추정된 기울기를 기초로, 추정 제로 크로스 포인트(추정 ZCP)를 산출하고, 이를 포함하도록 현재의 플로팅 영역 a를 플로팅 영역 A로 보정할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 모터 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는, 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예는 도 1 내지 도 7를 참조하여 상술한 모터 구동 제어 장치(100)에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 모터 구동 제어 장치(100)는 모터 장치(200)에 소정의 시동 신호를 인가하고, 모터 장치(200)로부터 역기전력을 검출할 수 있다(S810).
모터 구동 제어 장치(100)는 검출된 역기전력의 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하는지 판단할 수 있다(S820).
만일 제로 크로싱이 발생하지 않으면(S840, 아니오), 모터 구동 제어 장치(100)는 역기전력의 기울기를 추정하여 플로팅 영역을 보정할 수 있다(S840).
단계 820에 대한 일 실시예에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정한 후, 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인할 수 있다.
단계 840에 대한 일 실시예에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 현재의 플로팅 영역에서 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다. 이후, 모터 구동 제어 장치(100)는 추정된 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트를 추정하고, 추정된 제로 크로싱 포인트를 포함하도록 플로팅 영역을 보정할 수 있다.
역기전력의 기울기를 추정하는 일 실시예에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 현재의 플로팅 영역에서 역기전력의 최대값 및 최소값을 확인할 수 있다. 이후, 모터 구동 제어 장치(100)는 최대값 및 최소값을 포함하는 1차 함수를 이용하여, 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
역기전력의 기울기를 추정하는 다른 일 실시예에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 플로팅 영역의 시작 시점의 제1 역기전력과, 플로팅 영역의 종료 시점의 제2 역기전력을 확인할 수 있다. 이후, 모터 구동 제어 장치(100)는 제1 역기전력 및 제2 역기전력을 포함하는 1차 함수를 이용하여, 역기전력의 기울기를 추정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100 : 모터 구동 제어 장치
110 : 전원 공급부
120 : 구동 신호 생성부
130 : 인버터부
140 : 역기전력 검출부
150 : 플로팅 보정부
151 : 플로팅 영역 결정기
152 : 제로 크로싱 검출기
153 : 기울기 추정기
154 : 플로팅 영역 보정기
160 : 제어부
200 : 모터 장치

Claims (18)

  1. 모터 장치로부터 발생되는 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부;
    현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하여 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 보정부; 및
    상기 플로팅 보정부의 출력을 기초로 상기 역기전력의 제로 크로싱 시점을 확인하고, 확인된 제로 크로싱 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플로팅 보정부는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로스 포인트가 검출되지 않으면, 상기 현재의 플로팅 영역의 역기전력의 기울기를 추정하여 상기 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하는 모터 구동 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플로팅 보정부는
    상기 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정하는 플로팅 영역 결정기;
    상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인하는 제로 크로싱 검출기; 및
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 기울기 추정기; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 플로팅 보정부는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 제로 크로싱 포인트가 검출되지 않으면 추정된 상기 역기전력의 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트가 검출되는 제1 지점을 추정하고, 추정된 상기 제1 지점을 포함하도록 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 영역 보정기; 를 더 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 기울기 추정기는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 최대값 및 최소값을 확인하고, 상기 최대값 및 최소값을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 모터 구동 제어 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 기울기 추정기는
    상기 현재의 플로팅 영역의 시작 시점의 제1 역기전력과, 상기 현재의 플로팅 영역의 종료 시점의 제2 역기전력을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 모터 구동 제어 장치.
  7. 구동 신호에 따라 회전 동작을 수행하는 모터 장치; 및
    상기 모터 장치의 역기전력의 플로팅 영역을 보정하여 상기 역기전력의 제로 크로싱 시점을 확인하고, 확인된 제로 크로싱 시점을 이용하여 상기 구동 신호를 출력하는 모터 구동 제어 장치; 를 포함하는 모터 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 모터 구동 제어 장치는
    상기 모터 장치로부터 발생되는 상기 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부;
    현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하여 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 보정부; 및
    상기 플로팅 보정부의 출력을 기초로 상기 역기전력의 제로 크로싱 시점을 확인하고, 확인된 제로 크로싱 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하는 모터 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 플로팅 보정부는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로스 포인트가 검출되지 않으면, 상기 현재의 플로팅 영역의 역기전력의 기울기를 추정하여 상기 제로 크로싱이 발생하는 시각을 예측하는 모터 시스템.

  10. 제8항에 있어서, 상기 플로팅 보정부는
    상기 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정하는 플로팅 영역 결정기;
    상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인하는 제로 크로싱 검출기; 및
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 기울기 추정기; 를 포함하는 모터 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 플로팅 보정부는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 제로 크로싱 포인트가 검출되지 않으면 추정된 상기 역기전력의 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트가 검출되는 제1 지점을 추정하고, 추정된 상기 제1 지점을 포함하도록 플로팅 영역을 보정하는 플로팅 영역 보정기; 를 더 포함하는 모터 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 기울기 추정기는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 최대값 및 최소값을 확인하고, 상기 최대값 및 최소값을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 모터 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 기울기 추정기는
    상기 현재의 플로팅 영역의 시작 시점의 제1 역기전력과, 상기 현재의 플로팅 영역의 종료 시점의 제2 역기전력을 이용하여 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 모터 시스템.
  14. 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에서 수행되는 모터 구동 제어 방법에 있어서,
    상기 모터 장치에 소정의 시동 신호를 인가하고, 상기 모터 장치로부터 역기전력을 검출하는 단계;
    상기 검출된 역기전력의 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하는지 판단하는 단계; 및
    상기 제로 크로싱이 발생하지 않으면, 상기 역기전력의 기울기를 추정하여 플로팅 영역을 보정하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서, 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱이 발생하는지 판단하는 단계는
    상기 역기전력의 현재의 플로팅 영역을 결정하는 단계; 및
    상기 현재의 플로팅 영역에서 제로 크로싱 포인트가 검출되는지 확인하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 플로팅 영역을 보정하는 단계는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 기울기를 이용하여 제로 크로싱 포인트를 추정하고, 추정된 제로 크로싱 포인트를 포함하도록 상기 플로팅 영역을 보정하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계는
    상기 현재의 플로팅 영역에서 상기 역기전력의 최대값 및 최소값을 확인하는 단계; 및
    상기 최대값 및 최소값을 포함하는 1차 함수를 이용하여, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계;를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계는
    상기 플로팅 영역의 시작 시점의 제1 역기전력과, 상기 플로팅 영역의 종료 시점의 제2 역기전력을 확인하는 단계; 및
    상기 제1 역기전력 및 상기 제2 역기전력을 포함하는 1차 함수를 이용하여, 상기 역기전력의 기울기를 추정하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
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