KR20160071498A - Controller for driving a switched reluctance motor having low noise and the method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for controlling driving of a switched reluctance (SR) motor, capable of reducing noise, comprising the steps of: receiving position information of a rotor and a current value from an SR motor and generating a pulse width modulation (PWM) signal regarding each phase using the received information and a target speed to control a speed of the SR motor (a); when the speed of the SR motor is equal to the target speed and one or more phases are driven, detecting a phase that makes the least influence on a load and turning off the detected phase (b); when the speed of the SR motor is not equal to the target speed, searching for a phase in an OFF state, and turning on the searched phase (c); and providing the generated PWM signal to a switching circuit having the phase in the ON state and providing a PWM signal having a level of 0 to a switching circuit having a phase in an OFF state, and the speed of the SR motor is controlled by repeatedly performing steps (a) to (d).

Description

저소음을 위한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 제어 장치 및 구동 제어 방법{Controller for driving a switched reluctance motor having low noise and the method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a drive control apparatus and a drive control method of a switched reluctance motor for low noise,

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor ; 이하, 'SR Motor'이라 한다)의 구동 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 SRM에서의 소음을 감소시킬 수 있는 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control method of a Switched Reluctance Motor (SR), and more particularly, to a drive control method and a drive control apparatus capable of reducing noise in an SRM .

SR 모터는 가변 릴럭턴스(Reluctance) 토오크로 구동되는 전동기로서 전자기적 구조가 매우 간단하다. The SR motor is an electric motor driven by a variable reluctance torque. The electromagnetic structure is very simple.

도 1은 종래의 일반적인 SR 모터를 도시한 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 스위치드 릴럭턴스 모터(10)는 회전축에 설치되는 회전자(Rotor)(100) 및 회전자의 주위에 배치된 고정자(Stator)(110)를 포함하며, 고정자의 돌극에 코일(120)이 권취되어 있다. 상기 고정자의 +A극와 -A극, +B극과 -B극, +C극과 -C극에는 각각 A상 코일, B상 코일, C상 코일이 감겨진 구조로 되어 있다. 상기 코일(120)을 통전시킬 때 자화되는 고정자의 돌극과 상기 회전자간에 작용하는 자기 흡인력에 의하여 토크(Torque)가 발생되며, 이처럼 각 A, B, C상(Phase)의 코일을 순차적으로 통전시켜 줌으로써 회전자를 회전시킨다. 1 is a structural view showing a conventional SR motor. 1, generally, the switched reluctance motor 10 includes a rotor 100 installed on a rotating shaft and a stator 110 disposed around the rotor, A coil 120 is wound around the pole of the stator. The + A pole and the -A pole, the + B pole and the -B pole, and the + C pole and the - pole of the stator have a structure in which an A-phase coil, a B-phase coil and a C-phase coil are wound. Torque is generated by the magnetic attraction force acting between the salient pole of the stator magnetized when the coil 120 is energized and the rotor, and the coils of the phases A, B and C are sequentially energized Thereby rotating the rotor.

그리고 첨부된 도면에서는 6/4(고정자/회전자)극 3상의 구조를 갖는 SR모터가 도시되어 있으나 이러한 SR모터는 다극 다상의 구조로 제작되기도 한다.In the accompanying drawings, an SR motor having a 6/4 (stator / rotor) pole-three phase structure is shown, but such an SR motor may also be manufactured in a multi-pole, multi-phase structure.

SR 모터는 기존의 직류 전동기의 브러쉬를 제거하고, 고정자와 회전자를 모두 돌극형의 구조로 구성하고, 고정자의 돌극에만 코일이 감겨져 있고 회전자에는 어떠한 형태의 코일이나 영구 자석도 존재하지 않기 때문에, 전체적으로 간단하고 견고한 구조로 이루어진다. Since the SR motor removes the brush of the conventional DC motor, and both the stator and the rotor are constructed as a salient pole type, the coil is wound only on the salient pole of the stator, and there is no coil or permanent magnet in the rotor , And a simple and robust structure as a whole.

도 2는 일반적인 SR 모터에 있어서, 한 상을 구동하기 위한 컨버터 회로를 도시한 회로도이다. 도 2를 참조하면, SR 모터에서의 한 상을 구동하기 위한 컨버터 회로는, 직류 전압을 제공하기 위한 평활 콘덴서(C), 상 코일에 전압을 인가하기 위한 스위칭 소자(Q1~Q6), 상기 상의 코일에 전압을 인가 후 상기 스위칭 소자(Q1~Q6)가 '오프'시에 생성되는 역기전압을 환류시키기 위한 다이오드(D1~D6)를 포함하여 구성된다.2 is a circuit diagram showing a converter circuit for driving one phase in a general SR motor. Referring to FIG. 2, the converter circuit for driving one phase in the SR motor includes a smoothing capacitor C for providing a DC voltage, switching elements Q1 to Q6 for applying a voltage to the phase coil, And diodes D1 to D6 for returning a back electromotive voltage generated when the switching elements Q1 to Q6 are turned off after a voltage is applied to the coils.

상기와 같이 SR 모터의 A상에 전원을 인가하기 위하여 스위칭 소자(Q1, Q2)의 게이트단에 동작신호를 주어 스위칭 소자(Q1, Q2)를 동작시키면 고정자의 A상 코일에 전류가 흘러 상기 고정자의 +A극과 -A극이 자화되고, 가까운 위치의 회전자를 자화된 A상 극에서 끌어 당기는 힘을 발생시켜 회전자를 회전시키게 된다.When the switching elements Q1 and Q2 are operated by applying an operation signal to the gate terminals of the switching elements Q1 and Q2 to apply power to the A phase of the SR motor, current flows to the A phase coil of the stator, The + A pole and the -A pole of the rotor are magnetized, and the rotor is rotated by generating a force for pulling the rotor at the near position from the magnetized A phase pole.

상기와 마찬가지로, B상 코일, C상 코일에 인가되는 전류 또한 상기 A상과 동일한 동작에 의해 인가되어 A상-B상-C상의 순으로 고정자가 자화되고, 그 힘으로 회전자가 회전하게 되어 SR 모터는 회전을 계속하게 되는 것이다.The current applied to the B-phase coil and the C-phase coil is also applied by the same operation as the A-phase, and the stator is magnetized in the order of A-phase-B-phase-C, The motor will continue to rotate.

한편, SR 모터에 대한 속도제어는 고정자의 각 상 코일에 입력되는 에너지의 양을 가감함에 의해 수행되는 데, 종래에는 이 에너지의 양을 가감하기 위한 방편의 일환으로 펄스폭변조신호의 듀티(duty) 또는 펄스폭(pulse-width)을 가변시킴에 의해 고정자의 각 상 코일에 흐르는 전류를 제어하는 펄스폭변조신호에 의한 전류제어법이 통용되었다.Meanwhile, the speed control for the SR motor is performed by adding or subtracting the amount of energy input to each phase coil of the stator. Conventionally, as a method for increasing or decreasing the amount of energy, the duty of the pulse width modulation signal ) Or pulse-width modulation to control the current flowing through each phase coil of the stator by varying the pulse-width or the pulse-width.

전술한 SR 모터는 전자기적 구조가 간단하여 제작 비용도 저렴하며, 높은 효율 특성을 가지며, 토오트/관성비가 우수하고, 넓은 범위의 가변속 운전 등의 장점을 가지고 있기 때문에, 산업기기, 자동차, 가전기기 등의 응용 분야가 매우 넓어지고 있다. The above-mentioned SR motor has advantages such as simple electromagnetic structure, low manufacturing cost, high efficiency characteristics, excellent torque / inertia ratio, and a wide range of variable speed operation, The application fields of devices and the like are becoming very wide.

하지만, SR 모터는 소음으로 인하여 적용 분야가 다소 제한적으로 응용되고 있는 실정이다. SR 모터에 있어서, 소음의 원인은 일반적으로 전자기적인 원인, 기계적인 원인, 기체역학적인 원인으로 분류되고 있다. 전자기적 원인은 SR 모터의 회전력 발생과정에서 회전자극과 고정자극의 사이에 방사 방향의 전자적인 인력이 작용하여 여자(magnetizing) 전류와 회전자극과 고정자극의 공극길이, 인덕턴스에 의하여 발생한다. However, SR motors are applied in a limited application field due to noise. In SR motors, the cause of noise is generally classified into electromagnetic causes, mechanical causes, and gas-mechanical causes. The electromagnetic cause is caused by the gap length between the rotating magnet and the stationary magnetic pole, and the inductance due to the electromagnetic attraction between the rotating magnetic pole and the stationary magnetic pole in the process of generating the SR motor.

또한, SR 모터에서 커뮤테이션(Commutation)시 발생하는 토크로 인하여 고정자를 진동시키면서 소음이 발생한다. 그외, 철심에서 자계가 형성되고 회전자와 고정자의 성층된 철심은 자기변형력을 가지게 되고, 그 결과 성층철심을 진동시키게 되어 진동과 소음을 발생시키게 된다. In addition, noise is generated by vibrating the stator due to the torque generated in the commutation in the SR motor. In addition, a magnetic field is formed in the iron core, and the stratified iron core of the rotor and the stator has a self-deforming force. As a result, the stranded iron core is vibrated, and vibration and noise are generated.

한편, SR 모터의 진동과 소음의 주원인은 방사방향으로 작용하는 전자기력에 의한 고정자의 진동에 의한 것임이 밝혀졌으며, 또한 소음은 회전력을 발생시키는 가진 주파수가 전동기의 공진 모드와 일치할 때 증가됨이 확인되었다. On the other hand, it has been found that the main cause of the vibration and noise of the SR motor is due to the vibration of the stator due to the electromagnetic force acting in the radial direction, and that the noise is increased when the exciting frequency generating the rotating force coincides with the resonance mode of the motor .

전술한 SR 모터에서의 소음을 저감시키기 위한 방법이 오랫동안 연구되어 왔으며, 그 중 하나의 방법으로 SR 모터의 권선 방식이나 여자 방식을 조정함으로써 소음 및 진동을 감소시키는 방법이다. 권선 방식에 의한 소음 저감법으로는 전형적인 단절권 방식을 전절권 방식으로 바꿈으로써 상호 작용 토크를 이용하는 연속적인 여자 방식에 의하여 소음을 감소시키는 방법이 제시되기도 하였으나, 전절권선에서 발생하는 효율의 감소가 큰것이 단점으로 지적되었다. A method for reducing the noise in the SR motor has been studied for a long time. One of the methods is a method of reducing noise and vibration by adjusting the winding method or excitation method of the SR motor. As a noise reduction method by a winding method, a method of reducing a noise by a continuous excitation method using an interactive torque is proposed by changing a typical disconnection method to a pre-disconnection method. However, The big point was pointed out.

SR 모터의 여자 방식은 각 상이 독립적으로 전여자되며, 여자가 순차적으로 진행되는 방식이므로 기자력의 변화가 급격하여 연속적으로 여자하는 일반적인 교류 전동기와 달리 소음 및 진동을 크게 유발하게 된다. 기자력의 급격한 변화는 기자력의 인가와 소호시에 일어난다. 소호시의 기자력의 변화는 두 자극이 중첩되어 최대 인덕턴스가 되는 위치에서 행해지므로 자속 변화율은 크게 나타나게 되고, 이것이 철심 및 프레임에 큰 가진력(Vibration force)이 되고 있다. 즉, 방사 방향의 급격한 전자력의 변화가 발생하여 진동과 소음이 발생하게 된다. Since the excitation method of the SR motor is independent of each phase and excitation is sequentially performed, unlike a general alternating-current motor which continuously excites the change of the magnetomotive force, noise and vibration are largely induced. Sudden changes in magnetism occur in the application of magnetism and at the time of Soho. Since the change in the magnetomotive force of the lower arm is performed at the position where the two magnetic poles overlap and become the maximum inductance, the magnetic flux change rate becomes large and this causes a large vibration force to the iron core and the frame. That is, sudden change in electromagnetic force in the radial direction occurs, and vibration and noise are generated.

이러한 다양하면서도 많은 연구에도 불구하고 SR 모터에서의 소음은 여전히 해결되어야 할 문제로 논의되고 있는 실정이다.
Despite these and many other studies, noise in SR motors is still being discussed as a problem to be solved.

한국등록특허 제 10-0242011호Korea Patent No. 10-0242011 한국등록특허 제 10-0210083호Korean Patent No. 10-0210083

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, SR 모터의 부하 전류를 모니터링하여 목표 속도가 도달하면, SR 모터의 구동 상들중에서 전류 변화가 가장 작은 상들을 OFF 시켜 최소 개수의 상으로 모터를 구동시킴으로써, 모터의 스위칭 소음을 저감시킬 수 있는 SR모터의 구동 제어 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention to solve the above problems is to monitor the load current of the SR motor and to turn off the phases having the smallest current change among the driving phases of the SR motor when the target speed is reached, Thereby reducing the switching noise of the motor.

본 발명의 다른 목적은 전술한 SR 모터의 구동 제어 방법을 구현한 구동 제어 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a drive control apparatus implementing the drive control method of the SR motor.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은 적어도 둘 이상의 상들로 구성되는 SR 모터를 사전 설정된 목표 속도로 구동시키기 위한 SR 모터의 구동 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 구동 제어 방법은, (a) SR 모터로부터 회전자의 위치 정보와 전류값을 입력받고, SR 모터의 속도를 제어하기 위하여 상기 입력된 정보와 상기 목표 속도를 이용하여 각 상에 대한 펄스폭 변조(PWM) 신호를 생성하는 단계; (b) SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달한 경우, 구동중인 상이 한개 이상이면, 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상을 검출하고, 검출된 상을 OFF 시키는 단계; (c) SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하지 않은 경우, OFF 상태인 상을 검색하고, 검색된 상을 ON 시키는 단계; 및 (d) ON 상태의 상의 스위칭 회로로 상기 생성된 PWM 신호를 제공하고, OFF 상태의 상의 스위칭 회로로 '0' 레벨의 PWM 신호를 제공하는 단계;를 구비하고, 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계를 반복 실행하여 SR 모터의 속도를 제어한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a drive control method for an SR motor for driving a SR motor having at least two phases at a predetermined target speed, a) receiving the position information and the current value of the rotor from the SR motor, and generating a pulse width modulation (PWM) signal for each phase using the input information and the target speed to control the speed of the SR motor step; (b) if the speed of the SR motor reaches the target speed, if the number of the driving phase is more than one, detecting the phase having the smallest influence on the load and turning off the detected phase; (c) if the speed of the SR motor has not reached the target speed, searching for an image in the OFF state and turning on the searched image; And (d) providing the generated PWM signal to a switching circuit of an ON state and providing a PWM signal of a " 0 " level to a switching circuit of an OFF state, d) is repeated to control the speed of the SR motor.

전술한 제1 특징에 따른 SR 모터의 구동 제어 방법에 있어서, 상기 (a) 단계는, SR 모터로부터 회전자의 위치 정보와 전류값을 입력받고, 회전자의 위치 정보를 이용하여 SR 모터의 구동 속도를 검출하고, 상기 구동 속도와 상기 목표 속도의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 목표 전류값을 계산하고, 상기 목표 전류값과 상기 입력된 전류값의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 각 상에 대한 PWM 신호들을 생성하는 것이 바람직하다. In the driving control method for an SR motor according to the first aspect, the step (a) may include receiving the position information and the current value of the rotor from the SR motor and using the position information of the rotor to drive the SR motor And calculates a target current value by proportionally controlling the current to be proportional to the difference between the driving speed and the target speed so as to be proportional to the difference between the target current value and the input current value, To generate PWM signals for each phase.

전술한 제1 특징에 따른 SR 모터의 구동 제어 방법에 있어서, 상기 (b) 단계에서의 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상은 전류의 변화가 가장 작은 상인 것이 바람직하다. In the driving control method of the SR motor according to the first aspect, it is preferable that the phase that minimizes the influence on the load in the step (b) is the phase with the smallest change in the current.

본 발명의 제2 특징은 적어도 둘 이상의 상(phase)들로 구성된 SR 모터의 구동 제어 장치에 관한 것으로서, 상기 구동 제어 장치는, SR 모터의 목표 속도를 입력받는 목표 속도 입력부; SR 모터로부터 회전자의 위치정보 및 전류값을 입력받는 정보 입력부; 상기 정보 입력부를 통해 입력된 회전자의 위치정보를 이용하여 구동 속도를 계산하고, 상기 목표 속도와 상기 구동 속도의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 목표 전류값을 출력하는 제1 비례제어부; 상기 제1 비례제어부의 목표 전류값과 상기 입력된 전류값의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 각 상에 대한 PWM 신호들을 생성하여 출력하는 제2 비례제어부; 상기 구동 속도가 목표 속도에 도달하였는지 여부에 따라 SR 모터의 각 상을ON 또는 OFF 할지 여부를 결정하고, 결정 결과에 따라 각 상으로 PWM 신호를 제공하는 PWM 스위칭 제어부;를 구비하여, SR 모터의 속도를 제어한다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a drive control apparatus for an SR motor including at least two phases, the drive control apparatus comprising: a target speed input unit receiving a target speed of the SR motor; An information input unit for receiving the position information and the current value of the rotor from the SR motor; A first proportional controller for calculating a driving speed using the position information of the rotor inputted through the information input unit and outputting a target current value by proportional control so as to be proportional to the difference between the target speed and the driving speed; A second proportional controller for generating and outputting PWM signals for each phase by performing proportional control so as to be proportional to a difference between a target current value of the first proportional control unit and the input current value; And a PWM switching control unit for determining whether each phase of the SR motor is turned on or off according to whether the driving speed has reached a target speed and providing a PWM signal to each phase according to a determination result, Control the speed.

전술한 제2 특징에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치에 있어서, 상기 PWM 스위칭 제어부는, SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하였는지 여부를 판단하고, SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달한 경우, 구동중인 상이 한개 이상이면, 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상을 검출하고, 검출된 상을 OFF 시키고, SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하지 않은 경우, OFF 상태인 상을 검색하고, 검색된 상을 ON 시키고, ON 상태의 상의 스위칭 회로로 상기 생성된 PWM 신호를 제공하고, OFF 상태의 상의 스위칭 회로로 '0' 레벨의 PWM 신호를 제공하는 것이 바람직하다. In the drive control apparatus for an SR motor according to the second aspect, the PWM switching control section judges whether or not the speed of the SR motor has reached the target speed, and when the speed of the SR motor reaches the target speed, If the speed of the SR motor does not reach the target speed, an image in the OFF state is searched. If the detected image is ON It is preferable to provide the generated PWM signal to the switching circuit of the ON state and to provide the PWM circuit of the '0' level to the switching circuit of the OFF state.

전술한 제2 특징에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치에 있어서, 상기 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상은 전류 변화가 가장 작은 상으로 결정하는 것이 바람직하다. In the drive control apparatus for an SR motor according to the second aspect, it is preferable that the phase that minimizes the influence on the load is determined to be the phase whose current change is the smallest.

본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 방법은 SR 모터에서의 부하 전류의 변동을 감지하고, 전류 변동에 따라 SR 모터의 PWM 듀티(duty)와 구동 상을 ON/OFF 제어하여 저속 및 고속에서 일정한 토크를 유지하고 신속한 응답과 속도와 토크를 더욱 정밀하게 제어할 수 있게 된다. 또한, 부하 변동에 따라 상을 제어함으로써 스위칭 소음을 저감시킬 수 있게 된다. A driving control method for an SR motor according to the present invention detects fluctuations in load current in an SR motor and controls the PWM duty and the driving phase of the SR motor to ON / And more precise control of speed and torque. In addition, switching noise can be reduced by controlling phases according to load variations.

또한, 본 발명에 따른 구동 제어 방법은 항상 일정한 토크를 유지하면서 리플을 감소시킬 수 있으며, SR 모터의 속도 및 토크를 더 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
Also, the drive control method according to the present invention can reduce the ripple while maintaining a constant torque, and can more precisely control the speed and torque of the SR motor.

도 1은 종래의 일반적인 SR 모터를 도시한 구조도이다.
도 2는 일반적인 SR 모터에 있어서, 한 상을 구동하기 위한 컨버터 회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치(30), SR 모터(10) 및 SR 모터의 컨버터 회로부(20)를 전체적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 SR 모터의 한 상에 연결된 컨버터 회로부를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치(30)를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치의 PWM 스위칭 제어부(340)의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다. 1 is a structural view showing a conventional SR motor.
2 is a circuit diagram showing a converter circuit for driving one phase in a general SR motor.
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of a drive control device 30, an SR motor 10 and a converter circuit portion 20 of an SR motor according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a converter circuit portion connected to one phase of an SR motor according to the present invention.
5 is a block diagram schematically showing the drive control device 30 of the SR motor according to the present invention.
6 is a flowchart sequentially showing the operation of the PWM switching controller 340 of the drive control apparatus of the SR motor according to the present invention.

본 발명은 SR 모터의 부하의 전류를 감지하여 SR 모터의 부하 변동에 따라 구동되는 SR 모터의 상의 개수를 조절함으로써, SR 모터의 소음을 감소시킬 수 있게 된다. The noise of the SR motor can be reduced by controlling the number of phases of the SR motor driven according to the load variation of the SR motor by detecting the load current of the SR motor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치 및 구동 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a drive control apparatus and a drive control method for an SR motor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치(30), SR 모터(10) 및 SR 모터의 컨버터 회로부(20)를 전체적으로 도시한 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치는 SR 모터로부터 각 상에 대한 전류값과 회전자의 위치정보가 입력되며, SR 모터로부터 입력된 정보들과 사전 설정된 목표 속도값을 이용하여, 각 상의 스위칭 소자들을 구동하기 위한 PWM(펄스폭 변조)신호들을 생성하여 해당 상의 컨버터 회로부의 스위칭 소자들로 제공한다. 특히, 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치는 SR 모터의 구동 속도가 목표 속도에 도달하였는지 여부에 따라 각 상의 온/오프 여부를 결정하고, ON 상태의 상으로 PWM 신호를 제공하고 OFF 상태의 상으로 '0' level의 PWM 신호를 제공함으로써, SR 모터의 스위칭을 최소화시켜 소음 발생을 저감시키는 것을 특징으로 한다. FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of a drive control device 30, an SR motor 10 and a converter circuit portion 20 of an SR motor according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a drive control apparatus for an SR motor according to a preferred embodiment of the present invention receives a current value and a position information of a rotor from each SR motor, Generates PWM (Pulse Width Modulation) signals for driving switching elements of each phase using the target speed value, and provides them to the switching elements of the converter circuit portion of the corresponding phase. Particularly, the SR motor drive control apparatus according to the present invention determines whether each phase is turned on / off according to whether the driving speed of the SR motor has reached the target speed, provides a PWM signal on the ON state, The PWM signal of the '0' level is provided to the SR motor so that the switching of the SR motor is minimized, thereby reducing noise generation.

한편, 상기 SR 모터는 회전자의 위치를 검출하기 위한 회전자 위치 센서를 구비하고, 회전자 위치 센서는 회전자의 위치각(θ)을 검출하여 제공한다. On the other hand, the SR motor includes a rotor position sensor for detecting the position of the rotor, and the rotor position sensor detects and provides the position angle [theta] of the rotor.

또한, SR 모터의 각 상에 연결된 컨버터 회로부는 전류 검출부를 구비하고, 전류 검출부는 각 상에 흐르는 전류를 감지하여 구동 제어 장치로 제공한다. 도 4는 본 발명에 따른 SR 모터의 한 상에 연결된 컨버터 회로부를 도시한 회로도이다. 상기 전류 검출부는 각 위상별로 구성되며, 양극성의 전류를 검출하여 PWM 제어를 하게 된다. 전류를 검출하는 구간은 인덕턴스가 감소하는 구간에 current loop 제어를 위한 전류 검출을 하게 되며, 인덕턴스가 감소하는 구간은 고정자의 각 상의 인덕턴스의 이상 유무를 확인하기 위한 전류 검출을 위한 용도로도 사용된다. Further, the converter circuit portion connected to each phase of the SR motor includes a current detecting portion, and the current detecting portion senses a current flowing through each phase and provides the detected current to the driving control device. 4 is a circuit diagram showing a converter circuit portion connected to one phase of an SR motor according to the present invention. The current detector is configured for each phase, and PWM control is performed by detecting a bipolar current. The section for detecting the current is used to detect the current for the current loop control in the section where the inductance decreases and the section in which the inductance decreases is also used for detecting the current for checking the inductance of each phase of the stator .

도 4를 참조하면, 컨버터 회로부는 각 스위칭 소자(Q1, Q2)를 구동시키기 위한 게이트 신호들, 즉 PWM_HI 및 PWM_LO 신호가 입력되며, 저항으로 구성된 전류 검출부를 구비한다. Referring to FIG. 4, the converter circuit unit includes a current detection unit that receives gate signals for driving the respective switching elements Q1 and Q2, that is, PWM_HI and PWM_LO signals, and is composed of a resistor.

도 5는 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치(30)를 개략적으로 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치는 마이크로프로세서로 구성될 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치 및 그 구동 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 5 is a block diagram schematically showing the drive control device 30 of the SR motor according to the present invention. The drive control apparatus for an SR motor according to the present invention may be configured as a microprocessor. Hereinafter, an SR motor drive control apparatus and a drive control method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 구동 제어 장치(30)는 SR 모터의 목표 속도를 입력받아 저장하는 목표 속도 입력부(300), 회전자의 위치 정보와 각 상의 전류값을 입력받는 정보 입력부(310), SR 모터의 속도를 제어하는 제1 비례제어부(320), SR 모터의 토크를 제어하여 각 상에 대한 PWM 신호를 생성하는 제2 비례제어부(330), PWM 스위칭 제어부(340)을 구비한다. 3 and 5, the drive control device 30 according to the present invention includes a target speed input unit 300 for receiving and storing a target speed of an SR motor, A second proportional control unit 330 for controlling the torque of the SR motor to generate a PWM signal for each phase, a PWM switching control unit 340 ).

상기 목표 속도 입력부(300)는 사전 설정된 SR 모터의 목표 속도(

Figure pat00001
)를 제공받아 내부 메모리에 저장한다. The target speed input unit 300 receives the target speed (
Figure pat00001
) And stores it in the internal memory.

상기 정보 입력부(310)는 SR 모터로부터 회전자의 위치각(θ) 정보를 입력받고 회전자의 구동 속도로 변환하여 제1 비례제어부로 제공하고, 컨버터 회로부로부터 각 상의 전류값들을 입력받아 디지탈 신호로 변환시킨 후 제2 비례제어부로 제공한다. The information input unit 310 receives the position angle information of the rotor from the SR motor and converts the rotational angle information into a driving speed of the rotor to provide the current value to the first proportional control unit. And provides it to the second proportional controller.

상기 제1 비례제어부(320)는, 회전자의 구동 속도와 상기 목표 속도가 입력되고, 상기 구동 속도와 목표 속도의 차를 구하고, 상기 목표 속도와 구동 속도의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 목표 속도에 대응하는 목표 전류값(

Figure pat00002
)을 생성하여 상기 제2 비례제어부로 제공한다. The first proportional control unit 320 receives the driving speed of the rotor and the target speed, calculates a difference between the driving speed and the target speed, and calculates a proportional control amount so as to be proportional to the difference between the target speed and the driving speed And a target current value (
Figure pat00002
And provides it to the second proportional controller.

상기 제2 비례제어부(330)는, 목표 전류값과 상기 전류값을 입력받고, 목표 전류값과 전류값의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 각 상에 대한 PWM 신호들을 생성하여 PWM 스위칭 제어부로 제공한다. The second proportional control unit 330 receives the target current value and the current value and performs proportional control so as to be proportional to the difference between the target current value and the current value to generate PWM signals for each phase, .

상기 PWM 스위칭 제어부(340)는, 각 상에 대한 PWM 신호가 입력되고, 상기 구동 속도가 목표 속도에 도달하였는지 여부에 따라 SR 모터의 각 상을 ON 또는 OFF 할지 여부를 결정하고, 결정 결과에 따라 각 상의 컨버터 회로부의 스위칭회로로 PWM 신호를 제공하게 된다. The PWM switching controller 340 receives a PWM signal for each phase and determines whether or not each phase of the SR motor is turned on or off according to whether or not the drive speed reaches the target speed. And the PWM signal is provided to the switching circuit of the converter circuit portion of each phase.

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치의 PWM 스위칭 제어부(340)의 동작을 구체적으로 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 장치의 PWM 스위칭 제어부(340)의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다.  Hereinafter, the operation of the PWM switching controller 340 of the drive control apparatus of the SR motor according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6 is a flowchart sequentially showing the operation of the PWM switching controller 340 of the drive control apparatus of the SR motor according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 상기 PWM 스위칭 제어부는, 먼저 제2 비례제어부로부터 각 상에 대한 PWM 신호가 입력되고(단계 600), SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하였는지 여부를 판단하고(단계 610), SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달한 경우, 구동중인 상이 한개 이상이면, 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상을 검출하고, 검출된 상을 OFF 시키고(단계 610, 단계 620, 단계 630), SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하지 않은 경우, OFF 상태인 상을 검색하고, 검색된 상을 ON 시키고(단계 640, 단계 650), ON 상태의 상의 스위칭 회로로 상기 제2 비례제어부로부터 입력된 PWM 신호를 제공하고, OFF 상태의 상의 스위칭 회로로는 '0' 레벨의 PWM 신호를 제공한다(단계 660).6, the PWM switching controller according to the present invention first receives a PWM signal for each phase from a second proportional controller (step 600), and determines whether the speed of the SR motor has reached a target speed (Step 610). When the speed of the SR motor reaches the target speed, if there is more than one driving phase, an image which minimizes the influence on the load is detected and the detected phase is turned off (steps 610, 620, 630). If the speed of the SR motor has not reached the target speed, the phase in the OFF state is retrieved and the retrieved phase is turned on (step 640, step 650) And provides a PWM signal of '0' level to the switching circuit in the OFF state (step 660).

상기 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상은 전류 변화가 가장 작은 상으로 결정하는 것이 바람직하다.
It is preferable that the phase which minimizes the influence on the load is determined to be the phase whose current change is the smallest.

전술할 구성을 갖는 SR 모터의 구동 제어 장치를 이용한 구동 제어 방법을 구체적으로 설명한다. 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 방법은 적어도 둘 이상의 상들로 구성되는 상기 SR 모터를 사전 설정된 목표 속도로 구동시키되 소음을 저감시키는 것을 특징으로 한다. A drive control method using the drive control device of the SR motor having the above-described configuration will be described in detail. The SR motor drive control method according to the present invention is characterized in that the SR motor configured with at least two phases is driven at a predetermined target speed to reduce noise.

상기 SR 모터의 구동 제어 방법은, (a) SR 모터로부터 회전자의 위치 정보와 전류값을 입력받고, SR 모터의 속도를 제어하기 위하여 상기 입력된 정보와 상기 목표 속도를 이용하여 각 상에 대한 펄스폭 변조(PWM) 신호를 생성하는 단계; (b) SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달한 경우, 구동중인 상이 한개 이상이면, 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상을 검출하고, 검출된 상을 OFF 시키는 단계; (c) SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하지 않은 경우, OFF 상태인 상을 검색하고, 검색된 상을 ON 시키는 단계; 및 (d) ON 상태의 상의 스위칭 회로로 상기 생성된 PWM 신호를 제공하고, OFF 상태의 상의 스위칭 회로로 '0' 레벨의 PWM 신호를 제공하는 단계;를 구비한다. 상기 (a) 단계는, SR 모터로부터 회전자의 위치 정보와 전류값을 입력받고, 회전자의 위치 정보를 이용하여 SR 모터의 구동 속도를 검출하고, 상기 구동 속도와 상기 목표 속도의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 목표 속도에 대응하는 목표 전류값을 계산하고, 상기 목표 전류값과 상기 입력된 전류값의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 각 상에 대한 PWM 신호들을 생성한다. 또한, 상기 (b) 단계에서의 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상은 전류의 변화가 가장 작은 상인 것이 바람직하다. (A) receiving the position information and the current value of the rotor from the SR motor and controlling the speed of the SR motor by using the input information and the target speed, Generating a pulse width modulation (PWM) signal; (b) if the speed of the SR motor reaches the target speed, if the number of the driving phase is more than one, detecting the phase having the smallest influence on the load and turning off the detected phase; (c) if the speed of the SR motor has not reached the target speed, searching for an image in the OFF state and turning on the searched image; And (d) providing the generated PWM signal to a switching circuit of an ON state and providing a PWM signal of a '0' level to a switching circuit of an OFF state. In the step (a), the position information and the current value of the rotor are inputted from the SR motor, the driving speed of the SR motor is detected using the position information of the rotor, and the ratio is proportional to the difference between the driving speed and the target speed And the PWM control signal is proportional-controlled so as to be proportional to the difference between the target current value and the input current value, thereby generating PWM signals for each phase. It is preferable that the phase that minimizes the influence on the load in the step (b) is the phase with the smallest variation of the current.

상기 구동 제어 방법은 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계를 반복 실행하여 SR 모터의 속도를 제어하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 SR 모터의 구동 제어 방법은 모터의 부하 전류를 모니터링하여 목표 속도가 도달되면, 모터의 상들중 부하가 가장 작은 상을 OFF 시킴으로써 모터의 스위칭 소음을 저감시키게 된다.
The driving control method repeats the steps (a) to (d) to control the speed of the SR motor. As described above, the driving control method of the SR motor according to the present invention monitors the load current of the motor and, when the target speed is reached, reduces the switching noise of the motor by turning off the phase of the motor having the smallest load.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

본 발명에 따른 구동 제어 장치 및 제어 방법은 SR 모터를 사용하는 산업 전반에 널리 사용될 수 있다. The drive control device and the control method according to the present invention can be widely used throughout the industry using the SR motor.

30 : SR 모터의 구동 제어 장치
10 : SR 모터
20 : SR 모터의 컨버터 회로부
300 : 목표 속도 입력부
310 : 정보 입력부
320 : 제1 비례제어부
330 : 제2 비례제어부
340 : PWM 스위칭 제어부30: SR motor drive control device
10: SR motor
20: converter circuit part of SR motor
300: target speed input unit
310: Information input unit
320: First proportional control section
330: second proportional control section
340: PWM switching control section

Claims (6)

적어도 둘 이상의 상들로 구성되는 SR 모터를 사전 설정된 목표 속도로 구동시키기 위한 SR 모터의 구동 제어 방법에 있어서,
(a) SR 모터로부터 회전자의 위치 정보와 전류값을 입력받고, SR 모터의 속도를 제어하기 위하여 상기 입력된 정보와 상기 목표 속도를 이용하여 각 상에 대한 펄스폭 변조(PWM) 신호를 생성하는 단계;
(b) SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달한 경우, 구동중인 상이 한개 이상이면, 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상을 검출하고, 검출된 상을 OFF 시키는 단계;
(c) SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하지 않은 경우, OFF 상태인 상을 검색하고, 검색된 상을 ON 시키는 단계; 및
(d) ON 상태의 상의 스위칭 회로로 상기 생성된 PWM 신호를 제공하고, OFF 상태의 상의 스위칭 회로로 '0' 레벨의 PWM 신호를 제공하는 단계;
를 구비하고, 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계를 반복 실행하여 SR 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 SR 모터의 구동 제어 방법. A driving control method of an SR motor for driving an SR motor composed of at least two phases at a predetermined target speed,
(a) receives the position information and the current value of the rotor from the SR motor, and generates a pulse width modulation (PWM) signal for each phase using the input information and the target speed to control the speed of the SR motor ;
(b) if the speed of the SR motor reaches the target speed, if the number of the driving phase is more than one, detecting the phase having the smallest influence on the load and turning off the detected phase;
(c) if the speed of the SR motor has not reached the target speed, searching for an image in the OFF state and turning on the searched image; And
(d) providing the generated PWM signal to a switching circuit of an ON state and providing a PWM signal of a " 0 " level to a switching circuit of an OFF state;
Wherein the speed of the SR motor is controlled by repeating the steps (a) to (d). 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
SR 모터로부터 회전자의 위치 정보와 전류값을 입력받고,
회전자의 위치 정보를 이용하여 SR 모터의 구동 속도를 검출하고,
상기 구동 속도와 상기 목표 속도의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 목표 전류값을 계산하고,
상기 목표 전류값과 상기 입력된 전류값의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 각 상에 대한 PWM 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 SR 모터의 구동 제어 방법. The method of claim 1, wherein the step (a)
Receives the position information and the current value of the rotor from the SR motor,
The driving speed of the SR motor is detected using the position information of the rotor,
Calculates a target current value by proportional control so as to be proportional to a difference between the driving speed and the target speed,
Wherein the PWM signal is proportional to the difference between the target current value and the input current value to generate PWM signals for each phase. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서의 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상은 전류의 변화가 가장 작은 상인 것을 특징으로 하는 SR 모터의 구동 제어 방법. 2. The drive control method for an SR motor according to claim 1, wherein the phase which minimizes the influence on the load in the step (b) is a phase having the smallest change in current. 적어도 둘 이상의 상(phase)들로 구성된 SR 모터의 구동 제어 장치에 있어서,
SR 모터의 목표 속도를 입력받는 목표 속도 입력부;
SR 모터로부터 회전자의 위치정보 및 전류값을 입력받고, 상기 회전자의 위치정보를 이용하여 구동 속도를 계산하여 출력하는 정보 입력부;
구동속도와 목표 속도가 입력되고, 상기 목표 속도와 상기 구동 속도의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 목표 전류값을 출력하는 제1 비례제어부;
목표 전류값과 전류값이 입력되고, 상기 제1 비례제어부의 목표 전류값과 상기 입력된 전류값의 차에 비례한 크기가 되도록 비례제어하여 각 상에 대한 PWM 신호들을 생성하여 출력하는 제2 비례제어부;
상기 구동 속도가 목표 속도에 도달하였는지 여부에 따라 SR 모터의 각 상을ON 또는 OFF 할지 여부를 결정하고, 결정 결과에 따라 각 상으로 PWM 신호를 제공하는 PWM 스위칭 제어부;
를 구비하여, SR 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 SR 모터의 구동 제어 장치. A drive control apparatus for an SR motor comprising at least two phases,
A target speed input unit receiving a target speed of the SR motor;
An information input unit for receiving the position information and the current value of the rotor from the SR motor and calculating and outputting the driving speed using the position information of the rotor;
A first proportional control unit for inputting a driving speed and a target speed and outputting a target current value by proportional control so as to be proportional to a difference between the target speed and the driving speed;
A second proportional control unit that generates a PWM signal for each phase by controlling the proportional control so that the target current value and the current value are proportional to the difference between the target current value of the first proportional control unit and the input current value, A control unit;
A PWM switching control unit for determining whether each phase of the SR motor is turned on or off according to whether the driving speed has reached a target speed and providing a PWM signal to each phase according to a determination result;
Wherein the speed of the SR motor is controlled by controlling the speed of the SR motor. 제4항에 있어서, 상기 PWM 스위칭 제어부는,
SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하였는지 여부를 판단하고,
SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달한 경우, 구동중인 상이 한개 이상이면, 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상을 검출하고, 검출된 상을 OFF 시키고,
SR 모터의 속도가 목표 속도에 도달하지 않은 경우, OFF 상태인 상을 검색하고, 검색된 상을 ON 시키고,
ON 상태의 상의 스위칭 회로로 상기 생성된 PWM 신호를 제공하고, OFF 상태의 상의 스위칭 회로로 '0' 레벨의 PWM 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 SR 모터의 구동 제어 장치. The plasma display apparatus according to claim 4,
It is determined whether the speed of the SR motor has reached the target speed,
When the speed of the SR motor reaches the target speed, if there is more than one driving phase, the phase that has the smallest effect on the load is detected, the detected phase is turned off,
When the speed of the SR motor does not reach the target speed, the image in the OFF state is searched, the searched image is turned on,
And provides the generated PWM signal to the switching circuit of the ON state and provides the PWM signal of the " 0 " level to the switching circuit of the OFF state. 제5항에 있어서, 상기 부하에 영향을 가장 작게 미치는 상은 전류 변화가 가장 작은 상으로 결정하는 것을 특징으로 하는 SR 모터의 구동 제어 장치.

6. The drive control apparatus for an SR motor according to claim 5, wherein an image having the smallest influence on the load is determined as a phase having the smallest current change.

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