KR20190106106A - 회전축의 하중 부담을 경감시키기 위한 모터 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 베어링의 초기 동작 시, 회전축의 하중 부담을 경감시킬 수 있는 모터 구동 장치에 관한 것이다. 상기 모터 구동 장치는, 일측과 타측이 서로 다른 극성을 갖는 마그넷으로 구성된 로터와, 서로 다른 극성의 경계선이 지면에 수직이 되도록 스테이터 내의 복수의 코일에 전류를 인가하는 제어부를 포함함으로써, 로터와 스테이터를 초기 정렬시키는데 필요한 부상력의 크기를 감소시킬 수 있다.

Description

회전축의 하중 부담을 경감시키기 위한 모터 구동 장치{Motor drive apparatus for reducing weight load of rotation axis}

본 발명은 자기 베어링의 초기 동작 시, 회전축의 하중 부담을 경감시킬 수 있는 모터 구동 장치에 관한 것이다.

일반적으로 칠러 시스템은 냉수를 공조기나 냉동기 등의 냉수 수요처로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치이다. 칠러 시스템은 냉매가 순환되는 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기를 포함한다.

여기에서 압축기는 대량의 냉매를 높은 비율로 압축하기 위해, 모터 내에서 회전하는 회전축을 자력을 이용해 부상시키는 자기 베어링을 포함한다.

여기에서, 국내 공개 특허(KR 10-2015-0179994)를 참조하면, 종래의 칠러 시스템이 도시되어 있는바, 이를 참조하여, 종래의 칠러 시스템에 포함된 압축기를 살펴보도록 한다.

도 1은 종래의 칠러 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 칠러 시스템에 포함된 압축기를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 칠러 시스템은, 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(30)와, 응축기(30)에서 응축된 냉매를 팽창하는 팽창밸브(40)와, 팽창밸브(40)에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(20)를 포함한다.

흡입밸브(50)는 증발기(20)에서 증발되어 압축기(10)로 유동되는 냉매를 제어한다. 바이패스밸브(60)는 압축기(10)에서 압축되는 냉매를 증발기(20)로 바이패스하기 위한 것으로, 압축기(10)에서 증발기(20)로 유동되는 냉매를 제어한다. 여기에서 바이패스밸브(60)는 생략되어 실시될 수 있다.

도 2를 참조하면, 압축기(10)는 복수의 티스(teeth)가 구비된 스테이터(11)와, 스테이터(11) 내에서 회전하는 로터(12)로 구성된 모터부를 포함한다.

스테이터(11)는 금속 재질로 구성된다. 스테이터(11)의 복수의 티스에는 각각 복수의 코일(C1, C2, C3)이 권선되고, 각각의 복수의 코일(C1, C2, C3)에는 전류가 흘러 자기장이 발생된다.

로터(12)는 자력을 지니는 자성체로 구성되며, 복수의 코일(C1, C2, C3)에서 발생되는 자기장에 의해 회전운동을 하게 된다.

다만, 모터가 정지 상태에 있는 경우, 로터(12)에는 로터(12)의 무게에 의해 하측으로 작용하는 제1 힘(F1)과, 자성체로 구성된 로터(12)와 금속재질로 구성된 스테이터(11) 사이에 작용하는 제2 힘(F2)이 발생한다. 이때, 로터(12)는 일측에 형성된 제1 극성(12a)과 타측에 형성된 제2 극성(12b)을 갖는 마그넷으로 구성된다.

제1 힘(F1)과 제2 힘(F2)에 의해, 로터(12)는 스테이터(11)의 중심선(H2)에서 하측으로 이동된다(예를 들어, <A> 상태).

이러한 정지 상태의 모터를 구동시키기 위해서는 로터(12)의 중심과 스테이터(11)의 중심을 일치시켜야 한다.

이를 위해, 모터부는 로터(12)를 상측으로 이동시키기 위한 자력을 발생시키는 자기 베어링(13)을 더 포함한다.

자기 베어링(13)은 로터(12)의 상측과 하측에 각각 배치되고, 로터(12)를 스테이터(11)의 중심선(H2)으로 밀어올리기 위한 제3 힘(F3)을 발생시킨다.

제3 힘(F3)에 의해 로터(12)의 중심은 스테이터(11)의 중심선(H2)과 일치된다(예를 들어, <B> 상태). 즉, 로터(12)와 스테이터(11)는 모터 구동을 위한 초기화 정렬 과정에서 상호 간의 중심선을 일치시킨다.

다만, 자기 베어링(13)은 로터(12)의 무게가 무거울수록, 그리고 로터(12)를 구성하는 자성체의 자력이 클수록, 더 큰 부상력을 발생시켜야 하는 문제점이 있었다.

또한, 모터에서 더 큰 부상력을 발생시키기 위한 자기 베어링(13)을 구비하는 경우, 모터 전체의 크기와 제조 비용이 상승하고, 모터 제조에 많은 제한사항이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 스테이터(11)의 티스들의 위치가 임의대로 배치됨에 따라, 자기 베어링(13)에서 발생되어야 하는 부상력의 크기가 모터마다 서로 달라지는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 로터와 스테이터를 초기 정렬시키는데 필요한 부상력의 크기를 감소시킬 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 로터를 초기 정렬시키는데 필요한 자기 베어링의 크기와 제조 비용을 저감시킬 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 스테이터의 배치 구조를 통일시킴으로써, 모터 제어의 신뢰성을 높일 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 일측과 타측이 서로 다른 극성을 갖는 마그넷으로 구성된 로터와, 서로 다른 극성의 경계선이 지면에 수직이 되도록 스테이터 내의 복수의 코일에 전류를 인가하는 제어부를 포함함으로써, 로터와 스테이터를 초기 정렬시키는데 필요한 부상력의 크기를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 로터의 정지 시 로터와 스테이터 사이에 작용하는 힘의 방향과, 중력의 방향이 서로 교차하도록 함으로써, 자기 베어링에서 발생되는 부상력을 크기를 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 모터에 포함된 자기 베어링의 크기와 제조 비용은 감소될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 스테이터에 구비된 복수의 티스의 위치가 지면으로부터 제1 각도를 갖는 기준선 상에 배치되도록 통일함으로써, 모터 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 마그넷의 서로 다른 극성의 경계선이 지면에 수직이 되도록 복수의 코일에 전류를 인가함으로써, 초기 정렬을 위한 자기 베어링의 부상력을 저감시킬 수 있다. 이를 통해, 상대적으로 작은 부상력을 발생시키는 자기 베어링만으로도 로터와 스테이터를 초기 정렬시킬 수 있으므로, 자기 베어링의 필요 성능을 낮출 수 있다. 따라서, 모터는 상대적으로 저렴한 자기 베어링으로 정상 동작할 수 있으므로, 모터 구동 장치의 제조 원가와 생산 비용은 낮아질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 로터의 정지 시 로터와 스테이터 사이에 작용하는 힘의 방향과, 중력의 방향이 서로 교차하도록 함으로써, 자기 베어링에 요구되는 부상력의 크기를 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 자기 베어링의 크기와 제조 비용을 저감시킬 수 있으며, 모터 전체의 크기와 제조 비용도 감소될 수 있다. 또한, 자기 베어링의 크기가 줄어듬에 따라 발생하는 여유 공간을 이용하여 더 많은 냉매를 수용하거나, 모터에 더 큰 출력을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 스테이터에 구비된 복수의 티스의 위치를 정량화된 규격으로 통일함으로써, 생산되는 동종의 모터에 동일한 제어 방식을 적용할 수 있다. 이에 따라, 동종인 모터에서 필요한 초기 수동 세팅 과정을 생략할 수 있으며, 자기 베어링의 로드를 줄여 모터 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래의 칠러 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 칠러 시스템에 포함된 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 블록도이다.　
도 4는 도 3의 모터부를 나타내는 단면도이다.　
도 5는 도 4의 A-A 선을 따라 자른 단면을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6의 S110 단계에서 인가되는 전류의 크기를 설명하기 위한 그래프이다.　
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 초기 정렬 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 단면도이다.　
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 단면도이다.　

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하에서는, 도 3 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모터 구동 장치를 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 블록도이다.　도 4는 도 3의 모터부를 나타내는 단면도이다.　

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치는 모터부(100)와 제어부(200)를 포함한다.

모터부(100)는 다양한 종류의 모터를 포함한다.

구체적으로, 모터부(100)는 AC 모터, DC 모터, 브러시리스(Brushless) DC 모터 및 릴럭턴스(Reluctance) 모터 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 모터부(100)는 표면 부착형 영구자석 동기 모터(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기 모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 모터(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다.

제어부(200)는 모터부(100)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(200)는 모터부(100)에 포함된 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(200)는 모터부(100)에 포함된 복수의 코일(C)에 인가되는 전류의 크기와, 로터(120)와 연결된 회전축(125)을 부상시키는 부상력을 발생시키는 자기 베어링(130)의 자력의 크기를 제어할 수 있다.

이때, 제어부(200)는 복수의 코일(C)에 인가되는 전류의 크기를 조절하여 자기 베어링(130)에서 발생되는 자력의 크기를 감소시킬 수 있다.

제어부(200)의 동작에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.

도 4를 참조하면, 모터부(100)는 하우징(105), 스테이터(110), 로터(120), 회전축(125), 자기 베어링(130), 백업 베어링(140), 가이드 베어링(150)을 포함한다.

하우징(105)은 모터부(100)의 외관을 이루며, 내부 공간에 로터(120), 회전축(125), 자기 베어링(130), 백업 베어링(140), 및 가이드 베어링(150)을 포함한다.

하우징(105)은 일면이 개방된 형상으로 원통형으로 형성될 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 하우징(105)은 내부 공간이 구비하고 다양한 형상을 가질 수 있다.

하우징(105)의 측면은 지면과 평행하게 배치될 수 있다. 이때, 하우징(105)의 일측면은 바닥을 이루는 지지면(도 5의 107)에 접하도록 배치될 수 있다. 참고로, 하우징(105)의 일측면은 지면으로부터 이격되며, 지면에 평행하게 배치될 수 있다.

스테이터(110)는 하우징(105)의 내면에 고정되며, 복수의 코일(C)이 각각 권선되는 복수의 티스(teeth; 치)를 포함한다.

스테이터(110)는 자기력선을 가이드하는 금속재질로 형성되며, 복수의 티스는 등간격으로 배치될 수 있다. 복수의 티스는 로터(120)를 중심으로 일정한 간격을 갖도록 배치될 수 있다.

복수의 티스에는 서로 다른 코일(C)들이 권선될 수 있다. 각각의 코일(C)에는 서로 다른 상(예를 들어, u, v, w상)의 전류가 인가되어 로터(120)를 회전시키는 자기장을 발생시킬 수 있다.

로터(120)는 스테이터(110)의 내부에 배치되며, 스테이터(110)에 권선된 복수의 코일(C)에서 발생된 자기장에 의해 회전한다. 로터(120)는 스테이터(110)의 복수의 티스의 중심에 배치된다. 또한, 로터(120)의 측면은 지면에 평행하게 배치될 수 있다.

로터(120)는 자성체로 구성되며 서로 다른 극성을 갖는 마그넷(magnet)으로 구성될 수 있다. 로터(120)는 중심축을 기준으로 일측과 타측에 서로 다른 극성을 갖는 마그넷을 포함할 수 있다.

로터(120)는 2극의 극성을 갖는 마그넷으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 로터(120)는 중심축을 기준으로 일측에는 N극, 타측에는 S극이 형성될 수 있다.

참고로, 로터(120)는 4극, 6극 또는 8극 이상으로 이루어질 수 있다.

모터부(100)의 동작 시, 자성체로 이루어진 로터(120)는 스테이터(110)에 권선된 복수의 코일(C)에서 발생되는 변화하는 자기장에 의해 스테이터(110)의 내부에서 회전하게 된다. 이때, 스테이터(110)의 중심과 로터(120)의 중심은 일치할 수 있다.

모터부(100)가 정지되어 있는 경우, 로터(120)는 로터(120) 자체의 무게에 의해 스테이터(110)의 하측으로 이동하게 된다. 이때, 백업 베어링(140)은 로터(120)가 스테이터(110)의 내면에 접하지 않도록 로터(120)의 이동범위를 제한할 수 있다.

이 경우, 로터(120)의 중심과 스테이터(110)의 중심은 서로 일치하지 않게 된다. 따라서, 모터부(100)를 동작시키기 위해서는 스테이터(110)의 중심과 로터(120)의 중심을 일치시키는 초기 정렬 과정을 거쳐야 한다. 모터부(100)의 초기 정렬 과정에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.

회전축(125)은 로터(120)의 중심으로부터 로터(120)의 축방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 이때, 회전축(125)의 중심은 로터(120)의 중심과 일치할 수 있다.

회전축(125)은 로터(120)와 일체로 형성될 수 있다. 다만, 회전축(125)의 직경은 로터(120)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.

자기 베어링(130)은 회전축(125)을 상측으로 부상시키는 자력을 발생시킨다. 자기 베어링(130)은 전자석으로 구성될 수 있으며, 일정한 전기 신호에 의해 일정한 크기의 자력을 발생시킬 수 있다.

자기 베어링(130)에서 발생되는 자력의 크기는 제어부(200)에 의해 제어될 수 있다.

이때, 자기 베어링(130)은 상측부과 하측부로 분리된 2개의 피스로 구성될 수 있다. 여기에서, 자기 베어링(130)의 상측부는 회전축(125)의 상측에 배치되고, 하측부는 회전축(125)의 하측에 배치될 수 있다.

다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 자기 베어링(130)은 회전축(125)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다.

이하에서는 자기 베어링(130)이 상측부과 하측부로 분리되며, 회전축(125)의 상측과 하측에 각각 배치되는 실시예를 기준으로 설명하도록 한다.

추가적으로, 자기 베어링(130, 135)은 로터(120)를 중심으로 회전축(125)의 일측과 타측에 각각 배치될 수 있다. 이때, 자기 베어링(130, 135)에는 동일한 전류가 인가되어 동일한 크기의 자력이 발생될 수 있다.

백업 베어링(140)은 회전축(125)의 최대 이동범위를 제한하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 로터(120)는 스테이터(110)의 내면과 접하지 않게 된다. 마찬가지로, 회전축(125)도 자기 베어링(130)의 내면에 접하지 않게 된다.

백업 베어링(140)은 자기 베어링(130)과 마찬가지로 상측부과 하측부로 서로 분리된 2개의 피스로 구성될 수 있다.

다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 백업 베어링(140)은 회전축(125)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다.

백업 베어링(140)은 자기 베어링(130)의 각 피스보다 회전축(125)에 인접하도록 배치될 수 있다. 즉, 백업 베어링(140)과 회전축(125) 사이의 간격은, 자기 베어링(130)과 회전축(125) 사이의 간격보다 작을 수 있다.

가이드 베어링(150)은 로터(120)가 스테이터(110) 내에서 이탈하지 않도록 로터(120)의 위치를 가이드하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 회전축(125)의 일단에는 플레이트(127)가 형성된다. 여기에서, 가이드 베어링(150)은 플레이트(127)를 중심으로 일측과 타측에 배치된다.

즉, 한쌍의 가이드 베어링(150) 중 제1 피스는 플레이트(127)의 상면과 마주보도록 배치되고, 제2 피스는 플레이트(127)의 하면과 마주보도록 배치된다.

가이드 베어링(150)에는 일정한 전류가 인가되어, 플레이트(127)에 자력을 발생시킨다. 플레이트(127)는 한쌍의 가이드 베어링(150)에 발생되는 인력 또는 척력에 의해, 한쌍의 가이드 베어링(150) 사이에 배치된다. 플레이트(127)와 한쌍의 가이드 베어링(150)은 서로 이격된 상태를 유지할 수 있다.

이때, 가이드 베어링(150)에서 발생되는 자력의 크기는 제어부(200)에 의해 제어될 수 있다.

참고로, 가이드 베어링(150)은 다른 실시예에서 생략될 수 있다.

도 5는 도 4의 A-A 선을 따라 자른 단면을 설명하기 위한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 하우징(105)은 지지부(107)에 일측면이 접하도록 배치될 수 있다. 여기에서, 지지부(107)는 지면 또는 바닥을 이루는 물체의 상면이 될 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 지지부(107)의 상면과 일치하는 제1 직선(Lg), 제1 직선(Lg)과 직교하는 제2 직선(L1)(즉, 수직선) 및 제2 직선(L1)과 특정 각도를 이루는 기준선(Lg)을 이용하여, 모터부(100)의 구조에 대해 설명하도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제2 직선(L1)과 기준선(Lg) 사이의 특정 각도는 직각(즉, 90도)일 수 있다. 따라서, 기준선(Lg)은 제1 직선(Lg)에 평행하게 배치될 수 있다.

스테이터(110)는 기준선(Lg)을 기준으로 대칭이 되도록 배치된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 스테이터(110)는 복수의 티스(112, 114, 116)를 포함한다.

여기에서, 제1 티스(112)는 기준선(Lg) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 티스(112)는 지지부(107)의 상면과 평행하게 배치될 수 있다.

참고로, 본 발명의 다른 실시예에서, 제1 티스(112)는 기준선(Lg)을 기준으로 제1 각도(θ) 내에 배치된다. 이때, 제1 각도(θ)는 예각일 수 있다.

또한, 제1 티스(112)는 다른 티스(114, 116)보다 기준선(Lg)에 인접하게 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 제1 티스(112)는 기준선(Lg)과 제1 각도(θ)를 이루는 제1 가이드라인(Lg1)과 제2 가이드라인(Lg2) 사이에 배치될 수 있다.

여기에서, 제1 각도(θ)는 60도이거나, 60도 보다 작을 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 티스(112)는 제1 가이드라인(Lg1)과 제2 가이드라인(Lg2) 사이의 제1 영역 내에 배치될 수 있다.

제2 티스(114)는 제1 가이드라인(Lg1)과 제1 직선(Lg) 사이의 제2 영역 내에 배치되고, 제3 티스(116)는 제2 가이드라인(Lg2)과 제1 직선(Lg) 사이의 제3 영역 내에 배치될 수 있다.

이때, 제1 티스(112)에는 제1 코일(C1)이 권선되고, 제2 티스(114)에는 제2 코일(C2)이 권선되고, 제3 티스(116)에는 제3 코일(C3)이 권선된다.

각각의 코일(C1, C2, C3)에는 전류가 인가되며, 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에는 인가되는 전류의 크기를 제어할 수 있다. 각각의 코일(C1, C2, C3)에는 전류가 인가됨에 따라 자기장이 발생할 수 있다.

모터부(100)의 동작 중에 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에 서로 다른 상의 교류 전류를 인가한다.

다만, 모터부(100)의 운전 정지 단계에서 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에 서로 다른 크기의 직류 전류를 인가함으로써, 로터(120)의 극성의 방향을 정렬시킬 수 있다.

구체적으로, 제어부(200)는 스테이터(110)의 제1 코일(C1)에 제2 코일(C2) 및 제3 코일(C3) 보다 큰 직류 전류를 인가할 수 있다.

이 경우, 제1 코일(C1)과 로터(120) 사이의 인력이 제2 코일(C2) 및 제3 코일(C3)과 로터(120) 사이의 인력보다 크게 작용한다. 로터(120)의 제1 극(120a) 또는 제2 극(120b)은 제1 코일(C1)과 마주보도록 배치될 수 있다.

참고로, 로터(120)는 2극의 극성을 가진 마그넷을 포함한다.

로터(120)의 일측에는 제1 극(120a)(예를 들어, N극)이 형성되고 타측에는 제2 극(120b)(예를 들어, S극)이 형성될 수 있다.

이때, 로터(120)의 제1 극(120a)과 제2 극(120b) 사이의 경계선은 제2 직선(L1) 상에 배치되고, 지면과 수직을 이루도록 배치된다.

이는 로터(120)가 정지된 상태에서, 스테이터(110)와 로터(120) 사이에 작용하는 힘에 대한 방향이 중력의 방향과 교차하도록 하기 위함이다.

예를 들어, 로터(120)의 제1 극(120a)과 제1 코일(C1)이 서로 마주보는 경우, 제1 극(120a)과 제1 코일(C1) 사이에 가장 큰 인력이 작용하게 된다.

이때, 로터(120)에 작용하는 힘의 합력(Pt)은 제1 코일(C1)을 향하게 되며, 합력 Pt)의 방향은 기준선(Lg) 상에 놓이게 된다.

이러한 로터(120)의 위치 조정은 모터(100)의 동작 준비 단계에서 스테이터(110)와 로터(120)의 중심축을 맞추기 위해 필요한 부상력의 크기를 감소시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 7은 도 6의 S110 단계에서 인가되는 전류의 크기를 설명하기 위한 그래프이다.　

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 부상력 감소를 위한 제어 방법에서, 제어부(200)는 모터(100)가 운전을 정지하는 경우 각각의 코일(C1, C2, C3)에 전류를 인가한다(S110).

제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에 서로 다른 전류를 인가한다. 이때, 제어부(200)는 서로 다른 직류 전류(DC current)를 각각의 코일(C1, C2, C3)에 인가할 수 있다.

구체적으로, 도 7을 참조하면, 제어부(200)는 제1 코일(C1)에 제1 전류(Ia)를 인가하고, 제2 코일(C2) 및 제3 코일(C3)에 각각 제2 및 제3 전류(Ib, Ic)를 인가한다.

이때, 제1 전류(Ia)의 크기(m1)는 제2 및 제3 전류(Ib, Ic)의 크기(m2)보다 크고, 극성은 서로 반대일 수 있다.

예를 들어, 제1 전류(Ia)의 크기(m1)는 제2 및 제3 전류(Ib, Ic)의 크기(m2)의 두 배보다 클 수 있다. 또한, 제1 전류(Ia)은 양의 전류이고, 제2 및 제3 전류(Ib, Ic)는 음의 전류일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 제1 코일(C1)에는 로터(120)를 끌어당기는 가장 큰 인력이 발생하게 된다. 이에 따라, 로터(120)에 구비된 서로 다른 극성 사이의 경계선은 지면과 수직을 이루게 된다. 다르게 표현하면, 모터(100)의 운전 정지 시 로터(120)에 작용하는 힘의 합력은 중력과 교차하는 방향으로 형성된다.

일반적으로, 로터(120)와 스테이터(110) 사이에 작용하는 인력의 방향이 중력의 방향과 일치하게 되면, 모터(100)의 초기 정렬 과정에서 필요한 부상력은 증가된다.

반면, 본 발명에서와 같이 로터(120)와 스테이터(110) 사이에 작용하는 인력의 방향이 중력의 방향과 교차하게 되면(특히, 직각을 이루면), 모터의 초기 정렬 과정에서 필요한 부상력의 크기는 상대적으로 감소된다.

참고적으로, 로터(120)의 위치 정렬 이후에 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에 인가되는 전류의 크기를 감소시킨다.

이어서, 도 6을 참조하면, 제어부(200)는 사용자로부터 모터(100)를 재기동 시키는 명령을 수신한다(S120). 이 경우, 모터(100)의 동작을 위해 로터(120)와 스테이터(110) 사이의 중심축을 일치시키는 초기 정렬 동작이 수행하게 된다.

이어서, 제어부(200)는 로터(120)와 스테이터(110)의 초기 정렬을 위해 자기 베어링(130)을 동작시킨다(S130).

이때, 자기 베어링(130)에서 필요로 하는 부상력의 크기는 S110 단계에 의해 감소될 수 있다.

즉, S110 단계에서 초기 정렬을 위해 필요한 부상력의 크기가 감소됨으로써, 부상력을 발생시키는 자기 베어링(130)의 필요 성능은 낮아질 수 있다.

즉, 모터부(100)는 상대적으로 저렴한 자기 베어링(130)을 구비하더라도 정상 동작할 수 있으므로, 모터 구동 장치의 제조 원가와 생산 비용은 낮아질 수 있다.

또한, 모터부(100)는 자기 베어링(130)의 크기가 줄어듬에 따라 발생하는 여유 공간을 이용하여 더 많은 냉매를 수용하거나, 더 큰 출력을 구현할 수 있다.

또한, 모터부(100)는 스테이터(110)에 구비된 복수의 티스(112, 114, 116)의 위치를 통일함으로써, 양상되는 복수의 모터 구동 장치에 동일한 제어 방식을 적용할 수 있다.

이어서, 로터(120)의 중심축과 스테이터(110)의 중심축이 일치되면, 모터부(100)의 동작 초기화는 완료된다(S140).

이어서, 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에 서로 다른 상의 교류 전원을 인가함으로써, 로터(120)를 스테이터(110) 내에서 회전시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 초기 정렬 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치에 있어서, 로터(120)는 백업 베어링(140)의 상한 가이드라인(H1)과 백업 베어링(140)의 하한 가이드라인(H3) 사이에서 움직일 수 있다.

우선, <A> 는 모터(100)의 운전 정지 시 제어부(200)에서 로터(120)의 극성의 위치를 정렬하는 것을 나타낸다.

모터(100)가 운전을 정지하는 경우, 로터(120)에는 로터(120)의 무게에 의해 하측으로 작용하는 제1 힘(F1)과, 자성체로 구성된 로터(120)와 금속재질로 구성된 스테이터(110) 사이에 작용하는 제2 힘(F2)이 발생한다.

제어부(200)는 모터(100)의 운전 정지 시 각각의 코일(C1, C2, C3)에 서로 다른 크기의 직류 전류를 인가한다. 구체적으로, 제어부(200)는 스테이터(110)의 제1 코일(C1)에 제2 코일(C2) 및 제3 코일(C3) 보다 큰 전류를 인가할 수 있다.

이 때, 제1 코일(C1)과 로터(120) 사이의 인력은, 제2 코일(C2) 및 제3 코일(C3)과 로터(120) 사이의 인력보다 크게 된다.

제1 코일(C1)과 로터(120) 사이의 인력이 제2 코일(C2) 및 제3 코일(C3)과 로터(120) 사이의 인력보다 크게 작용하는 경우, 로터(120)의 제1 극(120a) 또는 제2 극(120b)은 제1 코일(C1)과 마주보도록 배치될 수 있다.

이에 따라, 로터(120)의 제1 극(120a)과 제2 극(120b) 사이의 경계선은 지면과 수직을 이루도록 배치된다.

로터(120)가 위와 같이 정렬됨에 따라, 각각의 코일(C1, C2, C3)에 직류 전류를 인가하지 않은 상태에서 로터(120)에 작용하는 합력의 방향은 제1 코일(C1)을 향하게 된다.

즉, 로터(120)와 스테이터(110) 사이에 작용하는 인력의 방향은 중력의 방향과 교차하게 되고, 결과적으로 제2 힘(F2)의 크기는 감소된다.

이어서, <B> 는 모터부(100)가 정지되어 있는 상태를 나타낸다.

이때, 로터(120)는 제1 힘(F1)과 제2 힘(F2)에 의해 스테이터(110)의 중심선(H2)의 하측으로 이동된다.

이러한 정지 상태의 모터(100)를 구동시키기 위해서는 로터(120)의 중심과 스테이터(110)의 중심을 일치시키는 초기 정렬 동작을 수행해야 한다.

이어서, <C> 는 로터(120)의 중심과 스테이터(110)의 중심을 일치시키는 초기 정렬 동작을 나타낸다.

제어부(200)는 로터(120)의 중심과 스테이터(110)의 중심을 일치시키기 위해, 회전축(125)을 스테이터(110)의 상측으로 이동시키는 자력을 발생시키도록 자기 베어링(130)을 제어한다. 자기 베어링(130)은 로터(120)를 상측으로 이동시키는 제3 힘(F3)을 발생시킨다.

이때, 자기 베어링(130)이 발생시키는 제3 힘(F3)의 크기는 제2 힘(F2)의 크기가 줄어듬에 따라 감소된다.

따라서, 본 발명은 상대적으로 작은 부상력을 발생시키는 자기 베어링(130)만으로도 로터(120)와 스테이터(110)를 초기 정렬시킬 수 있으므로, 자기 베어링(130)의 필요 성능을 낮출 수 있다.

또한, 모터부(100)는 상대적으로 저렴한 자기 베어링(130)을 구비하더라도 정상 동작할 수 있으므로, 모터 구동 장치의 제조 원가와 생산 비용은 낮아질 수 있다.

또한, 모터부(100)는 자기 베어링(130)의 크기가 줄어듬에 따라 발생하는 여유 공간을 이용하여 더 많은 냉매를 수용하거나, 더 큰 출력을 구현할 수 있다.

또한, 모터부(100)는 스테이터(110)에 구비된 복수의 티스(112, 114, 116)의 위치를 통일함으로써, 양상되는 복수의 모터 구동 장치에 동일한 제어 방식을 적용할 수 있다.

즉, 본 발명의 모터부(100)는 동일한 초기 정렬 방식을 이용함으로써 초기의 수동 세팅 과정을 생략할 수 있으며, 자기 베어링(130)의 로드를 줄여 모터 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 단면도이다.　이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치와 동일한 구성요소는 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동 장치의 모터부(101)는 스테이터(110)와 로터(120)를 포함한다.

로터(120)는 4극의 극성을 가진 마그넷을 포함한다. 로터(120)는 제1 내지 4극(120a, 120b, 120c, 120d)으로 구성된다.

이때, 제1 극(120a) 및 제 3극(120c)은 로터(120)의 중심을 기준으로 동일한 극성으로 서로 마주보도록 배치된다. 제2 극(120b) 및 제 4극(120d)은 제1 극(120a) 및 제 3극(120c)의 사이에 각각 배치되고, 제1 극(120a) 및 제 3극(120c)와 서로 다른 극성을 갖는다.

예를 들어, 제1 극(120a) 및 제 3극(120c)은 N극을 갖고, 제2 극(120b) 및 제 4극(120d)은 S극을 가질 수 있다.

이때, 로터(120)의 제1 극(120a)과 제2 극(120b) 사이의 경계선은 제2 직선(L1) 상에 배치되고, 지면과 수직을 이루도록 배치된다.

이는 로터(120)가 정지된 상태에서, 스테이터(110)와 로터(120) 사이에 작용하는 힘에 대한 방향이 중력의 방향과 교차하도록 하기 위함이다.

이하에서는, 지지부(107)의 상면과 일치하는 제1 직선(Lg), 제1 직선(Lg)과 직교하는 제2 직선(L1)(즉, 수직선), 제2 직선(L1)에 직교하는 제3 직선(L2)(즉, 수평선), 및 제3 직선(L2)과 특정 각도를 이루는 기준선(Lg)을 이용하여, 스테이터(110)의 배치 구조를 설명한다.

제3 직선(L2)과 기준선(Lg) 사이의 특정 각도(θ1)는 로터(120)에 포함된 마그넷의 극성 수에 따라 결정된다.

예를 들어, 로터(120)가 4극인 경우 특정 각도(θ1)는 45 도이고, 로터(120)가 6극인 경우 특정 각도(θ1)는 60도일 수 있다.

또한, 도 5에서 살펴본 바와 같이, 로터(120)가 2극인 경우 특정 각도(θ1)는 0 도일 수 있다.

이때, 스테이터(110)는 기준선(Lg)을 기준으로 대칭이 되도록 배치된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 스테이터(110)는 복수의 티스(112, 114, 116)를 포함한다.

여기에서, 제1 티스(112)는 기준선(Lg) 상에 배치될 수 있다.

제2 티스(114)와 제3 티스(116)는 제1 티스(112)를 기준으로 등간격으로 배치될 수 있다.

이때, 제1 티스(112)에는 제1 코일(C1)이 권선되고, 제2 티스(114)에는 제2 코일(C2)이 권선되고, 제3 티스(116)에는 제3 코일(C3)이 권선된다.

각각의 코일(C1, C2, C3)에는 전류가 인가되며, 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에는 인가되는 전류의 크기를 제어할 수 있다. 각각의 코일(C1, C2, C3)에는 전류가 인가됨에 따라 자기장이 발생할 수 있다.

모터부(100)의 동작 중에 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에 서로 다른 상의 교류 전류를 인가한다.

다만, 모터부(100)의 운전 정지 단계에서 제어부(200)는 각각의 코일(C1, C2, C3)에 서로 다른 크기의 직류 전류를 인가함으로써, 로터(120)의 극성의 방향을 정렬시킬 수 있다.

이때, 제어부(200)는 스테이터(110)의 제1 코일(C1)에 제2 코일(C2) 및 제3 코일(C3) 보다 큰 전류를 인가함으로써, 로터(120)의 제1 극(120a) 또는 제3 극(120c)은 제1 코일(C1)과 마주보도록 배치될 수 있다.

이에 따라, 로터(120)의 제1 극(120a)과 제2 극(120b) 사이의 경계선은 지면과 수직을 이루도록 배치된다.

이를 통해 자성을 지닌 로터(120)와 금속 재질의 스테이터(110) 사이에 작용하는 합력(Pt)의 방향은 중력의 방향과 교차하게 된다.

이러한 로터(120)의 위치 조정은 모터(100)의 동작 준비 단계에서 스테이터(110)와 로터(120)의 중심축을 맞추기 위해 필요한 부상력의 크기를 감소시킬 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 단면도이다.　이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치와 동일한 구성요소는 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 구동 장치의 모터부(102)는 스테이터(210)와 로터(220)를 포함한다.

스테이터(210)는 복수의 티스(211~216)를 포함한다.

예를 들어, 스테이터(210)는 6개의 티스(211~216)를 구비하며, 각각의 복수의 티스(211~216)에는 개별적으로 코일(C11, C12, C21, C22, C31, C32)이 권선될 수 있다. 이때, 제1 코일(C11)은 제1 티스(211)를 중심으로 좌우로 권선될 수 있다.

이하에서는 도면에 도시된 바와 같이, 스테이터(210)가 6개의 티스(211~216)를 갖는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

여기에서, 제1 티스(211)에는 제1 코일(C11)이 권선되고, 제1 티스(211)와 마주보는 제4 티스(214)에는 제4 코일(C12)이 권선된다.

이때, 제1 티스(211)와 제4 티스(214)는 지면에 평행한 기준선(Lg) 상에 배치된다. 기준선(Lg)은 지면에 수직간 제1 직선(L1)과 수직 관계로 배치된다.

참고로, 제1 티스(211)와 제4 티스(214)는 다른 티스(212, 213, 215, 216)보다 기준선(Lg)에 인접하도록 배치될 수 있다.

또한, 제1 티스(211)는 기준선(Lg)과 제1 각도(θ)를 이루는 제1 가이드라인(Lg1)과 제2 가이드라인(Lg2) 사이에 배치될 수 있다.

여기에서, 제1 각도(θ)는 60도이거나, 60도 보다 작을 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(200)는 모터부(100)의 정지 동작시, 제1 코일(C11)과 제4 코일(C12)에 다른 코일(C21, C22, C31, C32)보다 큰 직류 전류를 인가할 수 있다.

이 경우, 로터(220)의 제1 극(220a) 또는 제2 극(220b)은 제1 코일(C11)과 마주보도록 배치될 수 있다.

이때, 로터(220)에 인가되는 힘의 방향은 제1 코일(C11) 또는 제4 코일(C12)의 권선 방향과 수직을 이룬다.

로터(220)에 인가되는 힘은 '앙페르의 오른 나사의 법칙(Ampere's　Right－Handed　Screw　Rule)'에 의해 쉽게 이해될 수 있으므로 이하에서 자세한 설명은 생략하도록 한다.

즉, 본 발명은 제어부(200)는 정지 과정에서, 제1 코일(C11)과 제4 코일(C12)에 다른 코일(C21, C22, C31, C32)보다 큰 직류 전류를 우선 인가함으로써, 로터(220)와 스테이터(110) 사이에 작용하는 인력이 중력과 교차되도록 한다.

이를 통해, 로터(120)와 스테이터(110)의 중심축을 일치시키기 위해 자기 베어링(130)에서 발생되는 부상력의 크기는 감소될 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 구동 장치의 모터부(103)는 스테이터(310)와 로터(320)를 포함한다.

스테이터(310)는 복수의 티스(315)를 포함한다. 스테이터(310)에는 복수의 코일(Ca1, Ca2, Cb1, Cb2, Cc1, Cc2)이 권선될 수 있다.

각각의 코일(Ca1, Ca2, Cb1, Cb2, Cc1, Cc2)은 스테이터(310)의 서로 다른 영역(A11, A12, A21, A22, A31, A32)에 권선될 수 있다.

여기에서 각각의 영역(A11, A12, A21, A22, A31, A32)은 동일한 크기로 설정될 수 있다.

예를 들어, 제1 코일(Ca1)은 스테이터(310)의 제1 영역(A11) 내에서, 스테이터(310)의 바디를 중심으로 내면과 외면을 교대하도록 복수의 티스(315)에 걸쳐 권선될 수 있다.

마찬가지로, 제2 코일(Ca2)은 스테이터(310)의 제2 영역(A21) 내에서, 스테이터(310)의 바디를 중심으로 내면과 외면을 교대하도록 복수의 티스(315)에 걸쳐 권선될 수 있다.

이때, 제1 영역(A11)과 제2 영역(A21)은 지면에 평행한 기준선(Lg)에 대칭되도록 배치될 수 있다.

여기에서, 제어부(200)는 모터부(100)의 초기 정렬 동작시 제1 코일(Ca1)과 제2 코일(Ca2)에 다른 코일(Cb1, Cb2, Cc1, Cc2)보다 큰 직류 전류를 인가할 수 있다.

이 경우, 로터(320)의 제1 극(320a)과 제2 극(320b)의 경계선은 기준선(Lg)에 수직한 제1 직선(L1) 상에 배치된다.

이때, 로터(320)에 인가되는 힘의 방향은 기준선(Lg)의 방향과 일치한다. 즉, 로터(320)에 인가되는 힘의 방향은 중력의 방향과 교차한다.

이때, 로터(320)에 인가되는 힘은 '앙페르의 오른 나사의 법칙(Ampere's　Right－Handed　Screw　Rule)'에 의해 쉽게 이해될 수 있으므로 이하에서 자세한 설명은 생략하도록 한다.

이어서, 도면에 명확하게 도시되지는 않았으나, 제어부(200)는 자기 베어링(130)에 회전축(125)을 부상시키는 자력을 발생시킨다.

즉, 본 발명은 제어부(200)는 초기 정렬 과정에서, 제1 코일(Ca1)과 제2 코일(Ca2)에 다른 코일(Cb1, Cb2, Cc1, Cc2)보다 큰 직류 전류를 우선 인가함으로써, 로터(220)와 스테이터(110) 사이에 작용하는 인력이 중력과 교차되도록 한다.

이를 통해, 로터(120)와 스테이터(110)의 중심축을 일치시키기 위해 자기 베어링(130)에서 발생되는 부상력의 크기는 감소될 수 있다.

즉, 본 발명은 상대적으로 작은 부상력을 발생시키는 자기 베어링(130)만으로도 로터(120)와 스테이터(110)를 초기 정렬시킬 수 있으므로, 자기 베어링(130)의 필요 성능을 낮출 수 있다.

따라서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모터부는 상대적으로 저렴한 자기 베어링(130)을 구비하더라도 정상 동작할 수 있으므로, 모터 구동 장치의 제조 원가와 생산 비용은 낮아질 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100: 모터부 105: 하우징
107: 지지부 110: 스테이터
120: 로터 125: 회전축
127: 플레이트 130: 자기 베어링
140: 백업 베어링 150: 가이드 베어링
200: 제어부

Claims (10)

1. 하우징;
   상기 하우징 내면에 고정되고, 복수의 코일이 각각 권선된 복수의 티스(teeth)를 포함하는 스테이터;
   상기 스테이터 내에 배치되며 상기 복수의 코일에서 발생된 자기장에 의해 회전하는 로터;
   상기 로터의 축방향으로 연장되는 회전축;
   상기 회전축을 상측으로 부상시키는 자력이 발생되는 자기 베어링; 및
   상기 복수의 코일에 전류를 인가하고, 상기 자기 베어링의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 로터는 일측과 타측이 서로 다른 극성을 갖는 마그넷을 포함하고,
   상기 제어부는 상기 서로 다른 극성 사이의 경계선이 지면에 수직이 되도록 상기 복수의 코일에 전류를 인가하는
   모터 구동 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 복수의 코일 중에서 기준선에 인접한 코일에 다른 코일들보다 더 큰 전류를 인가하고,
   상기 기준선은, 상기 지면과 제1 각도를 갖도록 배치되며,
   상기 제1 각도는, 상기 로터에 포함된 상기 마그넷의 극성 수가 많아질수록 증가되는
   모터 구동 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 스테이터는, 제1 내지 제3 코일이 각각 권선된 제1 내지 제3 티스를 포함하고,
   상기 제1 티스는, 상기 제2 및 제3 티스보다 상기 기준선에 더 가까이에 배치되며,
   상기 제어부는, 상기 제2 및 제3 코일에 인가되는 전류보다 상기 제1 코일에 더 큰 전류를 인가하는
   모터 구동 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 로터는, 2극의 극성을 갖는 마그넷을 포함하고,
   상기 기준선은, 상기 지면과 평행하게 배치되는
   모터 구동 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 로터는, 4극의 극성을 갖는 마그넷을 포함하고,
   상기 기준선은, 상기 지면과 45도를 이루도록 배치되는
   모터 구동 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 코일에 전류를 인가함에 따라 상기 로터에 작용하는 힘의 방향은, 상기 로터에 작용하는 중력의 방향에 교차하도록 형성되는
   모터 구동 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 복수의 코일에 서로 다른 직류 전원을 인가하여, 상기 로터에서 상기 극성의 경계를 지나는 직선이 상기 지면에 수직이 되도록 배치하는
   모터 구동 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 복수의 코일 중 가장 큰 전류가 인가된 코일의 권선 방향은, 상기 극성의 경계를 지나는 직선과 평행하게 배치되는
   모터 구동 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 로터가 회전을 완전히 멈추는 경우, 상기 복수의 코일에 직류 전원를 인가하고,
   상기 로터가 다시 회전을 시작하는 경우, 상기 자기 베어링이 자력을 발생하도록 제어하는
   모터 구동 장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 회전축의 상측 및 하측에 각각 배치되고, 상기 자기 베어링보다 상기 회전축에 인접하도록 배치되는 백업 베어링을 더 포함하는
    모터 구동 장치.

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