KR20180118946A

KR20180118946A - Bldc모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20180118946A
Application number: KR1020170052268A
Authority: KR
Inventors: 정진홍; 이영기; 변세범; 김영복
Original assignee: 주식회사 풍산
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2018-11-01
Also published as: KR102004937B1

Abstract

본 발명은 포탄의 발사와 같은 열악한 환경 속에서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정할 수 있도록 한 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛과, 상기 기어유닛의 일측면에 구비되어서 상기 BLDC모터의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 하는 검출유닛 및 상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 검출유닛은, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부가 형성되어 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼를 포함하여서, 상기 윈치의 걸림부는 상기 스토퍼에 걸려서 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법을 제공한다.

Description

BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법{Apparatus for Calculating Angle of Rotor of BLDC Motor and the Method Thereof}

본 발명은 BLDC 모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포탄의 발사와 같은 열악한 환경 속에서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정할 수 있도록 한 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.

브러시리스 직류모터(이하 BLDC모터로 약칭)는 자기센서를 모터에 내장하여 회전자가 만드는 회전자계를 검출하고, 이 전기신호를 고정자의 코일에 전하여 모터의 회전을 제어할 수 있게 한 것으로 서보제어 용도로 많이 연구되어 정밀회전 제어를 요하는 여러 분야에서 널리 이용되고 있는 모터이다.

구체적으로 BLDC모터는 권선이 스테이터에만 감겨 있으며 로터에는 N극과 S극이 반복되어 형성된 강한 영구자석이 설치되어 있다. BLDC모터가 연속적으로 회전하기 위해서는 BLDC모터의 연속적인 회전자계의 형성이 필요하며, 연속적인 회전자계를 형성하기 위해서는 스테이터의 각 상의 코일에 흐르는 전류의 전환을 적절한 시점에 해야 한다. 이와 같이 회전자가 회전할 수 있도록 모터 고정자 코일의 전류 방향을 바뀌어 주는 전류의 전환을 적절히 하기 위해서는 회전자의 위치를 정확히 인식해야 한다.

다시 말하면, 이러한 BLDC 모터의 원활한 운전을 위해서는 상술한 것처럼 회전자의 위치와 상전류의 전환시점을 정밀하게 일치시켜야 하며, 이를 위해 회전자의 위치를 검출하기 위한 장치로서 상대적인 위치검출소자인 홀센서(Hall sensor)나 절대적인 위치검출소자인 리졸버(Resolver) 소자, 엔코더(encoder)와 같은 위치검출센서를 이용한다.

그런데, BLDC모터가 포탄과 같은 비행체에 사용될 때에는 발사환경을 고려해야만 한다. 즉, 이러한 비행체는 발사 직후에 기저면 후방에 막대한 압력을 생성시키므로 비행체 내부에 장착된 부품에 악영향을 준다. 즉, 예를 들어 곡사포탄의 경우에는 발사 직후에 대략 수십여 밀리 초 동안 최대 20000G의 후진관성력 및 진동이 포탄에 인가되어서 포탄 내부에 장착된 전자부품 또는 기계부품 등에 매우 큰 영향을 주게 된다.

BLDC모터에 장착되는 리졸버(Resolver) 소자, 엔코더(encoder)와 같은 위치검출센서는 충격에 취약하므로 위와 같이 포탄 등과 같은 열악한 환경을 갖는 비행체 등의 제품에 사용되기에는 적절하지 않다. 또한, 리졸버(Resolver) 소자 또는 엔코더(encoder)가 설령 충격에 견딜 수 있도록 설계되었다고 하더라도 그러한 리졸버(Resolver) 소자 또는 엔코더(encoder)의 가격은 매우 고가로서 제품의 제조 원가를 상승시키는 문제점이 있다.

다만, 위의 위치검출센서 중에서 홀센서(Hall sensor)의 경우에는 비교적 충격에 강하고 가격의 저렴하므로 포탄 등과 같은 열악한 환경을 갖는 비행체 등의 제품에 사용될 수 있다. 따라서 포탄 등과 같은 열악한 환경을 갖는 비행체 등의 제품에는 홀센서(Hall sensor)만으로 이루어진 BLDC모터를 사용하기도 한다.

그런데, BLDC모터에 사용되는 홀센서(Hall sensor) 또한 포탄과 같은 비행물체에 장착되어 사용될 때 비행물체들의 발사 직후 발생하는 막대한 압력에 의한 영향을 피할 수 없는데, 그러한 압력과 진동의 결과로 BLDC모터에 장착된 홀센서(Hall sensor)가 검출해내는 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되어서 초기 회전자의 위치와 회전방향을 찾기가 어렵게 된다는 문제점이 있다. 이는 BLDC모터에서 홀센서(Hall sensor)는 절대위치가 아닌 전원이 인가된 시점에서의 상대적인 위치만을 알 수 있기 때문에 발생하게 된다.

관련선행기술로는 한국등록특허 제10-1205861호(2012. 11.22 등록)가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 비행물체 등에 장착되어서 각종 부품들의 구동을 제어하기 위해 사용되는 BLDC모터에 있어서 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛에 초기 위치 검출용 스토퍼 핀으로 이루어진 구조물을 구비함으로써 상기 비행물체 발사 시 충격과 진동에 의해 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되더라도 그 변동값을 보상해 주도록 하여 BLDC모터가 장착된 제품의 오작동을 막을 수 있도록 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터와, 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛과, 상기 기어유닛의 일측면에 구비되어서 상기 BLDC모터의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 하는 검출유닛 및 상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 검출유닛은, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부가 형성되어 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼를 포함하여서, 상기 윈치의 걸림부는 상기 스토퍼에 걸려서 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어유닛은, 상기 BLDC모터를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 걸림부가 스토퍼에 걸려 상기 윈치가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터와, 상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛과, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치 및 상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 기어유닛은, 상기 BLDC모터에서 제공되는 동력을 윈치와 연결된 아웃풋기어로 전달하는 다수개의 기어가 결합된 기어장치와, 상기 기어장치가 내장되고 상기 기어장치의 지지기반이 되는 케이스를 포함하고, 상기 아웃풋기어는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단이 구비되고, 상기 윈치가 결합되는 외측 케이스는 상기 아웃풋기어가 위치한 부위에 원형의 개구부를 구비하고 상기 개구부의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단이 구비되어, 상기 아웃풋기어의 돌기수단이 상기 외측 케이스의 핀수단에 걸려서 BLDC모터의 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어유닛은, 상기 BLDC모터를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 돌기수단이 핀수단에 걸려 상기 윈치가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어유닛은, 상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터를 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 BLDC모터는 위치검출센서가 홀센서로만 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출 방법은, 제어유닛이 BLDC모터를 일정 시간동안 일정속도로 회전시키는 초기회전단계와, 상기 제어유닛이 상기 BLDC모터의 회전이 멈추는 위치를 초기위치로 설정하는 초기위치설정단계와, 상기 제어유닛이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 지령신호 입력단계와, 상기 BLDC모터의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계 및 상기 제어유닛은 상기 절대회전각 위치로 BLDC모터를 구동하는 모터구동단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 초기위치설정단계에서, 상기 제어유닛은 상기 BLDC모터가 회전할 때 발생된 부하를 전류량으로 환산한 후 상기 전류량이 일정 기준을 초과하는 부분을 초기위치로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 절대회전각산출단계는, 제어유닛이 BLDC모터의 윈치 회전각도범위(α)를 추출하는 회전각도범위 추출단계와, 제어유닛이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단위각도 산출단계와, 제어유닛이 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 PWM 신호범위 계산단계 및 제어유닛이 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 위치지령신호 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 단위각도 산출단계는 제어유닛이 아래의 식을 이용하여 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.

(N = a×b×c)

이때,

α: 윈치 회전각도범위

a: 기어비

b: 홀센서 개수

c: 모터극수

구체적으로, 상기 위치지령신호 처리단계는, 상기 제어유닛이 아래의 식에 따라 홀센서 카운터 명령(D)을 산출한 후 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 곱하여 절대회전각을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

D = (10x ― 10,000) × β × 10^-5

이때,

x: 위치지령 신호 크기(단위: μsec)

β: 홀센서 카운터 단위각도

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법은 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛에 초기 위치 검출용 스토퍼 핀으로 이루어진 구조물을 구비하고 있기 때문에 비행물체 발사 시 충격과 진동에 의해 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되더라도 그 변동값을 보상해 주도록 하여 BLDC모터가 장착된 제품의 오작동을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 BLDC모터에 사용되는 고충격환경을 만족하는 엔코더나 포텐셔미터는 고가이기 때문에 제품의 제조원가가 상승되는 단점이 있는 데 반하여 본 발명의 일실시예에서는 저렴한 홀센서만으로 이루어진 고충격환경을 만족하는 위치검출센서를 BLDC모터에 구비함으로써 제품의 제조원가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 구동시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 검출유닛을 상세히 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 기어유닛 내부를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기어유닛을 상세히 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 아웃풋기어를 나타낸 사시도 및 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 외측케이스를 나타낸 사시도 및 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 도 9에 도시된 절대회전각 산출단계를 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 구동시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도로서, BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터(100)와, 상기 BLDC모터(100)의 일측에 장착되는 기어유닛(200)과, 상기 기어유닛(200)의 일측면에 구비되어서 상기 BLDC모터(100)의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 하는 검출유닛(300) 및 상기 BLDC모터(100)를 제어하는 제어유닛(400)을 포함하되, 상기 검출유닛(300)은, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부(311)가 형성되어 상기 기어유닛(200)의 일측면에 결합되는 윈치(310)와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치(310)의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼(320)를 포함할 수 있다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는 포탄 등과 같이 열악한 발사환경을 수반하는 제품에 장착되어서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정하기 위한 것으로서, 포탄 등과 같은 비행체 제품이 발사된 직후에 내부에 장착된 BLDC모터(100)가 충격과 진동에 의해 영향을 받아 초기에 설정된 위치에서 벗어나게 되면 BLDC모터(100)에 장착된 윈치(310)는 회전하기 시작하여 상기 윈치(310)의 걸림부(311)가 상기 스토퍼(320)에 걸릴 때 까지 회전한 후 멈추어서 그 위치를 초기위치로 설정함으로써 BLDC모터의 절대회전각을 산출하기 위한 기준위치를 제공할 수 있게 된다.

BLDC모터(100)는 브러시리스 직류모터(Brushless DC motor)의 약어로써 보통의 직류모터에서 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 없애고 대신에 전자적인 정류기구를 설치한 직류모터를 말하는 것으로, 고정자에 3상의 전류를 회전자의 자극과 동기 시켜 회전시키는 구동방법을 사용한다.

BLDC모터(100)를 구동하기 위한 구동시스템은 크게, 전원(10)과, 제어기(410), 인버터(420), 컨버터(430)로 이루어진 제어유닛(400)으로 이루어진다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다.

다만, BLDC모터(100)의 회전자의 위치를 검출해 회전자의 현재 위치에 맞는 전류를 공급하려면, BLDC모터(100)의 위치를 검출할 수 있는 위치검출센서로서 엔코더(Encoder), 혹은 레졸버(Resolver) 등을 사용할 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 회전자의 위치를 파악하기 위한 위치검출센서로서 홀센서만을 사용하였는데, 상기 홀센서는 BLDC모터(100)의 내부에 장착된다(도면 미도시).

기어유닛(200)은 내부에 구비된 일정한 개수의 기어들과 상기 기어들을 내함하는 하우징으로 이루어져 BLDC모터(100)의 회전자와 맞물려 같이 회전할 수 있도록 BLDC모터(100)의 일측에 장착된다. 따라서 기어유닛(200)은 포탄 등과 같은 비행체에 구비된 각종 부품들에 연결되어서 BLDC모터(100)에서 발생하는 회전 동력을 적합한 토크 및 회전속도를 갖는 회전 동력으로 전환해주게 된다.

도 3은 도 2에 도시된 검출유닛을 상세히 나타낸 사시도로서, 검출유닛(300)은, 윈치(310)와 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부(311)가 형성되어 상기 기어유닛(200)의 일측면에 결합되는 윈치(310)와, 기둥의 형상을 하고 상기 윈치(310)의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼(320)를 포함하되, 기어유닛(200)의 하우징 일측면, 즉, BLDC모터(100)가 결합된 반대측에 구비되어서 상기 BLDC모터(100)의 절대적인 초기위치를 추정할 수 있도록 만들어 주는 구조체이다.

윈치(310)는, 기어유닛(200)의 하우징 일측면에 결합되는데, 원통형의 드럼 밑면에 연결된 윈치(310) 회전축은 기어유닛(200) 내부에 있는 BLDC모터(100)와 연결되는 기어와 맞물려서 BLDC모터(100)의 회전자가 회전하면 같이 회전할 수 있도록 한다.

윈치(310)의 걸림부(311)는 원통형의 드럼 옆면 중 일부분에 외부 방향으로 돌출되도록 형성된 구조물로서 돌출된 구조물은 일정 높이를 갖도록 하여 윈치(310)가 회전할 때 걸림부(311)가 형성된 부분과 후술할 스토퍼(320)가 만나면 윈치(310)의 회전이 멈추도록 하는 기능을 한다.

스토퍼(320)는 기둥의 형상을 한 짧은 길이의 구조물로서 기어유닛(200)의 하우징 일측면, 즉, 윈치(310)가 결합된 부위와 근접한 위치에 고정되도록 설치된다. 윈치(310)보다는 훨씬 작은 크기를 갖는 스토퍼(320)는 윈치(310)의 걸림부(311)에 걸릴 수 있는 정도의 크기를 갖는다. 따라서 초기에 윈치(310)의 걸림부(311)가 스토퍼(320)와 맞닿는 위치에 있다가 충격이나 진동에 의하여 초기 위치에서 벗어나게 되면 걸림부(311)는 스토퍼(320)에서 멀어지게 되는데, 이 후 윈치(310)가 다시 회전을 시작한 후에 걸림부(311)가 스토퍼(320)에 걸리면서 멈추게 되면 초기 위치로 되 돌아 갈 수 있으므로 검출유닛(300)은 BLDC모터(100)가 초기 위치를 찾아 갈 수 있도록 해주는 구조물이 된다. 그리고 본 발명의 일시시예에서는 스토퍼(320)의 형상을 원기둥의 형상을 하였지만 필요에 따라 그 형상은 얼마든지 변경이 가능함은 물론이다.

결론적으로 본 발명의 일실시예에서 검출유닛(300)은 포탄 등과 같은 비행체가 발사된 직후에 BLDC모터(100)를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 걸림부(311)가 스토퍼(320)에 걸려 상기 윈치(310)가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 기능을 한다.

제어유닛(400)은, 상기 BLDC모터(100)를 제어하는 역할을 하는 구동시스템의 일부분으로서 제어기(410), 인버터(420), 컨버터(430)로 이루어진다.

인버터(420)는 직류입력전원으로부터 BLDC모터(100)를 구동시키기 위한 3상의 교류전원으로 변환하는 전력 변환장치로서 컨버터(430)에서 공급되는 직류전원을 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류전원(U, V, W)으로 바꾸어 BLDC모터(100)에 공급한다.

인버터(420)는 본 발명의 일실시예로서 6개의 스위칭소자와 다이오드로 구성된 통상의 스위칭회로로 구성할 수 있다. 이는 BLDC모터(100)에 위에서 말한 3상의 교류전원(U, V, W)을 공급하기 위해서는 6개의 스위칭 소자가 필요하기 때문이며 이러한 인버터를 '3상 풀 브리지(3-Phase Full Bridge) 인버터'라고 한다.

컨버터(430)는 교류인 전원(10)을 정류 및 평활시켜 직류전원을 공급하는 것으로, 일반적으로 정류기 및 평활 컨덴서로 구성된다. 본 발명의 일실시예에서 BLDC모터(100)를 구동하기 위한 컨버터(430)로는 단순히 입력 교류전원을 직류전원으로 변형하는 정류회로가 사용되고 출력되는 직류전원의 전압을 제어하는 등의 복잡한 형태의 컨버터는 적용되지 않는다.

제어기(410)는 BLDC모터(100) 내부에 장착된 센서로부터 회전속도, 회전자의 위치, 전류에 대한 데이터를 이용하여 제어기에 주어진 제어명령에 따라 BLDC모터(100)가 구동되도록 제어하는 기능을 한다. 즉, 제어기(410)는 입력된 PWM 신호의 듀티 값에 비례하는 위치지령에 대하여 위치 센서의 출력 정보를 이용하여 BLDC모터(100)의 현재 위치와 전류 정보를 결정함으로써 BLDC모터(100)의 구동을 제어하게 된다.

제어기(410)는 BLDC모터(100)에 제어하기 위한 PWM신호의 패턴을 제어하는 마이크로프로세서가 될 수 있는데, 따라서 이러한 제어부(410)는 인버터(420) 제어 알고리즘을 수행하게 된다. 즉, 제어기(410) 내부에는 PWM신호발생부가 포함되어서 제어부(410)가 연산한 값에 대한 PWM신호의 패턴을 발생하여 인버터(420)에 공급하게 된다.

결론적으로, 본 발명의 일실시예에서 제어유닛(410)은 검출유닛(300)을 이용해 초기위치를 설정하고 상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터(100)를 구동하게 된다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 나타낸 사시도로서, BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는, BLDC모터(100′)와, 상기 BLDC모터(100′)의 일측에 장착되는 기어유닛(200′)과, 원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 기어유닛(200′)의 일측면에 결합되는 윈치(300′) 및 상기 BLDC모터(100′)를 제어하는 제어유닛(400′)을 포함할 수 있다.

그리고 상기 기어유닛(200′)은, 상기 BLDC모터(100′)에서 제공되는 동력을 윈치(300′)와 연결된 아웃풋기어(214′)로 전달하는 다수개의 기어가 결합된 기어장치(210′)와, 상기 기어장치(210′)가 내장되고 상기 기어장치(210′)의 지지기반이 되는 케이스(230′)를 포함하고, 상기 아웃풋기어(214′)는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단(215′)이 구비되고, 상기 윈치(300′)가 결합되는 외측 케이스(232′)는 상기 아웃풋기어(214′)가 위치한 부위에 원형의 개구부(234′)를 구비하고 상기 개구부(234′)의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단(233′)이 구비되어, 상기 아웃풋기어(214′)의 돌기수단(215′)이 상기 외측 케이스(232′)의 핀수단(215′)에 걸려서 BLDC모터(100′)의 회전이 멈추도록 한다.

먼저, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는 상술한 바와 같이 포탄 등과 같이 열악한 발사환경을 수반하는 제품에 장착되어서 충격 및 진동에 의해 변경된 BLDC모터의 회전각도를 보정하기 위한 것으로서, 포탄 등과 같은 비행체 제품이 발사된 직후에 내부에 장착된 BLDC모터(100′)가 충격과 진동에 의해 영향을 받아 초기에 설정된 위치에서 벗어나게 되면 BLDC모터(100′)에 장착된 윈치(300′)는 회전하기 시작하여 기어장치(210′)의 아웃풋기어(214′)에 형성되어 있는 돌기수단(3215′)이 외측 케이스(230′)에 형성되어 있는 핀수단(233′)에 걸릴 때 까지 회전한 후 멈추어서 그 위치를 초기위치로 설정함으로써 BLDC모터의 절대회전각을 산출하기 위한 기준위치를 제공할 수 있게 된다.

BLDC모터(100′)는 브러시리스 직류모터(Brushless DC motor)의 약어로써 보통의 직류모터에서 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 없애고 대신에 전자적인 정류기구를 설치한 직류모터를 말하는 것으로, 고정자에 3상의 전류를 회전자의 자극과 동기 시켜 회전시키는 구동방법을 사용한다.

BLDC모터(100′)를 구동하기 위한 구동시스템은 크게, 전원(10)과, 제어기(410′), 인버터(420′), 컨버터(430′)로 이루어진 제어유닛(400′)으로 이루어진다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다.

다만, BLDC모터(100′)의 회전자의 위치를 검출해 회전자의 현재 위치에 맞는 전류를 공급하려면, BLDC모터(100′)의 위치를 검출할 수 있는 위치검출센서로서 엔코더(Encoder), 혹은 레졸버(Resolver) 등을 사용할 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 회전자의 위치를 파악하기 위한 위치검출센서로서 홀센서만을 사용하였고, 상기 홀센서는 BLDC모터(100′)의 내부에 장착된다(도면 미도시).

도 5는 도 4에 도시된 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치의 기어유닛 내부를 상세히 나타낸 사시도이고, 도 6은 기어유닛을 상세히 평면도로서, 기어유닛(200′)은, 내부에 구비된 일정한 개수의 기어들로 이루어지는 기어장치(210′)와, 상기 기어장치(210′)들의 중심축인 축(220′)과, 상기 기어들을 내함하는 케이스(230′)로 이루어져서 BLDC모터(100′)의 회전자인 모터회전축(120′)과 맞물려 같이 회전할 수 있도록 BLDC모터(100′)의 일측에 장착된다. 그리고 기어유닛(200′)은 포탄 등과 같은 비행체에 구비된 각종 부품들에 연결되어서 BLDC모터(100′)에서 발생하는 회전 동력을 적합한 토크 및 회전속도를 갖는 회전 동력으로 전환해주게 된다.

기어장치(210′)는, BLDC모터(100′)의 모터회전축(120′)과 연결되는 인풋기어(211′)와, 일측은 인풋기어(211′)와 연결되고 타측은 제2 감속기어(213′)와 연결되는 제1 감속기어(212′)와, 일측은 제1 감속기어(213′)와 연결되고 타측은 아웃풋기어(214′)와 연결되는 제2 감속기어(213′)와, 제2 감속기어(213′)와 연결되고 중심부의 연장축(223′)이 외부로 연장되어 윈치(300′)와 결합되도록 하는 아웃풋기어(214′)를 포함하여, BLDC모터(100′)에서 제공되는 동력을 적합한 토크 및 회전속도로 전환하는 역할을 한다.

축(220′)은 제1, 2 감속기어(212′, 213′)의 중심축이 되는 제1, 2 축부재(221′, 222′), 아웃풋기어(223′)의 중심축이 되고 외부로 연장되어 윈치(300′)와 연결되는 연장축(223′)을 포함하여 상기 기어들을 지지하는 역할을 한다.

케이스(230′)는 본 발명의 일실시예에서 내부가 비어있는 직육면체 형상을 하되 상기 직육면체 형상의 구조체는 길이방향으로 분리되어 각각 내측 케이스(231′)와 외측 케이스(232′)로 조립 분해될 수 있다. 케이스(230′)는 상술한 바와 같이 그 내부에 복수개의 기어들이 지지될 수 있도록 기어들이 안착되는 다양한 결합홈이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

도 7은 도 6에 도시된 아웃풋기어를 나타낸 사시도 및 평면도로서, 아웃풋기어(214′)는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단(215′)이 구비된다.

도 8은 도 6에 도시된 외측케이스를 나타낸 사시도 및 평면도로서, 윈치(300′)가 결합되는 외측 케이스(232′)는 상기 아웃풋기어(214′)가 위치한 부위에 원형의 개구부(234′)를 구비하고 상기 개구부(234′)의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단(233′)이 구비된다.

결과적으로, 본 발명의 또 다른 일실시예의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치는 포탄 등과 같은 비행체가 발사된 직후에 BLDC모터(100′)를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 아웃풋기어(214′)의 돌기수단(215′)이 외측 케이스(232′)의 핀수단(233′)에 걸려 상기 윈치(310)가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 기능을 한다.

윈치(300′)는, 기어유닛(200′)의 외측케이스(232′) 외부 일측면에 결합되고, 중심의 연장축(223′)은 기어유닛(200′) 내부에 있는 아웃풋기어(214′)의 중심축으로서 BLDC모터(100′)가 회전하면 같이 회전할 수 있도록 한다.

제어유닛(400′)은, 상기 BLDC모터(100)′를 제어하는 역할을 하는 구동시스템의 일부분으로서 제어기(410′), 인버터(420′), 컨버터(430′)로 이루어진다.

인버터(420′)는 직류입력전원으로부터 BLDC모터(100′)를 구동시키기 위한 3상의 교류전원으로 변환하는 전력 변환장치로서 컨버터(430′)에서 공급되는 직류전원을 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류전원(U, V, W)으로 바꾸어 BLDC모터(100′)에 공급한다.

인버터(420′)는 본 발명의 일실시예로서 6개의 스위칭소자와 다이오드로 구성된 통상의 스위칭회로로 구성할 수 있다. 이는 BLDC모터(100′)에 위에서 말한 3상의 교류전원(U, V, W)을 공급하기 위해서는 6개의 스위칭 소자가 필요하기 때문이며 이러한 인버터를 '3상 풀 브리지(3-Phase Full Bridge) 인버터'라고 한다.

컨버터(430′)는 교류인 전원(10)을 정류 및 평활시켜 직류전원을 공급하는 것으로, 일반적으로 정류기 및 평활 컨덴서로 구성된다. 본 발명의 일실시예에서 BLDC모터(100′)를 구동하기 위한 컨버터(430′)로는 단순히 입력 교류전원을 직류전원으로 변형하는 정류회로가 사용되고 출력되는 직류전원의 전압을 제어하는 등의 복잡한 형태의 컨버터는 적용되지 않는다.

제어기(410′)는 BLDC모터(100′) 내부에 장착된 센서로부터 회전속도, 회전자의 위치, 전류에 대한 데이터를 이용하여 제어기에 주어진 제어명령에 따라 BLDC모터(100′)가 구동되도록 제어하는 기능을 한다. 즉, 제어기(410′)는 입력된 PWM 신호의 듀티 값에 비례하는 위치지령에 대하여 위치 센서의 출력 정보를 이용하여 BLDC모터(100′)의 현재 위치와 전류 정보를 결정함으로써 BLDC모터(100′)의 구동을 제어하게 된다.

제어기(410′)는 BLDC모터(100′)를 제어하기 위한 PWM신호의 패턴을 제어하는 마이크로프로세서가 될 수 있는데, 이러한 제어부(410′)는 인버터(420′) 제어 알고리즘을 수행하게 된다. 즉, 제어기(410′) 내부에는 PWM신호발생부가 포함되어서 제어부(410′)가 연산한 값에 대한 PWM신호의 패턴을 발생하여 인버터(420′)에 공급하게 된다.

결론적으로, 본 발명의 또 다른 일실시예에서 제어유닛(410′)은 기어유닛(200′)에 구비된 아웃풋기어(214′)의 돌기수단(215′)과 외측 케이스(232′)의 핀수단(233′)을 이용하여 초기위치를 설정하고 상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터(100′)를 구동하게 된다.

이하에서는 위와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치를 이용한 회전각 초기위치 검출 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법을 나타낸 순서도로서, BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법은, 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)를 일정 시간동안 일정속도로 회전시키는 초기회전단계(S510)와, 상기 제어유닛(400, 400′)이 상기 BLDC모터(100, 100′)의 회전이 멈추는 위치를 초기위치로 설정하는 초기위치설정단계(S520)와, 상기 제어유닛(400, 400′)이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 지령신호 입력단계(S530)와, 상기 BLDC모터(100, 100′)의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계(S540) 및 상기 제어유닛(400, 400′)은 상기 절대회전각 위치로 BLDC모터(100, 100′)를 구동하는 모터구동단계(S550)를 포함할 수 있다.

초기회전단계(S510)는 포탄 등과 같은 비행체의 발사 직후에 초기 위치에서 벗어난 BLDC모터(100, 100′)의 초기 위치를 추정해 내기 위하여 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)를 일정 시간동안 일정속도로 회전시키는 단계로서, 본 발명의 일실시예에서는 그 예로서 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)를 4초간 일정 rpm 속도로 반시계 방향으로 회전시키는 단계이다.

초기위치설정단계(S520)는, 본 발명의 일실시예에서는 제어유닛(400)이 초기회전단계(S510)에서 BLDC모터(100)의 회전에 따라 BLDC모터(100)와 연결된 윈치(310)도 함께 회전하게 될 때, 윈치(310)의 걸림부(311)가 스토퍼(320)에 걸려서 상기 BLDC모터(100)의 회전이 멈추게 되고, 제어유닛(400)은 윈치(310)의 회전이 멈춘 위치를 초기위치로 설정하는 단계로서, 해당 위치는 영점인 초기위치가 된다.

또는, 본 발명의 또 다른 일실시예에서, 제어유닛(400′)이 초기회전단계(S510)에서 BLDC모터(100′)의 회전에 따라 BLDC모터(100′)와 연결된 윈치(310′)도 함께 회전하게 될 때, 기어장치(210′)의 아웃풋기어(214′)의 표면에 형성된 돌기수단(215′)이 케이스(230′)의 핀수단(233′)에 걸려서 상기 BLDC모터(100′)의 회전이 멈추게 되고, 제어유닛(400′)은 윈치(310′)의 회전이 멈춘 위치를 초기위치로 설정하는 단계로서, 즉, 해당 위치는 영점인 초기위치가 된다.

제어유닛(400, 400′)이 위와 같이 BLDC모터(100, 100′)의 회전이 멈추는 것을 검출하는 방법은, 제어유닛(400, 400′)이 상기 BLDC모터(100, 100′)가 회전할 때 발생된 부하를 전류량으로 환산한 후 상기 전류량이 일정 기준을 초과하는 부분을 검출하면 그 때를 BLDC모터(100, 100′)가 멈춘 것으로 판단하여 해당 위치를 초기위치로 설정한다.

지령신호 입력단계(S530)는 제어유닛(400, 400′)이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 단계이다.

도 10은 도 9에 도시된 절대회전각 산출단계를 나타낸 순서도로서, PWM 신호의 위치지령신호를 입력에 따라 일련의 계산을 거쳐 상기 BLDC모터(100)의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계(S540)는, 제어유닛(400, 400′)이 BLDC모터(100, 100′)의 윈치(310, 300′) 회전각도범위(α)를 추출하는 회전각도범위 추출단계(S541)와, 제어유닛(400, 400′)이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단위각도 산출단계(S542)와, 제어유닛(400)이 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 PWM 신호범위 계산단계(S543) 및 제어유닛(400, 400′)이 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 위치지령신호 처리단계(S544)를 포함할 수 있다.

회전각도범위 추출단계(S541)는 BLDC모터(100, 100′)의 윈치(310, 300′)가 한 바퀴 회전할 때의 윈치(310, 300′) 회전각도범위(α)를 제어유닛(400, 400′)이 검출하여 저장하는 단계로서 그 범위는 0도 내지 α도가 될 수 있는데, 이는 본 발명의 일실시예에서 윈치(310)의 걸림부(311)가 차지하고 있는 부분의 길이에 따라 윈치(310)가 한 바퀴 회전하는 각도의 범위가 달라지기 때문이다. 또는 본 발명의 또 다른 일실시예에서 케이스(230′)에 형성된 핀수단(233′)이 차지하고 있는 부분의 길이에 따라 위치(300′)가 한 바퀴 회전하는 각도의 범위가 달라지기 때문이다.

단위각도 산출단계(S542)는 제어유닛(400, 400′)이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단계인데, 후술하게 될 절대회전각도를 산출해 내기위해 사용되는 기본 데이터가 된다.

구체적으로, 제어유닛(400, 400′)이 아래의 수학식 1을 이용하여 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하게 된다.

[수학식 1]

(N = a×b×c)

이때,

α: 윈치 회전각도범위

a: 기어비

b: 홀센서 개수

c: 모터극수

위에서 N은 BLDC모터(100, 100′)의 윈치(310, 300′)가 한 바퀴 회전할 때 필요한 홀센서의 카운트의 개수를 말하고, 이에 따라 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 단위각도(β)는 수학식 1과 같이

가 된다.

PWM 신호범위 계산단계(S543)는 제어유닛(400, 400′)이 입력된 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 단계로서, 예를 들어 본 발명의 일실시예에서 PWM 신호의 범위는 최소 10,000μsec ~ 20,000μsec 가 될 수 있고 그에 따른 각도를 0도 ~ Θ도라고 설정할 수 있다. 이는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터로서 필요에 따라 얼마든지 변경될 수 있음은 물론이다.

위치지령신호 처리단계(S544)는 제어유닛(400, 400′)이 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 단계로서, 본 발명의 일실시예에서 제어유닛(400)이 위치지령인 PWM 신호를 100nsec 단위로 읽은 후 홀센서 카운터 명령으로 아래와 같이 변환할 수 있다.

즉, 주어진 위치지령이 x (μsec) 일 때, 제어유닛(100, 100′)은 아래의 수학식 2에 따라 산출된 홀센서 카운터 명령(D)을 반올림 처리한 후 단위각도(β)를 곱하여 변환된 절대회전각을 산출한다.

[수학식 2]

D = (10x ― 10,000) × β × 10^-5

이때,

x: 위치지령 신호 크기(단위: μsec)

β: 홀센서 카운터 단위각도

모터구동단계(S550)는 상기 제어유닛(400, 400′)은 이후 위치지령신호 처리단계(S544)에서 처리되어 지속적으로 들어오는 상기 절대회전각도 위치로 임무가 종료될 때 까지 BLDC모터(100, 100′)를 구동하는 단계이다.

이후 BLDC모터(100, 100′)를 구동하는 방법은 일반적인 BLDC모터를 제어하는 방법과 동일하게 수행하면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법은 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛에 초기 위치 검출용 스토퍼로 이루어진 구조물, 또는 기어유닛의 케이스에 핀수단으로 이루어진 구조물을 구비하고 있기 때문에 비행물체 발사 시 충격과 진동에 의해 BLDC모터의 초기 설정 위치가 변동되더라도 그 변동값을 보상해 주도록 하여 BLDC모터가 장착된 제품의 오작동을 막을 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치 및 그 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10: 전원
100, 100′: BLDC모터 200, 200′: 기어유닛
210′: 기어장치 211′: 인풋기어
212′: 제1 감속기어 213′: 제2 감속기어
214′: 아웃풋기어 215′: 돌기수단
220′: 축 221′: 제1 축부재
222′: 제2 축부재 223′: 연장축
230′: 케이스 231′: 내측케이스
232′: 외측케이스 233′: 핀수단
300: 검출유닛 310, 300′: 윈치
311: 걸림부 320: 스토퍼
400, 400′: 제어유닛 410, 410′: 제어기
420, 420′: 인버터 430, 430′: 컨버터

Claims

BLDC모터;
상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛;
상기 기어유닛의 일측면에 구비되어서 상기 BLDC모터의 초기위치를 검출할 수 있도록 하는 검출유닛; 및
상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,
상기 검출유닛은,
원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 드럼의 가장자리 측면에는 외측으로 돌출된 돌기인 걸림부가 형성되어 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치;와,
기둥의 형상을 하고 상기 윈치의 근접한 위치에 고정되는 스토퍼;를 포함하여서,
상기 윈치의 걸림부는 상기 스토퍼에 걸려서 상기 BLDC모터의 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 BLDC모터를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 걸림부가 스토퍼에 걸려 상기 윈치가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
BLDC모터;
상기 BLDC모터의 일측에 장착되는 기어유닛;
원통형의 드럼 형상을 갖고 상기 기어유닛의 일측면에 결합되는 윈치; 및
상기 BLDC모터를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,
상기 기어유닛은, 상기 BLDC모터에서 제공되는 동력을 윈치와 연결된 아웃풋기어로 전달하는 다수개의 기어가 결합된 기어장치;와, 상기 기어장치가 내장되고 상기 기어장치의 지지기반이 되는 케이스;를 포함하고,
상기 아웃풋기어는 원판 형상의 일측면 가장자리 일부에 외측 방향으로 돌출된 돌기수단이 구비되고,
상기 윈치가 결합되는 외측 케이스는 상기 아웃풋기어가 위치한 부위에 원형의 개구부를 구비하고 상기 개구부의 내주면 일부에 내측 중심부 방향으로 돌출된 핀수단이 구비되어,
상기 아웃풋기어의 돌기수단이 상기 외측 케이스의 핀수단에 걸려서 BLDC모터의 회전이 멈추도록 하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 BLDC모터를 일정 시간 동안 일정 속도로 회전시키되 상기 돌기수단이 핀수단에 걸려 상기 윈치가 멈추면 그 때의 위치를 초기위치로 설정하도록 하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
청구항 2 또는 4에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 설정된 초기위치를 기준으로 입력된 PWM 신호의 위치지령 신호를 이용하여 절대회전각도를 산출한 후 BLDC모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
청구항 1 또는 3에 있어서,
상기 BLDC모터는 위치검출센서가 홀센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출장치.
제어유닛이 BLDC모터를 일정 시간동안 일정속도로 회전시키는 초기회전단계;
상기 제어유닛이 상기 BLDC모터의 회전이 멈추는 위치를 초기위치로 설정하는 초기위치설정단계;
상기 제어유닛이 PWM 신호의 위치지령신호를 입력 받는 지령신호 입력단계;
상기 BLDC모터의 절대회전각을 산출하는 절대회전각산출단계; 및
상기 제어유닛은 상기 절대회전각 위치로 BLDC모터를 구동하는 모터구동단계;를 포함하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
청구항 7에 있어서,
상기 초기위치설정단계에서,
상기 제어유닛은 상기 BLDC모터가 회전할 때 발생된 부하를 전류량으로 환산한 후 상기 전류량이 일정 기준을 초과하는 부분을 초기위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
청구항 7에 있어서,
상기 절대회전각산출단계는,
제어유닛이 BLDC모터의 윈치 회전각도범위(α)를 추출하는 회전각도범위 추출단계;
제어유닛이 기어비(a), 홀센서 개수(b) 및 모터극수(c)에 따른 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 단위각도 산출단계;
제어유닛이 PWM 신호의 최소에서 최대 범위에 따른 각도를 산출하는 PWM 신호범위 계산단계; 및
제어유닛이 PWM 신호의 위치지령 신호와 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 이용해 절대회전각도를 산출하는 위치지령신호 처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.
청구항 9에 있어서,
상기 단위각도 산출단계는 제어유닛이 아래의 식을 이용하여 홀센서 카운터 1개당 회전각도인 홀센서 카운터 단위각도(β)를 계산하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.

(N = a×b×c)
이때,
α: 윈치 회전각도범위
a: 기어비
b: 홀센서 개수
c: 모터극수
청구항 9에 있어서,
상기 위치지령신호 처리단계는,
상기 제어유닛이 아래의 식에 따라 홀센서 카운터 명령(D)을 산출한 후 상기 홀센서 카운터 단위각도(β)를 곱하여 절대회전각을 산출하는 것을 특징으로 하는 BLDC모터의 회전각 초기위치 검출방법.

D = (10x ― 10,000) ×β ×10^-5

이때,
x: 위치지령 신호 크기(단위: μsec)
β: 홀센서 카운터 단위각도