KR20200113873A - motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same - Google Patents

motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200113873A
KR20200113873A KR1020190034684A KR20190034684A KR20200113873A KR 20200113873 A KR20200113873 A KR 20200113873A KR 1020190034684 A KR1020190034684 A KR 1020190034684A KR 20190034684 A KR20190034684 A KR 20190034684A KR 20200113873 A KR20200113873 A KR 20200113873A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
phase
phase motor
driving device
voltage
Prior art date
Application number
KR1020190034684A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권선구
전차승
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020190034684A priority Critical patent/KR20200113873A/en
Priority to EP20166014.9A priority patent/EP3716468A1/en
Priority to CN202010224410.XA priority patent/CN111756278B/en
Priority to AU2020202160A priority patent/AU2020202160B2/en
Priority to US16/830,478 priority patent/US11128242B2/en
Publication of KR20200113873A publication Critical patent/KR20200113873A/en
Priority to US17/366,366 priority patent/US11522475B2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

The present invention relates to a driving device for driving a plurality of motors, particularly three-phase and one-phase motors using a single inverter, and a home appliance including the same. According to an embodiment of the present invention, in the device for driving the motor in which an upper switching element and a lower switching element constitute a pair of switching units, and the three-phase motor and the one-phase motor are provided to be controlled in a parallel operation through the inverter having a total of three pairs of switching units and a connection point (neutral end) of upper and lower divided direct current (DC)-link capacitors, two pairs of switching units (three-phase switching units) are provided to be connected to a-phase and b-phase terminals of the three-phase motor, and the other pair of switching units (one-phase switching unit) is provided to be connected to a first terminal of the one-phase motor. The neutral end is provided to be connected to a c-phase terminal of the three-phase motor and a second terminal of the one-phase motor.

Description

단일 인버터를 이용한 3상과 1상 모터 구동장치 및 이를 포함하는 가전기기{motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same}[Motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same}

본 발명은 복수 개의 모터 특히 3상과 1상 모터를 단일 인버터를 이용하여 구동하는 구동장치 및 이를 포함하는 가전기기에 관한 것이다. The present invention relates to a driving device for driving a plurality of motors, in particular three-phase and one-phase motors using a single inverter, and a home appliance including the same.

모터는 스테이터에 대해서 로터가 회전하는 기기를 말하며, 모터 구동장치(driver, 드라이버)는 모터의 구동을 제어하기 위한 장치라 할 수 있다. The motor refers to a device in which the rotor rotates with respect to the stator, and the motor driving device (driver) may be referred to as a device for controlling the driving of the motor.

스테이터에는 코일이 감겨 교류 전류 인가에 의해서 자기장의 방향이 교변하게 되며, 이러한 자기장의 변화에 따라 로터가 스테이터에 대해서 회전하게 된다. 모터 구동장치는 이러한 모터의 구동을 제어하기 위한 장치로서, 로터의 회전 속도, 회전 방향 그리고 토크를 제어하도록 구비될 수 있다. A coil is wound around the stator, and the direction of the magnetic field is changed by applying an alternating current, and the rotor rotates with respect to the stator according to the change in the magnetic field. The motor driving device is a device for controlling the driving of such a motor, and may be provided to control the rotation speed, rotation direction and torque of the rotor.

모터 및 모터 구동장치가 가전기기에 적용되는 경우, 가전기기의 프로세서(제어부)는 모터 구동장치를 제어하여 모터의 구동을 제어하게 된다.When a motor and a motor driving device are applied to a home appliance, the processor (control unit) of the home appliance controls the motor driving device to control driving of the motor.

모터 구동장치는 넓게는 인버터, 인버터 제어부, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력전류 검출부 그리고 모터에 인가되는 출력 전압을 검출하는 출력전압 검출부를 포함할 수 있다. 모터 구동장치는 좁게는 인버터 내지는 인버터 회로를 의미할 수도 있다. The motor driving apparatus may broadly include an inverter, an inverter control unit, an output current detection unit that detects an output current flowing through the motor, and an output voltage detection unit that detects an output voltage applied to the motor. The motor driving device may narrowly mean an inverter or an inverter circuit.

일반적으로, 3상 모터를 구동하기 위하여, 6개의 스위칭 소자를 사용하는 3상 모터 드라이버 또는 인버터 회로(B6 인버터)가 적용된다. 재료비 절감을 목적으로 하여, 4개의 스위칭 소자와 중성단 즉 분할 DC-링크 커페시터(Splited DC-Link Capacitor)의 연결점을 이용한 B4 인버터 위상제어(topology)가 제안되고 있다. 즉, 특정 상(phase)의 전류를 스위칭하기 위한 한 쌍의 스위칭 소자를 생략하고, 특정 상은 상하 양단의 커페시터 사이의 노드(node)를 3상 모터의 특정 상과 결선하는 방식이라 할 수 있다. In general, in order to drive a three-phase motor, a three-phase motor driver or inverter circuit (B6 inverter) using six switching elements is applied. For the purpose of reducing material cost, a B4 inverter topology using a connection point of four switching elements and a neutral terminal, that is, a split DC-Link capacitor has been proposed. That is, it can be said that a pair of switching elements for switching the current of a specific phase is omitted, and a node between the capacitors at both ends of a specific phase is connected to a specific phase of a three-phase motor.

그러나, 이 경우 상하단 커페시터 양단에서 인가되는 DC 링크 전압의 차이 때문에 지령 전압과 실제 발생 전압의 차이가 발생한다. 이러한 비대칭적인 출력 전압 특성으로 인해, 모터에서의 토크 리플 커지게 되며 전압 이용률 감소가 필연적으로 발생할 수밖에 없다. 따라서, B4 인버터에서는 출력 전압의 왜곡 현상과 B6 인버터에 비해 증가하는 불평형 특성을 개선하는 것이 주요 과제라 할 수 있다. However, in this case, a difference between the command voltage and the actual generated voltage occurs due to the difference in the DC link voltage applied from both ends of the upper and lower capacitors. Due to this asymmetrical output voltage characteristic, torque ripple in the motor becomes large, and a reduction in voltage utilization inevitably occurs. Therefore, it can be said that the main task in the B4 inverter is to improve the distortion of the output voltage and the increased unbalance characteristics compared to the B6 inverter.

대한민국 특허공보 10-2017-0087271(이하 "선행특허"라 한다)에서는 단일 인버터를 이용하여 3상 모터와 1상 모터를 제어하기 위한 모터 구동장치 및 이를 포함하는 가전기기를 제안하고 있다. Korean Patent Publication 10-2017-0087271 (hereinafter referred to as "prior patent") proposes a motor driving device for controlling a three-phase motor and a one-phase motor using a single inverter, and a home appliance including the same.

그러나, 선행특허에서는 구체적으로 3상 모터와 1상 모터의 병렬 운전 방법에 대한 사항을 개시하고 있지 않다. 즉, 3상 모터와 1상 모터를 단일 인버터를 이용하여 제어하는 경우, 발생할 수 있는 모든 경우의 수에 대한 모터 제어 방법을 명확히 제시하고 있지 않다. 다시 말하면, 1상 모터나 3상 모터만 구동하는 경우, 두 개의 모터가 동시에 구동하는 경우, 그리고 어느 하나의 모터의 구동을 시작할 때 다른 하나의 모터가 구동 중인 경우 각각에 대한 명확한 제어 방법을 개시하고 있지 않다. However, the prior patent does not specifically disclose a method of parallel operation of a three-phase motor and a one-phase motor. That is, when a three-phase motor and a one-phase motor are controlled using a single inverter, the motor control method for the number of possible occurrences is not clearly presented. In other words, when only a 1-phase motor or 3-phase motor is driven, when two motors are running at the same time, and when the other motor is running when one motor is started, a clear control method is initiated. Not doing.

1상 모터의 전압 벡터 인가 주기(180도)와 3상 모터의 전압 벡터 인가 주기(90도)는 서로 다르다. 선행특허에서는, 전압 벡터 인가 주기가 서로 다른 모터들의 병렬 운전 방식에서, 전압 편차의 구체적인 보상 방안에 대해서도 개시하고 있지 않다. The voltage vector application period (180 degrees) of the 1-phase motor and the voltage vector application period (90 degrees) of the 3-phase motor are different from each other. In the prior patent, a specific compensation scheme for voltage deviation is not disclosed in a parallel operation method of motors having different voltage vector application periods.

한편, 1상 모터는 그 특성상 기동 토크 위치에 따라서 기동 토크가 0(zero)가 되는 위치가 존재하게 된다. 즉, 1상 모터에서 로터가 특정 위치에 있는 경우 기동이 불가능한 문제가 있다. On the other hand, the 1-phase motor has a position where the starting torque becomes 0 (zero) according to the starting torque position due to its characteristics. That is, in a 1-phase motor, when the rotor is in a specific position, there is a problem that it is impossible to start.

물론, 1상 모터의 구조 변경을 통해서 기동 문제의 해결이 가능할 수 있다. 그러나 이러한 구조 변경은 단방향 기동만 가능하며 모터 제작과 최적화의 어려움이 따른다. 또한, 주권선과 보조권선 사이에 시동 커페시터를 연결하는 구조가 사용될 수 있다. 이 구조에서 라인 스타트(line-start) 방식으로 고정 주파수 전원을 인가하는 고정 주파수 방식과 인버터를 이용하여 가변 주파수를 인가하는 방식이 적용될 수 있다. 그러나 고정 주파수 방식은 단방향 기동만 가능한 문제가 있으며, 가변 주파수 방식은 특정 위치에서 기동 토크의 부족으로 기동이 불가능하거나 원활하지 않은 문제를 내포하고 있다. Of course, it is possible to solve the starting problem by changing the structure of the 1-phase motor. However, this structural change is possible only for one-way start, and it is difficult to manufacture and optimize the motor. In addition, a structure for connecting a starting capacitor between the main winding and the auxiliary winding may be used. In this structure, a fixed frequency method in which a fixed frequency power is applied in a line-start method and a method in which a variable frequency is applied using an inverter can be applied. However, the fixed frequency method has a problem that only one-way start is possible, and the variable frequency method has a problem that starting is impossible or not smooth due to a lack of starting torque at a specific position.

따라서, 1상 모터와 3상 모터를 단일 인버터를 이용하여 구동 제어하는 경우, 출력 전압 불평형성을 최소화하고, 1상 모터를 정렬하여 양방향으로 원활히 기동할 수 있으며, 아울러 3상 모터를 정렬하여 기동 특성을 최대화할 수 있는 방안이 모색될 필요가 있다. Therefore, when driving and controlling a 1-phase motor and a 3-phase motor using a single inverter, the output voltage imbalance can be minimized, and the 1-phase motor can be aligned to smoothly start in both directions, and the 3-phase motor is aligned and started. It is necessary to find a way to maximize the characteristics.

본 발명은 기본적으로 전술한 종래의 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다. The present invention basically aims to solve the above-described conventional problem.

본 발명의 일실시예를 통해서, 단일 인버터를 통해서 1상 모터와 3상 모터의 병렬 운전이 효과적으로 가능한 모터 구동장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다. According to an embodiment of the present invention, an object is to provide a motor driving apparatus and a control method thereof capable of effectively performing parallel operation of a 1-phase motor and a 3-phase motor through a single inverter.

본 발명의 일실시예를 통해서, 1상 모터의 기동 불가를 해소하고, 기동 토크를 최대화할 수 있는 모터 정렬 방법을 제공하고자 한다. Through an embodiment of the present invention, it is intended to provide a motor alignment method capable of eliminating the inability to start a 1-phase motor and maximizing the starting torque.

본 발명의 일실시예를 통해서, 3상 모터에서 기동 토크 최대화할 수 있는 모터 정렬 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a motor alignment method capable of maximizing starting torque in a three-phase motor.

본 발명의 일실시예를 통해서, 전압 불평형성을 해소하여 안정적으로 1상 모터와 3상 모터를 구동할 수 있는 모터 구동장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다. According to an embodiment of the present invention, a motor driving apparatus capable of stably driving a 1-phase motor and a 3-phase motor by eliminating voltage imbalance and a control method thereof is provided.

전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 1상 모터와 3상 모터를 병렬 운전할 수 있는 모터 구동장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. 이러한 1상 모터, 3상 모터 그리고 모터 구동장치가 적용된 가전기기 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a motor driving apparatus capable of driving a 1-phase motor and a 3-phase motor in parallel, and a control method thereof. It is possible to provide a home appliance to which such a 1-phase motor, a 3-phase motor, and a motor driving device is applied, and a control method thereof.

이러한 가전기기의 대표적인 예로 세탁기가 있으며, 냉장고, 에어컨 등 복수 개의 모터가 사용될 수 있는 가전기기에 본 실시예에 따른 모터 구동장치가 적용될 수 있을 것이다. A typical example of such a home appliance is a washing machine, and the motor driving device according to the present embodiment may be applied to a home appliance such as a refrigerator and an air conditioner in which a plurality of motors can be used.

구체적으로, 상기 모터 구동장치는 상측 스위칭 소자와 하측 스위칭 소자가 한 쌍의 스위칭부를 이루며 총 3 쌍의 스위칭부와 상하 분할 DC-링크 커페시터의 연결점(중성단)을 갖는 인버터를 통해 3상 모터와 1상 모터를 병렬 운전 제어하도록 구비될 수 있다. Specifically, in the motor driving device, the upper switching element and the lower switching element constitute a pair of switching units, and a three-phase motor and a three-phase motor through an inverter having a connection point (neutral end) of a total of three pairs of switching units and a vertically divided DC-link capacitor. It may be provided to control the parallel operation of the 1-phase motor.

상기 모터 구동장치에서, 2쌍의 스위칭부(3상 스위칭부)는 각각 3상 모터의 a 상 단자와 b 상 단자와 결선되도록 구비되고, 다른 한쌍의 스위칭부(1상 스위칭부)는 1상 모터의 제1단자와 결선되도록 구비되며, 상기 중성단은 3상 모터의 c 상 단자 및 1상 모터의 제2단자와 결선되도록 구비될 수 있다. In the motor driving apparatus, two pairs of switching units (three-phase switching units) are provided to be connected to a phase a terminal and a phase b terminal of a three-phase motor, respectively, and the other pair of switching units (one-phase switching unit) is a one-phase It is provided to be connected to the first terminal of the motor, and the neutral end may be provided to be connected to the c-phase terminal of the 3-phase motor and the second terminal of the 1-phase motor.

상기 1상 스위칭부의 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)는 합선(arm short)을 방지하기 위하여 상보적으로 동작하여 동시 on 이 불가하도록 제어함이 바람직하다. It is preferable that the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar of the one-phase switching unit operate complementarily to prevent an arm short so that simultaneous ON is not possible.

상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 작동은 소자의 고유 특성인 데드 타임(dead time)과 아이들 타임(idle time)을 고려하여 수행됨이 바람직하다. It is preferable that the operation of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar is performed in consideration of a dead time and an idle time, which are inherent characteristics of the element.

상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 작동 시 온(On) 및 오프(Off) 시의 최대 시간은 상기 데드 타임과 아이들 타임의 합보다 작도록 설정되어 제어됨이 바람직하다. It is preferable that the maximum time when the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar are operated is set to be smaller than the sum of the dead time and the idle time and controlled.

상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터의 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 정렬을 수행한 후, 상기 1상 모터가 구동되도록 제어하는 것이 바람직하다. When the driving command of the 1-phase motor is reached to the motor driving device, the motor driving device performs alignment so that the rotor of the 1-phase motor avoids a position incapable of starting, and then controls the 1-phase motor to be driven. It is desirable.

상기 모터 구동장치는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 구동을 통해 상기 1상 모터에 교반 전류를 주입하여, 상기 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 제어함이 바람직하다. It is preferable that the motor driving device injects a stirring current to the 1-phase motor through driving of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar, and controls the rotor to avoid a position in which it cannot be started.

상기 모터 구동장치는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)의 온(On) 시간(T1)과 상기 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 오프(Off) 시간(T2)의 비율을 달리 설정하여 제어하는 것이 바람직하다. It is preferable that the motor driving device is controlled by differently setting a ratio of the on time (T1) of the upper switching element (Sc) and the off time (T2) of the lower switching element (Sc_bar). .

상기 모터 구동장치는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)의 온(On)에 의해 상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크의 값과 상기 하측 스위칭 소자(Sc)의 온(On)에 의해 상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크의 값을 달리하여, 상기 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 제어하는 것이 바람직하다. The motor driving device is configured to generate the first phase by turning on the current and torque applied to the one-phase motor by turning on the upper switching element Sc and turning on the lower switching element Sc. It is preferable to control the rotor so as to avoid the position where it cannot start by varying the values of the current and torque applied to the motor.

상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크는 PWM 신호를 기반으로 수행될 수 있다. Current and torque applied to the 1-phase motor may be performed based on a PWM signal.

상기 PWM 신호의 파형은 사인(sine) 파형, 사각 파형 또는 사다리꼴 파형 중 어느 하나일 수 있다. The waveform of the PWM signal may be any one of a sine waveform, a square waveform, or a trapezoidal waveform.

상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는 현재 상기 3상 모터의 구동 여부에 따라 상기 1상 모터의 구동 방법을 달리하는 것이 바람직하다. 이를 통해서, 1상 모터의 정렬을 보다 효과적으로 수행할 수 있으며, 전압 불평형성을 줄이는 것이 가능하다. When the driving command of the 1-phase motor is reached to the motor driving device, it is preferable that the motor driving device change the driving method of the 1-phase motor according to whether or not the 3-phase motor is currently driven. Through this, it is possible to more effectively align the 1-phase motor and reduce voltage imbalance.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터가 구동 중인 경우에는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 구동을 통해, 상기 1상 모터에 정/역방향 회전 토크를 발생시키기 위한 교반 전류를 주입하도록 제어하는 것이 바람직하다. When the three-phase motor is driven, the motor driving device is agitated to generate a forward/reverse rotation torque to the one-phase motor through driving of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar. It is desirable to control to inject current.

상기 모터 구동장치는, 상기 2쌍의 스위칭부(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)를 통해 상기 3상 모터에 상측 DC 링크 전압(V1)만 인가되는 구간과 하측 DC 링크 전압(V2)만 인가되는 구간에서, 상기 1상 모터에 교반 전류가 주입되도록 제어하는 것이 바람직하다. The motor driving device is a section in which only the upper DC link voltage (V1) is applied to the three-phase motor through the two pairs of switching units (Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar) and only the lower DC link voltage (V2) is applied. In the section, it is preferable to control the stirring current to be injected into the 1-phase motor.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터에 V2 전압만 인가되는 구간에서 상측 스위칭 소자(Sc)를 온(On)으로 구동하여 플러스 전류를 출력하고, 상기 3상 모터에 V1 전압만 인가되는 구간에서 하측 스위칭 소자(Sc_bar)를 온(On)으로 구동하여 마이너스 전류를 출력하여, 상기 3상 모터에 인가되는 전압 불평형성을 감소시키는 것이 바람직하다. The motor driving device outputs a positive current by driving the upper switching element Sc to On in a section in which only the voltage V2 is applied to the three-phase motor, and in a section in which only V1 voltage is applied to the three-phase motor. It is preferable to reduce the voltage imbalance applied to the three-phase motor by driving the lower switching element Sc_bar to ON to output a negative current.

상기 모터 구동장치에 상기 3상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는 현재 상기 1상 모터의 구동 여부에 따라 상기 3상 모터의 구동 방법을 달리하는 것이 바람직하다. 이를 통해서, 3상 모터의 정렬을 보다 효과적으로 수행할 수 있으며, 전압 불평형성을 줄일 수 있다. When a driving command of the three-phase motor is reached to the motor driving device, it is preferable that the motor driving device change the driving method of the three-phase motor according to whether or not the one-phase motor is currently driven. Through this, it is possible to more effectively align the three-phase motor and reduce voltage imbalance.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터가 정지 중인 경우에는, 상기 2쌍의 스위칭부(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)를 통해 상기 3상 모터에 상측 DC 링크 전압(V1)과 하측 DC 링크 전압(V2)이 모두 인가되는 구간에서, 상기 3상 모터에 V2 전압과 V1 전압이 모두 인가되는 구간에서 상기 3상 모터의 정렬을 수행하는 것이 바람직하다. The motor drive device, when the one-phase motor is stopped, the upper DC link voltage (V1) and the lower DC link voltage to the three-phase motor through the two pairs of switching units (Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar) In a section in which all (V2) is applied, it is preferable to perform alignment of the three-phase motor in a section in which both voltages V2 and V1 are applied to the three-phase motor.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터가 구동 중인 경우에는, 상기 1상 모터에 V1 전압만이 인가되는 구간에서는 상기 3상 모터에 V2 전압만 인가하여 상기 3상 모터를 정렬하고, 상기 1상 모터에 V2 전압만이 인가되는 구간에서는 상기 3상 모터에 V1 전압만 인가하여 상기 3상 모터를 정렬하는 것이 바람직하다. The motor driving device aligns the three-phase motor by applying only the voltage V2 to the three-phase motor in a section in which only the voltage V1 is applied to the one-phase motor when the one-phase motor is being driven, and the one-phase motor In a section in which only the voltage V2 is applied to the motor, it is preferable to align the three-phase motor by applying only the voltage V1 to the three-phase motor.

상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령과 상기 3상 모터의 구동 지령이 동시에 도달하면, 상기 모터 구동장치는 상기 1상 모터와 3상 모터 중 어느 하나를 먼저 구동한 후 다른 하나를 구동하도록 제어할 수 있다. 이를 통해서, 전압 불평형성을 해소할 수 있으며 보다 단순한 제어 로직을 구성할 수 있다. When the driving command of the 1-phase motor and the driving command of the 3-phase motor reach the motor driving device at the same time, the motor driving device first drives one of the 1-phase motor and the 3-phase motor, and then drives the other. Can be controlled to do. Through this, voltage imbalance can be resolved and a simpler control logic can be constructed.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 정지한 상태에서, 어느 하나의 모터가 구동된 후 소정 시간 이후에 다른 하나의 모터가 구동되도록 제어할 수 있다. In a state in which both the 1-phase motor and the 3-phase motor are stopped, the motor driving device may control the other motor to be driven after a predetermined time after one motor is driven.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터에서의 출력 전압 불평형을 감소시키기 위하여, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 구동하는 상태에서, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 동일한 조건인 경우, 상기 1상 모터의 최대 전압 출력 위치와 상기 3상 모터의 최대 전압 출력 위치를 서로 달리 제어하는 것이 바람직하다. In order to reduce the output voltage imbalance in the three-phase motor, the motor driving device is provided in a state in which both the one-phase motor and the three-phase motor are driven and the speeds of the one-phase motor and the three-phase motor are the same. , It is preferable to control the maximum voltage output position of the 1-phase motor and the maximum voltage output position of the 3-phase motor differently from each other.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터에서의 출력 전압 불평형을 감소시키기 위하여, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 구동하는 상태에서, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 상이한 조건인 경우, 상기 1상 모터에 인가되는 상측 DC 링크 전압(V1)만 인가되는 구간과 하측 DC 링크 전압(V2)만 인가되는 구간의 비율이 달라지도록 제어하는 것이 바람직하다. In order to reduce the output voltage imbalance in the three-phase motor, the motor driving device is provided under a condition in which speeds of the one-phase motor and the three-phase motor are different in a state in which both the one-phase motor and the three-phase motor are driven. , It is preferable to control the ratio of the section in which only the upper DC link voltage V1 applied to the 1-phase motor is applied and the section in which only the lower DC link voltage V2 is applied is different.

상기 모터 구동장치는, 상기 V1보다 V2가 큰 경우에는, 1주기 내에서 상기 V1만 인가되는 구간이 감소되고 상기 V2만 인가되는 구간이 증가되도록, 상기 1상 스위칭부의 구동을 제어하고, 상기 V1보다 V2가 작은 경우에는, 1주기 내에서 상기 V1만 인가되는 구간이 증가되고 상기 V2만 인가되는 구간이 감소되도록, 상기 1상 스위칭부의 구동을 제어하는 것이 바람직하다. When V2 is greater than V1, the motor driving device controls driving of the 1-phase switching unit so that a section in which only V1 is applied is reduced and a section in which only V2 is applied is increased within one cycle, and the V1 When V2 is smaller than that, it is preferable to control the driving of the 1-phase switching unit so that the section in which only V1 is applied is increased and the section in which only V2 is applied is decreased within one cycle.

상기 모터 구동장치는, 상기 구간의 감소와 증가를 주기가 진행됨에 따라 비례적으로 수행하는 것이 바람직하다. It is preferable that the motor driving apparatus performs proportional reduction and increase of the section as the cycle progresses.

상기 모터 구동장치는, 상기 V1과 V2가 서로 다른 경우에도 상기 3상 스위칭부의 듀티(duty)비는 동일하게 유지되도록 제어하는 것이 바람직하다. It is preferable that the motor driving device is controlled so that the duty ratio of the three-phase switching unit remains the same even when the V1 and V2 are different from each other.

전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 1상 모터와 3상 모터를 병렬 운전할 수 있는 모터 구동장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. 이러한 1상 모터, 3상 모터 그리고 모터 구동장치가 적용된 가전기기 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a motor driving apparatus capable of driving a 1-phase motor and a 3-phase motor in parallel, and a control method thereof. It is possible to provide a home appliance to which such a 1-phase motor, a 3-phase motor, and a motor driving device is applied, and a control method thereof.

이러한 가전기기의 대표적인 예로 세탁기가 있으며, 냉장고, 에어컨 등 복수 개의 모터가 사용될 수 있는 가전기기에 본 실시예에 따른 모터 구동장치가 적용될 수 있을 것이다. A typical example of such a home appliance is a washing machine, and the motor driving device according to the present embodiment may be applied to a home appliance such as a refrigerator and an air conditioner in which a plurality of motors can be used.

구체적으로, 상기 모터 구동장치는, 상부 스위칭 소자와 하부 스위칭 소자가 한 쌍의 스위칭부를 이루어 총 3 쌍의 스위칭부와 상하 분할 DC-링크 커페시터의 연결점(중성단)을 갖는 인버터를 통해 3상 모터와 1상 모터를 병렬 운전 제어하도록 구비될 수 있다. Specifically, the motor driving device is a three-phase motor through an inverter having a total of three pairs of switching units and a connection point (neutral end) between the upper and lower switching elements formed by a pair of switching units. And a one-phase motor may be provided to control parallel operation.

상기 모터 구동장치에서, 2쌍의 스위칭부(3상 스위칭부)는 각각 3상 모터의 a 상 단자와 b 상 단자와 결선되도록 구비되고, 상기 중성단은 상기 3상 모터의 c 상 단자와 결선되어, 상기 3상 스위칭부에 의해서 상기 3상 모터의 구동을 제어하도록 구비될 수 있다. In the motor driving apparatus, two pairs of switching units (three-phase switching units) are provided to be connected to a phase a terminal and a phase b terminal of a three-phase motor, respectively, and the neutral terminal is connected to a phase c terminal of the three-phase motor. Thus, it may be provided to control the driving of the three-phase motor by the three-phase switching unit.

상기 모터 구동장치에서, 다른 한쌍의 스위칭부(1상 스위칭부)는 상기 1상 모터의 제1단자와 결선되고, 상기 1상 모터의 제2단자는 상기 중성단과 결선되어, 상기 1상 스위칭부에 의해서 상기 1상 모터의 구동을 제어하도록 구비될 수 있다. In the motor driving apparatus, another pair of switching units (1-phase switching units) are connected to a first terminal of the 1-phase motor, and a second terminal of the 1-phase motor is connected to the neutral terminal, and the 1-phase switching unit It may be provided to control the driving of the 1-phase motor by.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터와 3상 모터의 동시 구동 시, 상기 1상 스위칭부와 3상 스위칭부를 통해서 상기 1상 모터와 3상 모터가 연동되어 병렬 구동하도록 제어하도록 구비될 수 있다. The motor driving device may be provided to control the 1-phase motor and the 3-phase motor to interlock and drive in parallel through the 1-phase switching unit and the 3-phase switching unit when the 1-phase motor and the 3-phase motor are simultaneously driven. .

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 정지한 상태에서, 어느 하나의 모터가 구동된 후 소정 시간 이후에 다른 하나의 모터가 구동되도록 제어하도록 구비될 수 있다. The motor driving device may be provided to control the other motor to be driven after a predetermined time after one motor is driven in a state in which both the 1-phase motor and the 3-phase motor are stopped.

상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령과 상기 3상 모터의 구동 지령이 동시에 도달하면, 상기 모터 구동장치는 상기 1상 모터와 3상 모터 중 어느 하나를 먼저 구동한 후 다른 하나를 구동하도록 제어할 수 있다. When the driving command of the 1-phase motor and the driving command of the 3-phase motor reach the motor driving device at the same time, the motor driving device first drives one of the 1-phase motor and the 3-phase motor, and then drives the other. Can be controlled to do.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터에서의 출력 전압 불평형을 감소시키기 위하여, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 구동하는 상태에서, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 동일한 조건인 경우와 상이한 경우를 달리하여 상기 1상 모터와 3상 모터의 병렬 운전을 제어하는 것이 바람직하다. In order to reduce the output voltage imbalance in the three-phase motor, the motor driving device is provided in a state in which both the one-phase motor and the three-phase motor are driven and the speeds of the one-phase motor and the three-phase motor are the same. It is preferable to control the parallel operation of the one-phase motor and the three-phase motor differently from the case.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터의 전기각 기준 위치 정보와 연동 또는 동조하여 상기 1상 모터의 전압을 출력하는 것이 바람직하다. It is preferable that the motor driving device outputs the voltage of the 1-phase motor by interlocking or synchronizing with electric angle reference position information of the 3-phase motor.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 스위칭부의 구동 조건은 유지하고 상기 1상 스위칭부의 구동 조건을 가변할 수 있다. The motor driving device may maintain a driving condition of the three-phase switching unit and may change a driving condition of the one-phase switching unit.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터의 전기각 기준 위치 정보와 연동 또는 동조하여 상기 1상 모터의 전압을 출력하도록 제어할 수 있다. The motor driving device may control to output the voltage of the 1-phase motor by interlocking or synchronizing with the electric angle reference position information of the 3-phase motor.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 동일한 조건인 경우, 상기 1상 모터의 최대 전압 출력 위치와 상기 3상 모터의 최대 전압 출력 위치를 서로 달리 제어할 수 있다. The motor driving device may differently control a maximum voltage output position of the 1-phase motor and a maximum voltage output position of the 3-phase motor when the speeds of the 1-phase motor and the 3-phase motor are the same.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 상이한 조건인 경우, 상기 1상 모터에 인가되는 상측 DC 링크 전압(V1)만 인가되는 구간과 하측 DC 링크 전압(V2)만 인가되는 구간의 비율이 달라지도록 제어할 수 있다. When the speed of the 1-phase motor and 3-phase motor are different, the motor driving device applies only the upper DC link voltage V1 applied to the 1-phase motor and only the lower DC link voltage V2. It can be controlled so that the ratio of the section becomes different.

상기 모터 구동장치는, 상기 V1보다 V2가 큰 경우에는, 1주기 내에서 상기 V1만 인가되는 구간이 감소되고 상기 V2만 인가되는 구간이 증가되도록, 상기 1상 스위칭부의 구동을 제어하고, 상기 V1보다 V2가 작은 경우에는, 1주기 내에서 상기 V1만 인가되는 구간이 증가되고 상기 V2만 인가되는 구간이 감소되도록, 상기 1상 스위칭부의 구동을 제어하는 것이 바람직하다. When V2 is greater than V1, the motor driving device controls driving of the 1-phase switching unit so that a section in which only V1 is applied is reduced and a section in which only V2 is applied is increased within one cycle, and the V1 When V2 is smaller than that, it is preferable to control the driving of the 1-phase switching unit so that the section in which only V1 is applied is increased and the section in which only V2 is applied is decreased within one cycle.

상기 모터 구동장치는, 상기 구간의 감소와 증가를 주기가 진행됨에 따라 비례적으로 수행하는 것이 바람직하다. It is preferable that the motor driving apparatus performs proportional reduction and increase of the section as the cycle progresses.

상기 모터 구동장치는, 상기 V1과 V2가 서로 다른 경우에도 상기 3상 스위칭부의 듀티(duty)비는 동일하게 유지되도록 제어하는 것이 바람직하다. It is preferable that the motor driving device is controlled so that the duty ratio of the three-phase switching unit remains the same even when the V1 and V2 are different from each other.

상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터의 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 정렬을 수행한 후, 상기 1상 모터가 구동되도록 제어하는 것이 바람직하다. When the driving command of the 1-phase motor is reached to the motor driving device, the motor driving device performs alignment so that the rotor of the 1-phase motor avoids a position incapable of starting, and then controls the 1-phase motor to be driven. It is desirable.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 스위칭부의 상부 스위칭 소자(Sc)와 하부 스위칭 소자(Sc_bar)의 구동을 통해 상기 1상 모터에 교반 전류를 주입하여, 상기 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 제어하는 것이 바람직하다. The motor driving device controls the rotor to avoid a start impossible position by injecting a stirring current to the one-phase motor through driving of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar of the one-phase switching unit. It is desirable.

상기 모터 구동장치는, 상기 상부 스위칭 소자(Sc)의 온(On) 시간(T1)과 상기 하부 스위칭 소자(Sc_bar)의 오프(Off) 시간(T2)의 비율을 달리 설정하여 제어하는 것이 바람직하다. It is preferable that the motor driving device is controlled by differently setting a ratio of the on time T1 of the upper switching element Sc and the off time T2 of the lower switching element Sc_bar. .

상기 모터 구동장치는,상기 1상 스위칭부의 상부 스위칭 소자(Sc)의 온(On)에 의해 상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크의 값과 상기 1상 스위칭부의 하부 스위칭 소자(Sc)의 온(On)에 의해 상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크의 값을 달리하여, 상기 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 제어할 수 있다. The motor driving device includes values of current and torque applied to the 1-phase motor by turning on the upper switching element Sc of the 1-phase switching unit, and turning on the lower switching element Sc of the 1-phase switching unit. By varying the values of the current and torque applied to the 1-phase motor by (On), the rotor can be controlled so as to avoid the position where it is impossible to start.

상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크는 PWM 신호를 기반으로 수행될 수 있다. Current and torque applied to the 1-phase motor may be performed based on a PWM signal.

상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는 현재 상기 3상 모터의 구동 여부에 따라 상기 1상 모터의 구동 방법을 달리하는 것이 바람직하다. When the driving command of the 1-phase motor is reached to the motor driving device, it is preferable that the motor driving device change the driving method of the 1-phase motor according to whether or not the 3-phase motor is currently driven.

상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터가 구동 중인 경우에는, 상기 상부 스위칭 소자(Sc)와 하부 스위칭 소자(Sc_bar)의 구동을 통해, 상기 1상 모터에 정/역방향 회전 토크를 발생시키기 위한 교반 전류를 주입하도록 제어할 수 있다. When the three-phase motor is being driven, the motor driving device is agitated for generating a forward/reverse rotation torque to the one-phase motor through driving of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar. It can be controlled to inject current.

상기 모터 구동장치에 상기 3상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는 현재 상기 1상 모터의 구동 여부에 따라 상기 3상 모터의 구동 방법을 달리하는 것이 바람직하다. When a driving command of the three-phase motor is reached to the motor driving device, it is preferable that the motor driving device change the driving method of the three-phase motor according to whether or not the one-phase motor is currently driven.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터가 정지 중인 경우에는, 상기 2쌍의 스위칭부(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)를 통해 상기 3상 모터에 상측 DC 링크 전압(V1)과 하측 DC 링크 전압(V2)이 모두 인가되는 구간에서, 상기 3상 모터에 V2 전압과 V1 전압이 모두 인가되는 구간에서 상기 3상 모터의 정렬을 수행하는 것이 바람직하다. The motor drive device, when the one-phase motor is stopped, the upper DC link voltage (V1) and the lower DC link voltage to the three-phase motor through the two pairs of switching units (Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar) In a section in which all (V2) is applied, it is preferable to perform alignment of the three-phase motor in a section in which both voltages V2 and V1 are applied to the three-phase motor.

상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터가 구동 중인 경우에는, 상기 1상 모터에 V1 전압만이 인가되는 구간에서는 상기 3상 모터에 V2 전압만 인가하여 상기 3상 모터를 정렬하고, 상기 1상 모터에 V2 전압만이 인가되는 구간에서는 상기 3상 모터에 V1 전압만 인가하여 상기 3상 모터를 정렬하는 것이 바람직하다.The motor driving device aligns the three-phase motor by applying only the voltage V2 to the three-phase motor in a section in which only the voltage V1 is applied to the one-phase motor when the one-phase motor is being driven, and the one-phase motor In a section in which only the voltage V2 is applied to the motor, it is preferable to align the three-phase motor by applying only the voltage V1 to the three-phase motor.

전술한 실시예들에서의 특징들은 서로 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 적용되는 것이 가능할 것이다. Features in the above-described embodiments may be applied in combination in other embodiments unless contradictory or exclusive.

본 발명의 일실시예를 통해서, 단일 인버터를 통해서 1상 모터와 3상 모터의 병렬 운전이 효과적으로 가능한 모터 구동장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a motor driving apparatus and a control method thereof capable of effectively performing parallel operation of a 1-phase motor and a 3-phase motor through a single inverter.

본 발명의 일실시예를 통해서, 1상 모터의 기동 불가를 해소하고, 기동 토크를 최대화할 수 있는 모터 정렬 방법을 제공할 수 있다. Through an embodiment of the present invention, it is possible to provide a motor alignment method capable of eliminating the inability to start a 1-phase motor and maximizing a starting torque.

본 발명의 일실시예를 통해서, 3상 모터에서 기동 토크 최대화할 수 있는 모터 정렬 방법을 제공할 수 있다. Through an embodiment of the present invention, it is possible to provide a motor alignment method capable of maximizing starting torque in a three-phase motor.

본 발명의 일실시예를 통해서, 전압 불평형성을 해소하여 안정적으로 1상 모터와 3상 모터를 구동할 수 있는 모터 구동장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a motor driving apparatus and a control method thereof capable of stably driving a 1-phase motor and a 3-phase motor by eliminating voltage imbalance.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따모터 구동장치의 회로도;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동장치의 회로도;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 구동장치의 회로도;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법의 제어 흐름도;
도 5는 도 3에 도시된 실시예에서, 1상 모터만 구동되는 경우를 직관적으로 나타내는 회로도;
도 6은 1상 모터만 구동되는 경우의 모터 구동장치의 간략 회로도;
도 7은 1상 스윙칭부의 온/오프 주기를 설명하기 위한 개략도;
도 8은 1상 모터의 로터의 기동 토크가 0(zero)인 위치를 개략적으로 도시한 개략도;
도 9는 1상 PWM 제어 시 1상 스위칭부의 온/오프 주기를 설명하기 위한 개략도;
도 10은 1상 모터의 로터에 대한 이상 정렬 위치를 개략적으로 도시한 개략도;
도 11은 3상 모터만 구동되는 경우의 모터 구동장치의 간략 회로도;
도 12는 3상 모터만 구동되는 경우의 스윙칭부 조합에 따른 출력 전압 벡터;
도 13은 도 12에 도시된 4개 중 2 개의 스위칭부 조합에서의 간략 회로도 및 출력 전압 벡터;
도 14는 도 12에 도시된 4개 중 나머지 2개의 스위칭부 조합에서의 간략 회로도 및 출력 전압 벡터;
도 15는 본 발명의 일실시예에서의 출력 전압 불평형 해소를 위한 3상 스위칭부와 1상 스위칭부의 순차적인 작동 모습; 그리고
도 16은 본 발명의 다른 실시예에의 출력 전압 불평형 해소를 위한 1상 스위칭부의 순차적인 작동 모습을 도시하고 있다.
1 is a circuit diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a circuit diagram of a motor driving apparatus according to another embodiment of the present invention;
3 is a circuit diagram of a motor driving apparatus according to another embodiment of the present invention;
4 is a control flowchart of a control method according to an embodiment of the present invention;
5 is a circuit diagram intuitively illustrating a case in which only a 1-phase motor is driven in the embodiment shown in FIG. 3;
6 is a simplified circuit diagram of a motor driving apparatus when only a single-phase motor is driven;
7 is a schematic diagram for explaining an on/off period of a one-phase swinging unit;
Fig. 8 is a schematic diagram schematically showing a position where the starting torque of the rotor of the one-phase motor is zero;
9 is a schematic diagram for explaining an on/off period of a 1-phase switching unit in 1-phase PWM control;
10 is a schematic diagram schematically showing an abnormal alignment position with respect to the rotor of the one-phase motor;
11 is a simplified circuit diagram of a motor driving apparatus when only a three-phase motor is driven;
12 is an output voltage vector according to a combination of a swinging unit when only a three-phase motor is driven;
13 is a simplified circuit diagram and an output voltage vector in a combination of two of the four switching units shown in FIG. 12;
14 is a simplified circuit diagram and an output voltage vector in a combination of the remaining two switching units among the four shown in FIG. 12;
15 is a sequential operation of a three-phase switching unit and a one-phase switching unit for solving the output voltage unbalance in an embodiment of the present invention; And
16 shows a sequential operation of a one-phase switching unit for solving an output voltage unbalance according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동장치에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하여 3상 모터 및 1상 모터의 구동을 제어하기 위한 단일 인버터를 포함하는 모터 구동장치(10)의 결선 관계를 상세히 설명한다. First, a connection relationship between a motor driving apparatus 10 including a single inverter for controlling driving of a three-phase motor and a one-phase motor will be described in detail with reference to FIG. 1.

도시된 바와 같이, 인버터는 6 개의 스위칭 소자를 갖는 6B 인버터(20)라 할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서 2 개의 스위칭 소자(Sc, Sc_bar)는 1상 모터(40)의 구동을 제어하기 위해 사용되며, 4 개의 스위칭 소자(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)는 3상 모터(30)의 구동을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 2 개의 스위칭 소자와 4 개의 스위칭 소자가 서로 결선하여 6B 인버터와 유사하게 형성될 수도 있으며, 단일 6B 인버터를 통해서 본 실시예를 구현하는 것도 가능할 것이다. As shown, the inverter may be referred to as a 6B inverter 20 having six switching elements. However, in this embodiment, two switching elements (Sc, Sc_bar) are used to control the driving of the one-phase motor 40, and four switching elements (Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar) are three-phase motor 30 ) Can be used to control the drive. Accordingly, two switching elements and four switching elements may be connected to each other to form similar to a 6B inverter, and it may be possible to implement this embodiment through a single 6B inverter.

물론, 상기 모터 구동장치(10)는 3상 모터(30)와 1상 모터(10)와 개별적으로 구비된 후 상기 3상 모터 및 1상 모터와 결선될 수 있다. 상기 모터 구동장치(10)에는 외부 교류 전원이 인가될 수 있으며, 도시되지 않은 다른 소자들을 포함할 수 있다. 특히, 인버터를 구동하는 인버터 구동부(interter drive) 내지는 인버터 제어부는 상기 모터 구동장치(10)에 포함되거나 상기 모터 구동장치(10)에 연결될 수 있다. Of course, the motor driving device 10 may be separately provided with the three-phase motor 30 and the one-phase motor 10 and then connected to the three-phase motor and the one-phase motor. External AC power may be applied to the motor driving device 10, and other elements not shown may be included. In particular, an inverter driving unit or an inverter control unit for driving the inverter may be included in the motor driving device 10 or connected to the motor driving device 10.

상하 2 개의 스위칭 소자가 한 쌍으로 특정 상의 전류를 인가하도록 구비될 수 있다. 즉 a, b, c 상 중 어느 한 상의 전류를 인가하도록 구비될 수 있다. 좌측 한 쌍의 스위칭 소자에서의 인버터 레그(leg) C 노드는 3상 모터의 a 상 단자와 연결될 수 있다. 가운데 한 쌍의 스위칭 소자에서의 인버터 레그 A 노드는 3상 모터의 b 상 단자와 연결될 수 있다. 그리고 우측 한 쌍의 스위칭 소자에서의 인버터 레크 B 노드는 1상 모터의 c 단자와 연결되며 중성단 n 노드는 3상 모터의 c 상 단자 및 1상 모터의 t2 단자와 연결될 수 있다.Two upper and lower switching elements may be provided to apply a current in a specific phase as a pair. That is, it may be provided to apply a current of any one of phases a, b, and c. In the left pair of switching elements, the inverter leg C node may be connected to a phase a terminal of a three-phase motor. The inverter leg A node in the middle pair of switching elements may be connected to the b-phase terminal of the three-phase motor. In addition, the inverter rack B node of the right pair of switching elements may be connected to the c terminal of the 1-phase motor, and the neutral terminal n node may be connected to the c-phase terminal of the 3-phase motor and the t2 terminal of the 1-phase motor.

여기서, 중성단(n)은 상하 분할 DC-링크 커페시터(Ca, Cb)의 연결점을 의미하며, 인터버(10)는 이러한 중성단(n)을 갖고 있게 된다. 그리고 1쌍의 스위칭부(1상 스위칭부)는 1상 모터의 제어를 위해 구비되고, 다른 2쌍의 스위칭부(3상 스위칭부)는 3상 모터의 제어를 위해 구비될 수 있다. Here, the neutral end (n) refers to a connection point of the upper and lower divided DC-link capacitors (Ca, Cb), and the inverter 10 has such a neutral end (n). In addition, one pair of switching units (one-phase switching unit) may be provided for controlling the one-phase motor, and the other two pairs of switching units (three-phase switching unit) may be provided for controlling the three-phase motor.

도 1에 실시된 예에서, 3상 스위칭부는 스위칭 소자 Sc, Sc_bar, Sa, Sa_bar라 할 수 있으며, 1상 스위칭부는 스위칭 소자 Sb, Sb_bar라 할 수 있다. In the example illustrated in FIG. 1, the three-phase switching unit may be referred to as switching elements Sc, Sc_bar, Sa, and Sa_bar, and the one-phase switching unit may be referred to as switching elements Sb and Sb_bar.

따라서, 3상 스위칭부는 각각 3상 모터의 a상 단자와 b상 단자와 결선되도록 구비되며, 1상 스위칭부는 1상 모터의 제1단자(t1)와 결선되도록 구비될 수 있다. 그리고 중성단(n)은 3상 모터의 c상 단자 및 1상 모터의 제2단자(t2)와 결선되도록 구비될 수 있다. 상기 중성단(n)에서 연장되는 결선은 분지되어 각각 3상 모터의 c상 단자 및 1상 모터의 제2단자(t2)와 각각 연결된다. Accordingly, the three-phase switching unit may be provided to be connected to the a-phase terminal and the b-phase terminal of the three-phase motor, respectively, and the one-phase switching unit may be provided to be connected to the first terminal (t1) of the one-phase motor. And the neutral end (n) may be provided to be connected to the c-phase terminal of the three-phase motor and the second terminal (t2) of the 1-phase motor. The connection extending from the neutral terminal (n) is branched and connected to the c-phase terminal of the three-phase motor and the second terminal (t2) of the 1-phase motor, respectively.

또한, 3상 모터의 구동을 제어하기 위하여, 3상 스위칭부는 각각 3상 모터의 a 상 단자와 b상 단자와 결선되도록 구비되고, 상기 중성단(n)은 상기 3상 모터의 c상 단자와 결선되어, 상기 3상 스위칭부에 의해서 상기 3상 모터의 구동이 제어된다. In addition, in order to control the driving of the three-phase motor, the three-phase switching unit is provided to be connected to the a-phase terminal and the b-phase terminal of the three-phase motor, respectively, and the neutral terminal (n) is the c-phase terminal of the three-phase motor and After being connected, the driving of the three-phase motor is controlled by the three-phase switching unit.

아울러, 1상 모터의 구동을 제어하기 위하여, 1상 스위칭부는 상기 1상 모터의 제1단자(t1)와 결선되고, 상기 1상 모터의 제2단자(t2)는 상기 중선단(n)과 결선되어, 상기 1상 스위칭부에 의해서 상기 1상 모터의 구동이 제어된다. In addition, in order to control the drive of the 1-phase motor, the 1-phase switching unit is connected to the first terminal (t1) of the 1-phase motor, and the second terminal (t2) of the 1-phase motor is connected to the middle end (n) and After being connected, driving of the one-phase motor is controlled by the one-phase switching unit.

이러한 결선 관계를 통해서, 1상 모터와 3상 모터의 동시 구동 시, 상기 1상 스위칭부와 3상 스위칭부를 통해서, 상기 1상 모터와 3상 모터가 연동되어 병렬 구동하도록 제어될 수 있다. Through such a connection relationship, when the 1-phase motor and the 3-phase motor are simultaneously driven, the 1-phase motor and the 3-phase motor are interlocked and controlled to be driven in parallel through the 1-phase switching unit and the 3-phase switching unit.

한편, 3 쌍의 스위칭 소자를 갖는 인버터(20)를 통해서 결선 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 3 쌍 중 어느 1 쌍의 스위칭부를 1상 모터에 연결하는지에 따라 변경될 수 있다. Meanwhile, the wiring structure may be variously changed through the inverter 20 having three pairs of switching elements. That is, it may be changed according to which one of the three pairs of switching units is connected to the one-phase motor.

도 1은 우측 한 쌍의 스위칭 소자를 1상 모터에 연결한 실시예를 도시하고 있으며, 도 2는 가운데 한 쌍의 스위칭 소자를 1상 모터에 연결한 실시예를 도시하고 있으며, 도 3은 좌측 한 쌍의 스위칭 소자를 1상 모터에 연결한 실시예를 도시하고 있다. FIG. 1 shows an embodiment in which a pair of right switching elements are connected to a 1-phase motor, FIG. 2 shows an embodiment in which a pair of middle switching elements are connected to a 1-phase motor, and FIG. 3 is a left An embodiment in which a pair of switching elements are connected to a one-phase motor is shown.

따라서, 6B 인버터를 통해 다양한 결선 변화가 가능하게 된다. 이를 달리 설명하면, a, b, c 3 상을 갖는 인버터에서 필요에 따라 a, b, c 상 중 어느 한 상을 1상 모터에 이용할 수 있음을 의미하게 된다. 즉, 3상 모터와 1상 모터의 위치나 결선 편의를 위해서 1상 모터와 연결되는 스위칭 소자의 위치를 가변할 수 있다.Therefore, various wiring changes are possible through the 6B inverter. In other words, this means that in an inverter having three phases a, b, and c, any one of phases a, b, and c can be used for a 1-phase motor as needed. That is, the positions of the three-phase motor and the one-phase motor or the position of the switching element connected to the one-phase motor for convenience of connection may be varied.

이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동장치의 제어방법에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, a control method of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 제어 흐름을 도시하고 있다. 설명의 편의상 a, b, c 상 중 c 상을 1상 모터에 이용하는 것을 전제로 도시하였다. 즉, 도 3에 도시된 결선 구조(전체 구동 시스템)를 이용하여, 1상 모터의 정렬 방법, 3상 모터의 정렬 방법 그리고 출력 전압 불평형성 최소화 방법에 대해 상세히 설명한다. 4 shows a control flow according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, it is illustrated on the premise that the c phase of the a, b, and c phases is used for a 1-phase motor. That is, a method of aligning a one-phase motor, a method of aligning a three-phase motor, and a method of minimizing output voltage imbalance will be described in detail using the connection structure (total drive system) shown in FIG. 3.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실예에 따른 모터 구동장치의 제어방법은 구체적으로 단일 인버터 기반 1상 및 3상 모터의 병렬 운전 방법에 관한 것이라 할 수 있다. 즉, 1상 모터와 3상 모터는 단일 인버터를 통해서 제어될 수 있지만 서로 독립적으로 구동되거나 정지될 수 있다. 물론, 엄밀한 의미에서 1상 모터와 3상 모터가 독립적으로 구동되지 않을 수 있다. 왜냐하면, 실질적으로 1상 모터와 3상 모터의 제어를 위해서 1상 스위칭부를 공유하고 있기 때문이다. 각각의 모터만 구동되는 경우는 논외라 할 수 있지만, 각각의 모터가 동시에 구동되는 경우 서로 영향을 받을 수 밖에 없다. 물론, 이러한 영향을 최소화하여 실질적으로 독립적인 구동이 가능하도록 함이 바람직할 것이다. As shown in FIG. 4, a method of controlling a motor driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may specifically relate to a parallel operation method of a single inverter-based 1-phase and 3-phase motor. That is, the 1-phase motor and the 3-phase motor can be controlled through a single inverter, but can be driven or stopped independently of each other. Of course, in a strict sense, the 1-phase motor and 3-phase motor may not be driven independently. This is because the one-phase switching unit is substantially shared for controlling the one-phase motor and the three-phase motor. The case where only each motor is driven can be said to be out of the question, but if each motor is driven at the same time, they are bound to be affected by each other. Of course, it would be desirable to minimize these effects to enable substantially independent driving.

가전기기의 프로세서를 통해서 모터 구동장치로 1상 모터 및/또는 3상 모터의 구동 명령이 전달될 수 있다. 이러한 명령을 모터 구동장치에서 수신함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 따른 제어방법이 시작(S10)될 수 있다. A drive command for a 1-phase motor and/or a 3-phase motor may be transmitted to the motor driving device through the processor of the home appliance. By receiving such a command from the motor driving apparatus, the control method according to the embodiment of the present invention can be started (S10).

설명의 편의를 위해서, 단일 인버터 기반 1상 및 3상 모터의 병렬 운전 방법에 대해서 1상 모터만 구동을 시작하는 경우(S20), 3상 모터만 구동을 시작하는 경우(S30) 그리고 1상 모터와 3상 모터가 동시에 구동을 시작하는 경우(S40)를 순차적으로 설명한다. For convenience of explanation, for the parallel operation method of a single inverter-based 1-phase and 3-phase motor, when starting only a 1-phase motor (S20), starting only a 3-phase motor (S30), and a 1-phase motor A case where the and the three-phase motors start driving at the same time (S40) will be sequentially described.

1상 모터의 구동 명령이 수신(S20)되면 1상 모터를 구동하기 위한 제어가 수행될 수 있다. 이때, 3상 모터가 구동 중인지 여부를 판단하는 단계(S21)가 수행될 수 있다. 3상 모터가 구동 중인 경우 1상 모터의 구동을 위한 방식이 달라지게 된다. When a driving command of the 1-phase motor is received (S20), control for driving the 1-phase motor may be performed. At this time, a step (S21) of determining whether the three-phase motor is being driven may be performed. When the three-phase motor is being driven, the method for driving the one-phase motor is different.

1상 모터의 구동을 위하여 1상 모터의 정렬 방법을 설명하면 다음과 같다.The alignment method of the 1-phase motor for driving the 1-phase motor is as follows.

먼저, 3상 모터가 구동하지 않는 경우를 설명한다.First, a case where the three-phase motor is not driven will be described.

도 5에 도시된 바와 같이, 1상 모터만 구동하는 경우 전체 모터 구동 시스템 중 3상 모터의 제어를 위한 인버터 부분과 3상 모터는 비사용 상태라 할 수 있다. 즉, 3상 모터는 구동하지 않는 상태이다. 따라서, 사용하는 스위칭 소자와 결선은 검정색(또는 진한색)으로 표시될 수 있고 비사용 스위칭 소자와 결선은 회색(또는 연한색)으로 표시될 수 있다. 이 경우, 전체 모터 구동 시스템을 도 6에 도시된 바와 같이 간략한 회로로 표시할 수 있다. As shown in FIG. 5, when only the 1-phase motor is driven, the inverter part for controlling the 3-phase motor and the 3-phase motor among the entire motor driving system may be considered to be in a non-use state. That is, the three-phase motor is not driven. Therefore, switching elements and connections used may be displayed in black (or dark color), and unused switching elements and connections may be displayed in gray (or light colored). In this case, the entire motor drive system can be represented by a simple circuit as shown in FIG. 6.

1상 모터는, 전압과 전류 벡터 방향과 일치하는 특정 위치에서, 기동 토크가 발생하지 않는 특징을 설명한다 있다. 이러한 특정 위치를 회피하기 위해, 상측 스위치 Sc가 On 되었을 때를 모드 A, 하측 스위치 Sc_bar가 On 되었을 때를 모드 B로 정의할 수 있다. The one-phase motor has a feature that does not generate starting torque at a specific position coincident with the voltage and current vector directions. In order to avoid such a specific position, it is possible to define mode A when the upper switch Sc is on and mode B when the lower switch Sc_bar is on.

도 6에 도시된 간략 회로도에서, 모드 A인 경우 전류가 흐르고 있는 결선은 파란색으로 나타내고 전류가 흐르고 있지 않는 결선은 회색(또는 연한색)으로 표시할 수 있다. 또한, 모드 B인 경우 전류가 흐르고 있는 결선은 빨간색으로 나타내고 전류가 흐르고 있지 않는 결선은 회색(또는 연한색)으로 표시할 수 있다. 따라서, 상측 스위치 Sc와 하측 스위치 Sc_bar가 교대로 ON/OFF 됨에 따라 1상 모터에는 교변하는 전류가 인가(S22)되게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 교반 전류를 주입함으로써 1상 모터의 정렬, 즉 1상 모터의 로터의 위치가 정렬된다. 물론, 로터의 정렬 후 정상적인 구동이 수행된다. In the simplified circuit diagram shown in FIG. 6, in the case of mode A, a connection through which current flows may be displayed in blue, and a connection through which no current flows is displayed in gray (or light blue). In addition, in the case of mode B, a connection through which current is flowing may be displayed in red, and a connection through which no current is flowing may be displayed in gray (or light blue). Accordingly, as the upper switch Sc and the lower switch Sc_bar are alternately turned ON/OFF, an alternating current is applied to the 1-phase motor (S22). That is, as shown in FIG. 4, by injecting a stirring current, the alignment of the 1-phase motor, that is, the position of the rotor of the 1-phase motor is aligned. Of course, normal driving is performed after the rotor is aligned.

여기서, 상측 스위치 Sc와 하측 스위치 Sc_bar는 합선(arm short)을 방지하기 위해 동시 On이 불가하도록 하고, 회로와 소자 특성을 고려한 데드 타임(dead-time)과 아이들 타임(idle-time)을 반영하여 상보적인 동작 (complementary operation)을 수행하도록 함이 바람직하다. Here, the upper switch Sc and the lower switch Sc_bar cannot be turned on at the same time to prevent an arm short, and the dead-time and idle-time are reflected in consideration of circuit and device characteristics. It is desirable to perform a complementary operation.

즉, 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 작동은 소자 및 회로의 고유 특성인 데드 타임(dead time)과 아이들 타임(idle time)을 고려하여 수행됨이 바람직하다. 구체적으로는, 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 작동 시 온(On) 및 오프(Off) 시의 최대 시간은 상기 데드 타임과 아이들 타임의 합보다 작도록 설정되어 제어되는 것이 바람직하다. That is, it is preferable that the operation of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar is performed in consideration of the intrinsic characteristics of the element and the circuit, such as dead time and idle time. Specifically, when the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar are operated, the maximum time for ON and OFF is set to be smaller than the sum of the dead time and the idle time and controlled. desirable.

이러한 1상 모터의 정렬 방법은 도 7에 도시된 타임 시퀀스(timing sequence)로 요약해서 표현할 수 있을 것이다.The alignment method of the 1-phase motor may be summarized and expressed in a timing sequence shown in FIG. 7.

전체 주기 T에 대해서, Sc가 On되는 시간 T1과 Sc_bar가 On되는 시간 T2의 비율을 달리하여 모터 특성(데드 타임 및 아이들 타임과 같은 파라미터)에 따라 임의로 설정하게 되면, Sc 또는 Sc_bar를 지속적으로 On 시킴으로써 기동 토크를 발생하지 않는 지점을 회피할 수 있다. For the entire period T, if the ratio of time T1 when Sc is turned on and time T2 when Sc_bar is turned on is differently set according to motor characteristics (parameters such as dead time and idle time), Sc or Sc_bar is continuously turned on. By doing so, it is possible to avoid the point where starting torque is not generated.

즉, 교변 또는 교반(pulsating)하는 전류 주입을 통해서 로터를 기동 불가 영역에서 벗어나도록 하는 것이라 할 수 있다. 이때, 인가하는 T1과 T2 시간의 비율을 모터 파라미터에 따라 대칭적으로 할 수도 있으며, 비대칭적으로 할 수도 있다. 다만, 이 비율을 고정시켜서 전류를 인가하고 로터의 위치 정렬의 동작을 수행함이 바람직하다. In other words, it can be said that the rotor is moved out of the non-startable area through the injection of current to be changed or agitated. At this time, the ratio of the applied T1 and T2 times may be made symmetrically or asymmetrically according to the motor parameter. However, it is preferable to fix this ratio to apply current and perform the operation of aligning the rotor position.

도 8에는 기동 토크가 0(zero)가 되는 2 개소의 위치를 도시하고 있다. 즉, 스테이터에서의 자기장 방향과 로터에서의 자기장 방향이 서로 동일한 경우, 힘의 평형 상태가 되어 기동 토크가 0이 될 수 있다. Fig. 8 shows two positions where the starting torque becomes 0 (zero). That is, when the direction of the magnetic field in the stator and the direction of the magnetic field in the rotor are the same, the force is balanced and the starting torque can be zero.

수kHz로 동작하는 스위칭 주파수 구간 내에 도 7에 도시된 바와 같이 짧은 PWM 신호(스위칭 신호)로 인가되는 전압은 모터의 움직임을 만드는 전류 및 토크를 생성할 수 없다. A voltage applied as a short PWM signal (switching signal) as shown in FIG. 7 within a switching frequency section operating at several kHz cannot generate current and torque that make the motor move.

따라서 실제적으로는 도 9에 도시된 바와 같이, PWM 제어에 기반하는 스위칭 신호를 통해 인가되는 전류 및 토크를 통해 1상 모터는 정렬하게 된다. 비대칭적인 전류 및 토크의 인가량을 통해서 임의의 방향으로 Rotor의 초기 위치를 변경시킬 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 플러스 전류량의 적분값과 마이너스 전류량의 적분값의 차이만큼 로터의 초기 위치를 변경시킬 수 있다. 일례로, 플러스 전류량이 마이너스 전류량보다 큰 경우 로터의 N극이 스테이터의 a 상의 대면으로 이동되게 된다. Therefore, in practice, as shown in FIG. 9, the 1-phase motor is aligned through current and torque applied through a switching signal based on PWM control. The initial position of the rotor can be changed in an arbitrary direction through an asymmetric current and torque application. That is, as shown, the initial position of the rotor may be changed by a difference between the integral value of the positive current amount and the integral value of the negative current amount. For example, when the positive current amount is greater than the negative current amount, the N pole of the rotor is moved to the face of the phase a of the stator.

여기서, 스위칭 신호의 파형, 즉 전류 및 토크 파형은 사인파형으로 예시되어 있다. 그러나 사각파형 또는 사다리꼴 파형으로 변형되는 것도 가능할 것이다. Here, the waveform of the switching signal, that is, the current and torque waveforms are illustrated as a sine wave. However, it would be possible to transform into a square wave or trapezoidal wave.

정리하면, 3상 모터가 정지한 경우에는 교번(pulsating) 전류를 주입하여 1상 모터의 회전자를 정렬한 후 1상 모터의 기동을 수행한다(S22). 즉, 교변 전류를 주입함으로써 로터를 초기 정렬 위치로 정렬하게 되며, 상기 초기 정렬 위치는 전술한 기동 불가 위치를 회피한 위치라 할 수 있다. In summary, when the 3-phase motor is stopped, a pulsating current is injected to align the rotor of the 1-phase motor, and then the 1-phase motor is started (S22). That is, by injecting the alternating current, the rotor is aligned to the initial alignment position, and the initial alignment position may be referred to as a position avoiding the above-described maneuverable position.

구체적으로는 도 10에 도시된 바와 같이 이상적인 초기 정렬 위치로 회전자를 위치시킨 후 회전자가 기동하도록 정/역방향 회전 토크를 발생시키는 전류를 주입하게 된다. 이상적인 초기 정렬 위치는 회전 방향에 따라 각각 달리 나타난다. 즉, 도 10(a)는 로터가 반시계 방향으로 회전하기 위한 이상적인 초기 정렬 위치를 나타내면 도 10(b)는 로터가 시계 방향으로 회전하기 위한 이상적인 초기 정렬 위치를 나타내고 있다. 물론, 로터의 회전 방향을 고려하여 두 개의 이상적인 위치 중 어느 하나로 정렬되도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 초기 위치는 두 개 중 어느 하나를 임의로 설정할 수 있으며, 기본값으로 어느 하나를 설정할 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 10, after placing the rotor in an ideal initial alignment position, a current for generating a forward/reverse rotation torque is injected so that the rotor starts. The ideal initial alignment position differs depending on the direction of rotation. That is, FIG. 10(a) shows an ideal initial alignment position for rotating the rotor in a counterclockwise direction, while FIG. 10(b) shows an ideal initial alignment position for rotating the rotor in a clockwise direction. Of course, in consideration of the rotation direction of the rotor, it can be aligned to one of two ideal positions. However, any one of the two can be arbitrarily set as such an initial position, and any one can be set as a default value.

일례로 단방향 회전 허용 베어링 등을 통한 기계적인 구성품이나 회전 방향을 감지하는 별도의 알고리즘 회로가 추가적으로 구비될 수 있기 때문이다. 이러한 구성품이나 알고리즘을 통해서 비정상 회전이 감지되면(일례로, 시계 방향 회전을 해야 하는데 반시계 방향으로 회전하는 경우) 정지 후 정렬과 재기동을 다시 수행함으로써 정상적인 로터의 회전 방향을 수행할 수 있기 때문이다. This is because, for example, a separate algorithm circuit that detects the direction of rotation or mechanical components through a bearing that allows unidirectional rotation may be additionally provided. This is because if abnormal rotation is detected through these components or algorithms (for example, when rotating clockwise but rotating counterclockwise), normal rotation direction of the rotor can be performed by performing alignment and restart again after stopping. .

3상 모터가 정지한 경우에는, 1상 스위칭부의 구동만으로 1상 모터의 정렬 및 기동 그리고 정상적인 운전 제어가 가능하다. When the three-phase motor is stopped, alignment and starting of the one-phase motor and normal operation control are possible only by driving the one-phase switching unit.

다음으로, 3상 모터가 구동 중인 경우 1상 모터의 정렬 방법을 설명한다. Next, a method of aligning the 1-phase motor when the 3-phase motor is running will be described.

3상 모터가 구동 중인 경우에는 전술한 바와 같이 1상 모터에서 다른 정렬 방법을 수행함이 바람직하다. 물론, 이 경우에도 1상 모터의 정렬, 특히 로터의 위치 정렬을 위해 교반 전류를 주입해야 한다. 그러나 이 경우 교반 전류는 합성에 의해서 주입되어야 한다.When the three-phase motor is being driven, it is preferable to perform another alignment method in the one-phase motor as described above. Of course, even in this case, a stirring current must be injected for the alignment of the single-phase motor, particularly the position of the rotor. However, in this case, the stirring current must be injected by synthesis.

1상 모터의 구동 명령(S20)을 수행할 때 3상 모터가 구동 중인 경우는 교변 전류를 합성하기 위한 단계를 수행한다. 즉, 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 구동을 통해, 상기 1상 모터에 정/역방향 회전 토크를 발생시키기 위한 교반 전류를 주입하도록 제어한다. When a three-phase motor is being driven when performing the drive command S20 of the one-phase motor, a step for synthesizing the alternating current is performed. That is, through the driving of the upper switching element (Sc) and the lower switching element (Sc_bar), the 1-phase motor is controlled to inject a stirring current for generating a forward/reverse rotation torque.

먼저, 3상 모터가 하측 DC 링크 전압(V2) 전압만을 사용하는 구간, 즉 (Sa, Sb) = (0,0) 구간에서는 상측 스위치를 On 시키는 시퀀스인 (Sc = 1) 스위칭을 통해 상측 DC-Link (V1) 전압을 이용하여 1상 모터를 정렬하기 위한 플러스 전류를 출력한다. 반대로 3상 모터가 상측 DC 링크 전압(V1) 전압만을 사용하는 구간, 즉 (Sa, Sb) = (1,1) 구간에서는 하측 스위치를 On 시키는 시퀀스인 (Sc = 0) 스위칭을 통해 하측 DC 링크 전압 (V2)을 이용하여 1상 모터를 정렬하기 위한 마이너스 전류를 출력하여 전압 불평형성을 해소한다.First, in the section in which the 3-phase motor uses only the lower DC link voltage (V2) voltage, that is, in the section (Sa, Sb) = (0,0), the upper DC through switching (Sc = 1) is a sequence that turns on the upper switch. -Link (V1) voltage is used to output a positive current to align a 1-phase motor. On the contrary, in the section in which the 3-phase motor uses only the upper DC link voltage (V1) voltage, that is, in the section (Sa, Sb) = (1,1), the lower DC link through switching (Sc = 0), a sequence that turns on the lower switch. Voltage imbalance is eliminated by outputting negative current for aligning 1-phase motors using voltage (V2).

다시 말하면, 모터 구동장치는, 3상 스위칭부(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)를 통해 3상 모터에 상측 DC 링크 전압(V1)만 인가되는 구간과 하측 DC 링크 전압(V2)만 인가되는 구간에서, 상기 1상 모터에 교반 전류가 주입되도록 제어함이 바람직하다. In other words, the motor driving device is a section in which only the upper DC link voltage (V1) is applied to the three-phase motor through the three-phase switching unit (Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar) and only the lower DC link voltage (V2) is applied. In, it is preferable to control the stirring current to be injected into the 1-phase motor.

더욱 구체적으로는, 3상 모터에 V2 전압만 인가되는 구간에서 상측 스위칭 소자(Sc)를 온으로 구동하여 플러스 전류를 출력하고, 상기 3상 모터에 V1 전압만 인가되는 구간에서 하부 스위칭 소자(Sc_bar)를 온으로 구동하여 마이너스 전류를 출력하게 된다. 따라서, 이러한 특정 구간만을 이용함으로 써 상기 3상 모터에 인가되는 전압 불평형성을 감소시킬 수 있다. 다시 말하면, 3상 스위칭부를 통해서 V1 전압과 V2 전압을 모두 출력하는 구간에서는 1상 모터의 정렬이 수행되지 않고, V1 전압만 출력하거나 V2 전압만을 출력하는 구간에서 1상 모터의 정렬이 수행되도록 함으로써 전압 불평형성을 효과적으로 감소시킬 수 있다. More specifically, the upper switching element Sc is turned on in a section where only the voltage V2 is applied to the three-phase motor to output a positive current, and in the section where only the voltage V1 is applied to the three-phase motor, the lower switching element Sc_bar ) Is turned on to output negative current. Therefore, it is possible to reduce the voltage imbalance applied to the three-phase motor by using only such a specific section. In other words, the alignment of the 1-phase motor is not performed in the section outputting both the V1 voltage and the V2 voltage through the 3-phase switching unit, and the alignment of the 1-phase motor is performed in the section outputting only the V1 voltage or the V2 voltage. Voltage imbalance can be effectively reduced.

이하에서는 3상 모터만 구동을 시작하는 경우(S30)에 대해서 설명한다. Hereinafter, a case where only the three-phase motor starts driving (S30) will be described.

3상 모터에서의 정렬(align)은 모터 제어의 전기각을 초기화시키는 일반적인 과정(sequence)라 할 수 있다. 6B 인버터에서는 일례로 A 상에 플러스 전류 인가 시 N 극은 A 상의 권선 대응 위치에 정렬됨이 일반적이다. 그러나, B4 인버터의 경우에는 각 권선 전류의 대응 위치가 아닌 편향된 위치에 정렬된다. 즉, 초기 로터의 정렬 위치의 차이가 발생된다고 할 수 있다. Alignment in a three-phase motor is a general sequence of initializing the electric angle of the motor control. In a 6B inverter, for example, when a positive current is applied to the A phase, the N pole is generally aligned to the corresponding position of the winding on the A phase. However, in the case of the B4 inverter, each winding current is aligned in a deflected position rather than a corresponding position. That is, it can be said that a difference in the alignment position of the initial rotor occurs.

본 실시예는 이러한 차이를 고려하여, 1상 및 3상 모터를 단일 인버터를 통해 병렬 운전하는 경우, 효과적으로 3상 모터를 정렬할 수 있는 방안을 제시한다. This embodiment considers this difference and proposes a method for effectively aligning the three-phase motors when the one-phase and three-phase motors are operated in parallel through a single inverter.

도 11에 도시된 바와 같이, 전체 시스템(도 3, 도 5 참조)은 간략하게 나타낼 수 있다. 즉, 1상 모터 및 이를 제어하기 위한 1상 스위칭부를 생략하여 간략하게 표시할 수 있다. As shown in Fig. 11, the entire system (see Figs. 3 and 5) can be briefly represented. That is, a 1-phase motor and a 1-phase switching unit for controlling the 1-phase motor may be omitted and briefly displayed.

이 경우, 3상 모터를 위한 4B 인버터의 출력 전압은 도 12에 도시된 바와 같이 4 개의 조합이 존재한다. 종래의 6B 인버터에서는 A, B, C 상 즉 3개의 위치 결정이 발생될 수 있지만, 본 실시예에서는 3상 스위칭부의 작동 조합에 의해서 4 개의 위치 결정이 발생될 수 있다. 특히, 특정 상에 대면하는 위치에 로터가 위치하지 않고, 출력 전압 및 전류 벡터의 대면에 해당하는 위치에 로터가 정렬하게 된다. In this case, there are four combinations of the output voltage of the 4B inverter for the three-phase motor as shown in FIG. 12. In the conventional 6B inverter, A, B, C phases, that is, three positioning may occur, but in this embodiment, four positioning may be generated by a combination of operations of the three-phase switching unit. In particular, the rotor is not positioned at a position facing a specific phase, but the rotor is aligned at a position corresponding to the output voltage and current vector.

도 13 및 도 14에는 이러한 4 개의 조합에서의 스위칭 조합, 전류 흐름, 전류 방향 그리고 전압 벡터가 도시되어 있다. 13 and 14 show the switching combination, current flow, current direction and voltage vector in these four combinations.

3상 모터의 구동 명령이 발생되면(S30) 1상 모터의 구동 여부를 판단(S31)한다. 그리고, 1상 모터의 구동 여부에 따라 3상 모터의 정렬 방법은 달라짐이 바람직하다. When a driving command of the three-phase motor is generated (S30), it is determined whether or not the one-phase motor is driven (S31). In addition, it is preferable that the alignment method of the three-phase motor varies depending on whether the one-phase motor is driven.

먼저, 1상 모터가 정지한 경우에 대해서 설명한다. First, a case where the 1-phase motor is stopped will be described.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 출력 전압이 가장 큰 조합은 (Sa, Sb) = (1,0) 조건과 (Sa, Sb) = (0,1) 조건이다. 즉, 2 조건 내지는 조합에서 전압 벡터가 가장 크게 발생된다. 따라서, 전압 벡터를 가장 크게 발생시켜 3상 모터를 정렬(S32)한 후 2가지 전압 벡터를 이용하여 3상 모터를 정렬한다. 이후, 정상적으로 3상 모터가 기동 및 운전되도록 제어할 수 있다. 13 and 14, the combination with the largest output voltage is the condition (Sa, Sb) = (1,0) and the condition (Sa, Sb) = (0,1). That is, the voltage vector is the largest in the two conditions or combinations. Accordingly, the three-phase motor is aligned by generating the largest voltage vector (S32), and then the three-phase motor is aligned using two voltage vectors. Thereafter, the three-phase motor can be controlled to start and operate normally.

즉, 모터의 정렬을 위해서 두 개의 조건 중 임의로 어느 하나의 조건으로 모터를 정렬할 수 있다. 물론, 두 개의 조건 중 어느 하나만을 기본값으로 설정하는 것도 가능하게 된다. That is, for motor alignment, the motor may be aligned under any one of the two conditions. Of course, it is also possible to set only one of the two conditions as a default value.

구체적으로, 1상 모터가 정지 중인 경우에는, 3상 스위칭부를 통해, 4상 모터에 상측 DC 링크 전압(V1)과 하측 DC 링크 전압(V2)가 모두 인가되는 구간을 이용하여, 3상 모터를 정렬한다. 즉, 인위적으로 V1 전압과 V2 전압이 모두 인가되도록 3상 스위칭부를 제어하여, 3상 모터를 정렬하게 된다. 이 때의 3상 스위칭부의 온/오프 상태 또는 3상 스위칭부의 신호 조합은 도 13 및 도 14에 잘 나타나 있다. Specifically, when the 1-phase motor is stopped, the 3-phase motor is operated using a section in which both the upper DC link voltage (V1) and the lower DC link voltage (V2) are applied to the 4-phase motor through the 3-phase switching unit. Align. That is, by artificially controlling the three-phase switching unit so that both voltages V1 and V2 are applied, the three-phase motors are aligned. The on/off state of the three-phase switching unit or a combination of signals of the three-phase switching unit at this time are well shown in FIGS. 13 and 14.

다음으로, 1상 모터가 동작 중인 경우 3상 모터를 정렬하는 것을 설명한다.Next, alignment of the three-phase motor when the one-phase motor is operating will be described.

1상 스위칭부(Sc, Sc_bar) 중 상측 스위치(Sc)를 On 시키는 시퀀스, 즉 (Sc = 1) 일 때 상측 DC 링크 전압(V1) 전압을 사용하므로 이 구간에서는 3상 스위칭부(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)에서 하측 DC 링크 전압(V2)만을 사용하는 시퀀스, 즉 (Sa, Sb) = (0,0)을 이용하여 3상 모터를 정렬하는 것이 바람직하다. 이를 통해서 전압 불평형성으로 해소할 수 있다. The sequence of turning on the upper switch (Sc) among the 1-phase switching units (Sc, Sc_bar), that is, when (Sc = 1), uses the upper DC link voltage (V1) voltage, so in this section, the 3-phase switching unit (Sa, Sa_bar) is used. , Sb, Sb_bar), it is preferable to align the three-phase motor using a sequence using only the lower DC link voltage V2, that is, (Sa, Sb) = (0,0). This can be solved by voltage imbalance.

반대로, 1상 스위칭부(Sc, Sc_bar) 중 하측 스위치(Sc_bar)를 on 시키는 시퀀스, 즉 (Sc = 0) 일때 하측 DC 링크 전압(V2)을 사용하므로 이 구간에서는 상측 DC 링크 전압(V1)만을 사용하는 시퀀스, 즉 (Sa, Sb) = (1,1) 스위칭 조합 조건을 이용하여 3상 모터를 정렬한다.Conversely, the sequence of turning on the lower switch (Sc_bar) among the 1-phase switching units (Sc, Sc_bar), that is, when (Sc = 0), the lower DC link voltage (V2) is used. In this section, only the upper DC link voltage (V1) is used. Align the three-phase motor using the sequence used, i.e. (Sa, Sb) = (1,1) switching combination condition.

즉, 1상 모터가 구동 중인 경우에는, 1상 모터가 정지 중인 경우와는 달리 전압 불평형성을 고려하여 이를 최소화하는 것이 바람직하다. 따라서, 이 경우에는 전압 불평형성 최소화하기 위하여, 1상 모터에서 V1 전압을 사용하는 구간에서 3상 모터에서 V2 전압을 사용하도록 3상 스위칭부를 제어하여 3상 모터의 정렬을 수행할 수 있다(S36). 또한, 1상 모터에서 V2 전압을 사용하는 구간에서 3상 모터에서 V1 전압을 사용하도록 3상 스위칭부를 제어하여 3상 모터의 정렬을 수행할 수 있다(S36). That is, when the 1-phase motor is being driven, unlike when the 1-phase motor is being stopped, it is desirable to minimize this in consideration of voltage imbalance. Therefore, in this case, in order to minimize voltage imbalance, alignment of the three-phase motor may be performed by controlling the three-phase switching unit to use the voltage V2 in the three-phase motor in the section where the voltage V1 is used in the one-phase motor (S36). ). In addition, alignment of the three-phase motor may be performed by controlling the three-phase switching unit to use the voltage V1 in the three-phase motor in a section in which the voltage V2 is used in the one-phase motor (S36).

따라서, 3상 모터의 정렬을 하는 경우, 1상 모터의 구동 여부에 따라 3상 스위칭부의 구동 조합은 서로 다르게 된다. 즉, 어느 경우에는 큰 힘을 이용하여 정렬을 수행하고 다른 경우에는 전압 불평형성을 최소화하여 정렬을 수행하게 된다. 전자의 경우에는 전압 불평형성이 발생되지 않기 때문에 큰 힘을 이용하여 정렬을 수행하는 것이 할 수 있으며, 후자의 경우에는 큰 힘의 사용보다는 전압 불평형성 해소의 더욱 효과적인 정렬 수행 방법이기 때문이라 할 수 있다. Therefore, when the three-phase motors are aligned, the driving combinations of the three-phase switching units are different depending on whether the one-phase motor is driven. That is, in some cases, alignment is performed using a large force, and in other cases, alignment is performed by minimizing voltage imbalance. In the former case, since voltage imbalance does not occur, it is possible to perform alignment using a large force, and in the latter case, it can be said that it is a more effective alignment method to resolve voltage imbalance rather than using a large force. have.

물론, 1상 모터가 구동 중인 경우, 전술한 바와 같이 다른 스위칭부 조합을 통해서도 3상 모터를 정렬할 수 있다. 이 경우에는, 임계점 이하의 속도 내지는 부하의 조건이 설정될 수 있다. 즉, 1상 모터가 작동 중이라 하더라도, (Sa, Sb) = (1,0) 조건과 (Sa, Sb) = (0,1) 조건으로 3상 모터를 정렬할 수 있다. 이 경우에는상하 분할 DC의 양측 전압(V1, V2)를 측정할 수 있는 전압 센서를 구비하거나 전압 추정 알고리즘 적용, 또는 낮은 1상 모터 구동 전류 조건을 통해 적용이 될 수 있다. 즉, 임계점 이하의 속도 내지는 부하의 조건에서 제한적으로 적용되는 것이 가능할 것이다. Of course, when the 1-phase motor is being driven, the 3-phase motor can be aligned through a combination of other switching units as described above. In this case, the condition of the speed or the load below the critical point may be set. That is, even if the 1-phase motor is in operation, the 3-phase motor can be aligned under the conditions (Sa, Sb) = (1,0) and (Sa, Sb) = (0,1). In this case, a voltage sensor capable of measuring both voltages (V1, V2) of the upper and lower divided DCs may be provided, a voltage estimation algorithm may be applied, or a low 1-phase motor driving current condition may be applied. That is, it will be possible to be limitedly applied in the condition of speed or load below the critical point.

그러나, 이 경우 임계점 설정이 용이하지 않고, 모터의 제어 알고리즘이 복잡해지는 문제가 있다. 물론, 정밀한 제어와 즉각적인 3상 모터의 구동을 위해서, 임계점을 설정하고 임계점 이하 조건과 임계점 초과 조건 또는 임계점 미만 조건과 임계점 이상 조건을 달리 설정하여 제어하는 것도 가능할 것이다. However, in this case, it is not easy to set the threshold, and there is a problem that the control algorithm of the motor becomes complicated. Of course, for precise control and immediate driving of a three-phase motor, it will be possible to set a threshold and control by setting different conditions below the threshold and the conditions above the threshold, or the conditions below the threshold and above the threshold.

이하에서는, 3상 모터와 1상 모터가 모두 정지 중인 경우 구동 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, when both the three-phase motor and the one-phase motor are stopped, a driving method will be described.

먼저, 두 개의 모터에 동시 구동 명령이 발생되는 경우에는, 어느 하나의 모터를 먼저 구동하도록 제어될 수 있다. 이러한 구동 명령이 도달되면 모터 구동장치에서 이를 순차적으로 수행하도록 할 수 있다. 물론, 모터 구동장치에 구동 명령을 송신하는 가전제품의 프로세서에서 구동 명령을 순차적으로 송신하도록 할 수 있다. First, when a simultaneous drive command is generated for two motors, it may be controlled to drive either motor first. When such a driving command is reached, the motor driving apparatus may sequentially perform it. Of course, it is possible to sequentially transmit the driving command from the processor of the home appliance that transmits the driving command to the motor driving device.

구체적으로, 상기 모터 구동장치는 어느 하나의 모터가 구동된 후 소정 시간 이후에 다른 하나의 모터가 구동되도록 제어할 수 있다. Specifically, the motor driving apparatus may control the other motor to be driven after a predetermined time after one motor is driven.

또한, 상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령과 3상 모터의 구동 지령이 동시에 도달하면, 상기 모터 구동장치는 상기 1상 모터와 3상 모터 중 어느 하나를 먼저 구동한 후 다른 하나를 구동하도록 제어할 수 있다. 이를 통해서, 복잡한 제어 알고리즘을 회피할 수 있으며, 예상되는 전압 불평형을 미연에 방지하거나 최소화할 수 있다. In addition, when the driving command of the 1-phase motor and the driving command of the 3-phase motor reach the motor driving device at the same time, the motor driving device first drives one of the 1-phase motor and the 3-phase motor, and then the other. It can be controlled to drive. Through this, complex control algorithms can be avoided, and expected voltage imbalance can be prevented or minimized.

전압 불평형을 해소하기 위해서, 3상 모터가 모두 기동을 하여 구동하는 상태에서는, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 동일한 조건인 경우와 상이한 경우를 달리하여, 1상 모터와 3상 모터의 병렬 운전을 제어하는 것이 바람직하다. In order to solve the voltage imbalance, in a state in which the three-phase motors are all started and driven, the speeds of the one-phase motor and the three-phase motor are different from the case where the speeds of the one-phase motor and the three-phase motor are the same. It is desirable to control parallel operation.

즉, 1상 모터와 3상 모터의 동시 구동 조건(S40)에서는 양자의 속도가 동일한 지 여부를 판단(S41)하는 단계를 수행하고, 이 결과에 따라 제어 방법을 달리할 수 있다. That is, in the simultaneous driving condition (S40) of the 1-phase motor and the 3-phase motor, a step of determining whether the speeds of both are the same (S41) may be performed, and the control method may be different according to the result.

1상 모터와 3상 모터가 모두 구동되는 경우, 출력 전압 불평형 현상을 조기에 제어하지 않으면 전류의 리플이 발생하고, 상하 분할 DC 링크 커페시터(Ca, Cb)의 수명 저하뿐만 아니라, 심한 경우에는 탈조 현상에 의한 모터의 정지가 발생될 수 있다. 따라서, 1상 모터와 3상 모터가 모두 구동되는 경우, 출력 전압 불평형성을 조기에 제거하는 것은 매우 바람직하다. When both 1-phase and 3-phase motors are driven, current ripple occurs if the output voltage imbalance is not controlled early, and the life of the vertically divided DC link capacitors (Ca, Cb) is reduced, and in severe cases, it is out of phase. Motor stoppage may occur due to the phenomenon. Therefore, when both the 1-phase motor and the 3-phase motor are driven, it is highly desirable to eliminate the output voltage imbalance early.

먼저, 양자의 모터가 동일한 속도로 가속되거나 동일한 속도로 구동되는 경우에는, 전압 벡터 교차 정렬(mis-align)을 수행(S43)할 수 있다. 양자의 모터가 서로 다른 석도로 구동하는 경우, 1상 모터 버퍼링을 수행(S42)할 수 있다. First, when both motors are accelerated at the same speed or driven at the same speed, voltage vector cross-alignment (mis-align) may be performed (S43). When both motors are driven in different degrees, one-phase motor buffering may be performed (S42).

전압 벡터 교차 정렬에 대해서 상세히 설명한다.The voltage vector cross alignment will be described in detail.

3상 모터의 전기각이 90도인 경우 1상 모터의 전기각이 180가 되어 서로 상이하다. 따라서, 이러한 각도의 차이로 인해서 전압 불평형을 해소하는 것이 용이하지 않다. 본 실시예에서는, 이러한 문제를 해결하기 위하여 서로 다른 조건에서 서로 다른 방법으로 전압 불평형을 해소하는 방법을 제안한다. When the electric angle of the three-phase motor is 90 degrees, the electric angle of the one-phase motor is 180, which is different from each other. Therefore, it is not easy to solve the voltage imbalance due to the difference in angle. In this embodiment, in order to solve this problem, a method of solving voltage unbalance in different conditions under different conditions is proposed.

도 15에는 1상 모터와 3상 모터의 동시 구동 시의 스위칭 순서도가 도시되어 있다. 각각의 스위치들의 스위칭에 따라 3상 모터에 인가되는 각 상의 전압(상측 도면)과 1상 모터에 인가되는 전압(하측 도면)이 아울러 도시되어 있다. FIG. 15 shows a switching flow chart when a 1-phase motor and a 3-phase motor are simultaneously driven. The voltage applied to the three-phase motor (upper view) and the voltage applied to the 1-phase motor (lower view) according to the switching of the respective switches are also shown.

동시 가속(동일한 가속 기울기)이나 동일 구동 속도 조건에서, 3상 모터의 위치 정보와 회전 속도에 동조하여 특정한 전기각 위치에서 1상 모터의 전압 벡터를 출력한다. 1상 모터와 3상 모터의 스위칭 조건에 따라 사용하는 DC 링크 커페시터의 전압은 서로 다르다. 따라서, 각 모터의 최대 전압 출력 위치가 동일한 경우에는 전압 불평형이 극대화될 수 있다. 그러므로, 본 실시예에서는 각 모터의 최대 전압 출력 위치가 교차되거나 빗나가도록 하여, 전압 불평형을 최소화할 수 있다. Under simultaneous acceleration (same acceleration slope) or the same driving speed condition, the voltage vector of the 1-phase motor is output at a specific electric angle position in synchronization with the position information and rotation speed of the 3-phase motor. The voltage of the DC link capacitor used is different according to the switching conditions of the 1-phase motor and 3-phase motor. Therefore, when the maximum voltage output positions of each motor are the same, voltage unbalance can be maximized. Therefore, in this embodiment, the voltage unbalance can be minimized by making the maximum voltage output positions of each motor cross or deviate.

이를 통해서, 부하 토크에 대한 응답성 향상 또한 가능하게 된다. Through this, it is also possible to improve the responsiveness to the load torque.

DC 전압을 Vdc라고 할 경우, a 상의 전압은 Vas, b 상의 전압은 Vbs 그리고 c 상의 전압은 Vcs라 할 수 있다. a 상 전압, b 상 전압 그리고 c 상 전압의 변화는 각각 초록선, 빨간선 그리고 파란선으로 도시하였다. When the DC voltage is Vdc, the voltage on a is Vas, the voltage on b is Vbs, and the voltage on c is Vcs. The changes in the a-phase voltage, b-phase voltage, and c-phase voltage are shown by green, red, and blue lines, respectively.

스위칭 조건(Sa, Sb)가 각각 (0, 0), (1,1), (1, 0) 그리고 (0, 1)로 변함에 따라서, 각 상의 전압은 가변된다. As the switching conditions (Sa, Sb) change to (0, 0), (1, 1), (1, 0) and (0, 1), respectively, the voltage of each phase varies.

도시된 바와 같이, (0, 0) 조건에서는 Vas = Vbs = - Vdc/6 이며, Vcs = Vdc/3임을 알 수 있다. (1, 1) 조건에서는 Vas = Vbs = Vdc/6 이며, Vcs = - Vdc/3임을 알 수 있다. (1, 0) 조건에서는 Vas = 1/2Vdc, Vbs = -1/2Vdc 그리고 Vcs = 0 임을 알 수 있다. (0, 1) 조건에서는 Vas= -1/2Vdc, Vbs = 1/2Vdc 그리고 Vcs = 0 임을 알 수 있다. As shown, under the (0, 0) condition, Vas = Vbs =-Vdc/6, and Vcs = Vdc/3. In the (1, 1) condition, it can be seen that Vas = Vbs = Vdc/6 and Vcs =-Vdc/3. In the (1, 0) condition, it can be seen that Vas = 1/2Vdc, Vbs = -1/2Vdc and Vcs = 0. In the (0, 1) condition, it can be seen that Vas = -1/2Vdc, Vbs = 1/2Vdc and Vcs = 0.

도시된 바와 같이, a 상의 전압과 b 상의 전압이 최대가 되는 조건인 (1, 0)과 (0, 1) 조건 즉 스위칭 구간에서, c 상의 전압(1 상 모터에도 인가되는 되어 1상 모터와 3상 모터가 공유하는 전압)은 0이 됨을 알 수 있다. 반대로, c 상의 전압이 최대가 되는 조건인 (0, 0)과 (1, 1) 조건 즉 스위칭 구간에서, a 상과 b 상의 전압은 최대값보다 낮은 값임을 알 수 있다. As shown, in the (1, 0) and (0, 1) conditions, which are the conditions in which the voltage of the phase a and the voltage of the b phase are maximized, that is, the voltage of the phase c (which is also applied to the phase 1 motor and is applied to the phase 1 motor) It can be seen that the voltage shared by the 3-phase motor) becomes 0. Conversely, it can be seen that in the (0, 0) and (1, 1) conditions, that is, the conditions in which the voltage of the phase c becomes the maximum, that is, the voltage of the phase a and the phase b is lower than the maximum value.

따라서, 각 모터의 최대 전압 출력 위치(즉 시점)을 달리하여, 전압 불평성성을 줄일 수 있게 된다. Accordingly, by varying the maximum voltage output position (that is, the time point) of each motor, it is possible to reduce the voltage unbalance.

도 15에 도시된 바와 같이, 1상 모터와 3상 모터의 특성값(파라미터)가 상이하면, 전압 벡터 출력 위치의 위상 변화가 있을 수 있다. 그러나, 각각의 위상 차이는 일정하고 고정되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예를 적용함으로써 두 모터의 전기적 주파수가 일치하게 된다. As shown in FIG. 15, if the characteristic values (parameters) of the 1-phase motor and 3-phase motor are different, there may be a phase change in the voltage vector output position. However, it can be seen that each phase difference is constant and fixed. Therefore, by applying this embodiment, the electrical frequencies of the two motors are matched.

다음으로, 양자 모터의 구동 조건이 상이한 경우에 사용될 수 있는 1상 모터 버퍼링 방법에 대해서 설명한다.Next, a one-phase motor buffering method that can be used when the driving conditions of the quantum motors are different will be described.

도 16에 도시된 바와 같이, 양자 모터의 구동 조건이 상이한 경우에는, 3상 모터의 제어는 유지하고, 1상 모터의 제어 방법을 변경할 수 있다. 즉, 3상 스위칭부에 대한 제어는 유지하고, 1상 스위칭부에 대한 제어를 변경할 수 있다. As shown in Fig. 16, when the driving conditions of the two motors are different, the control of the three-phase motor is maintained and the control method of the one-phase motor can be changed. That is, the control for the three-phase switching unit can be maintained and the control for the one-phase switching unit can be changed.

즉, 분할 DC 링크 커페시터의 전압 불균형 형상을 해소하기 위한 제어는 모두 1상 모터의 제어를 통해 수행될 수 있다. 이는, 출력 전압 불평형에 의해서 발행될 수 있는 추가적인 토크 리플을 3상 모터가 아닌 1상 모터에 모두 할당하는 것이라 할 수 있다. 왜냐하면, 필연적으로 발생하는 토크 리플은 3상 모터가 아닌 1상 모터에서 버퍼링 하도록 하는 것은 장치 제어에서 더욱 효과적이기 때문이다. 즉, 1상 모터가 사용되는 장치에서 보다는 3상 모터가 사용되는 장치에서의 토크 리플 감소가 더욱 효과적이기 때문이다. That is, all of the control for solving the voltage imbalance of the divided DC link capacitor can be performed through the control of the 1-phase motor. This can be said to allocate all of the additional torque ripple that may be caused by the output voltage unbalance to the 1-phase motor, not the 3-phase motor. This is because it is more effective in device control to buffer the inevitable torque ripple in a 1-phase motor rather than a 3-phase motor. That is, it is because the torque ripple reduction in a device using a three-phase motor is more effective than in a device using a 1-phase motor.

일례로, 세탁기의 드럼 구동 모터와 배수 펌프 모터를 병렬 제어하는 경우, 보다 정밀한 제어를 위해 3상 모터가 드럼 구동 모터에 사용되고 1상 모터가 배수 펌프 모터에 사용될 수 있다. 따라서, 드럼 구동 모터에서 토크 리플 감소는 배수 펌프 모터에서의 토크 리플 감소보다 더욱 우선하는 것이 바람직하다. 동일한 이유로, 양자 모터의 구동 속도가 상이한 경우, 전압 불평형 문제는 모두 1상 모터에서 버퍼링하도록 함이 바람직하다. For example, when controlling the drum drive motor and the drain pump motor of a washing machine in parallel, a three-phase motor may be used for the drum drive motor and a one-phase motor may be used for the drain pump motor for more precise control. Therefore, it is preferable that the torque ripple reduction in the drum drive motor takes precedence over the torque ripple reduction in the drain pump motor. For the same reason, when the driving speeds of both motors are different, it is preferable to buffer all of the voltage imbalance problems in the one-phase motor.

이러한 버퍼링을 위해서, 도 16에 도시된 바와 같이, 1상 스위칭부의 주기를 변경시킬 수 있다. For this buffering, as shown in FIG. 16, the period of the 1-phase switching unit may be changed.

V1 < V2 일 때는 1주기 내에서 1 구간을 감소시키고 2 구간을 증가시키고, V1 > V2 일 때는 1주기 내에서 1구간을 증가시키고 2 구간을 감소시킬 수 있다. When V1 <V2, 1 section can be decreased and 2 sections are increased within 1 cycle, and when V1> V2, 1 section can be increased and 2 sections can be decreased within 1 cycle.

즉, V1과 V2가 서로 다른 전압 불균형이 발생될 때, V2 출력시간과 V1 출력 시간을 변경함으로써 전압 불균형을 해소할 수 있다. That is, when a voltage imbalance occurs in which V1 and V2 are different from each other, the voltage imbalance can be eliminated by changing the V2 output time and the V1 output time.

구체적으로, V2가 큰 경우 V2 출력 시간을 증가(이는 V1 출력 시간의 감소를 의미함)시킴으로써, V1과 V2가 동일해지도록 제어할 수 있으며, 반대로, V1이 큰 경우 V1 출력 시간을 증가시킴으로써, V1과 V2가 동일해지도록 제어할 수 있다. Specifically, when V2 is large, V2 output time can be increased (this means a decrease in V1 output time) so that V1 and V2 become the same. Conversely, when V1 is large, V1 output time is increased, It can be controlled so that V1 and V2 become the same.

이러한, 구간 1과 구간 2의 증감은 비례적으로 수행될 수 있다. 즉, 1 주기 내에서 동일한 비율로 증감이 수행되고, 이러한 비율은 주기가 진행됨에 따라 동일하게 유지될 수 있다. 즉, 한 주기 내에서 1구간이 10% 증가하면 2구간은 10% 감소한다. 이러한 패턴은 다음 주기가 수행될 때도 그대로 유지될 수 있다. 즉, V1과 V2의 불평형이 해소될 때까지 유지될 수 있다. 이후, V1과 V2의 불평형이 해소되면, 1구간과 2구간이 동일한 간격이 되도록 제어될 수 있다. The increase or decrease in section 1 and section 2 may be performed proportionally. That is, the increase or decrease is performed at the same rate within one cycle, and this rate may be kept the same as the cycle progresses. That is, if section 1 increases by 10% within one cycle, section 2 decreases by 10%. This pattern can be maintained even when the next cycle is performed. That is, it can be maintained until the imbalance between V1 and V2 is resolved. Thereafter, when the imbalance between V1 and V2 is resolved, the first section and the second section can be controlled so that they have the same interval.

이러한 1상 모터 버퍼링 방법을 통해서, 1상 모터에서의 토크 리플은 증가할 수 밖에 없지만, 불평형의 증가가 최소화되며 용인 가능한 수준으로 토크 리플을 제어할 수 있다. Through this one-phase motor buffering method, the torque ripple in the one-phase motor is inevitably increased, but the increase in unbalance is minimized and the torque ripple can be controlled to an acceptable level.

따라서, V1과 V2의 전압이 다른 경우에도, 3상 모터의 제어 패턴 일례로, 듀티 비율은 동일하게 유지되어 제어될 수 있다. 따라서, 보다 정밀한 제어를 필요로 하는 3상 모터의 제어 패턴을 변경하지 않고 유지하며, 반대로 필요한 경우 1상 모터의 제어 패턴을 변경하여, 전압 불평형의 최소화가 가능하게 된다. Therefore, even when the voltages of V1 and V2 are different, as an example of a control pattern of a three-phase motor, the duty ratio can be maintained and controlled as the same. Accordingly, the control pattern of the three-phase motor, which requires more precise control, is kept unchanged, and conversely, the control pattern of the one-phase motor is changed if necessary, thereby minimizing voltage unbalance.

한편, 전술한 실시예들에서는 1상 모터와 3상 모터의 병렬 운전 시 각각의 경우에서의 제어 방법을 설명한 바 있다. Meanwhile, in the above-described embodiments, a control method in each case has been described when the 1-phase motor and the 3-phase motor are operated in parallel.

그러나, 3상 모터와 1상 모터가 적용되고, 이를 하나의 인버터를 통해 구동제어하는 모터 구동장치가 구비되는 가전기기의 특성 상, 전술한 각각의 경우가 모두 발생되지 않을 수 있다. However, due to the characteristics of a home appliance including a three-phase motor and a one-phase motor and a motor driving device for driving and controlling them through one inverter, all of the above-described cases may not occur.

일례로, 3상 모터와 1상 모터가 동시에 구동되지 않는 가전기기일 수 있다. 특히, 정상 운전 시에는 양자가 모두 구동될 수 있으나, 구동 시점은 순차적일 수 있다. 또한, 양자가 모두 구동되는 경우 모두 동일한 속도로 구동되는 가전기기일 수 있다. For example, it may be a home appliance in which a three-phase motor and a one-phase motor are not driven at the same time. In particular, both may be driven during normal operation, but driving times may be sequential. In addition, when both are driven, it may be a home appliance that is driven at the same speed.

따라서, 특정 가전기기에 전술한 본 실시예에 따른 모터 구동장치가 적용되더라도 모든 경우에서의 제어 방법이 필요하지 않을 수 있을 것이다. Therefore, even if the motor driving apparatus according to the present embodiment described above is applied to a specific home appliance, the control method in all cases may not be necessary.

10 : 모터 구동장치 20 : 인버터
30 : 3상 모터 40 : 1상 모터
n : 인버터 중성단
10: motor drive device 20: inverter
30: 3-phase motor 40: 1-phase motor
n: Inverter neutral terminal

Claims (24)

상측 스위칭 소자와 하측 스위칭 소자가 한 쌍의 스위칭부를 이루며 총 3 쌍의 스위칭부와 상하 분할 DC-링크 커페시터의 연결점(중성단)을 갖는 인버터를 통해 3상 모터와 1상 모터를 병렬 운전 제어하도록 구비되는 모터 구동장치에 있어서,
2쌍의 스위칭부(3상 스위칭부)는 각각 3상 모터의 a 상 단자와 b 상 단자와 결선되도록 구비되고, 다른 한쌍의 스위칭부(1상 스위칭부)는 1상 모터의 제1단자와 결선되도록 구비되며, 상기 중성단은 3상 모터의 c 상 단자 및 1상 모터의 제2단자와 결선되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The upper and lower switching elements form a pair of switching units, and the three-phase motor and the one-phase motor are controlled in parallel operation through an inverter having a total of three pairs of switching units and a connection point (neutral end) of the upper and lower divided DC-link capacitors. In the provided motor drive device,
Two pairs of switching units (three-phase switching units) are provided to be connected to the a-phase and b-phase terminals of the three-phase motor, respectively, and the other pair of switching units (1-phase switching unit) is the first terminal of the one-phase motor and And the neutral terminal is provided to be connected to the c-phase terminal of the three-phase motor and the second terminal of the one-phase motor.
제 1 항에 있어서,
상기 1상 스위칭부의 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)는 합선(arm short)을 방지하기 위하여 상보적으로 동작하여 동시 on 이 불가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 1,
The upper switching element (Sc) and the lower switching element (Sc_bar) of the one-phase switching unit operate complementarily to prevent an arm short, and control to be simultaneously turned on.
제 2 항에 있어서,
상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 작동은 소자의 고유 특성인 데드 타임(dead time)과 아이들 타임(idle time)을 고려하여 수행되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 2,
The operation of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar is performed in consideration of a dead time and an idle time, which are inherent characteristics of the element.
제 3 항에 있어서,
상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 작동 시 온(On) 및 오프(Off) 시의 최대 시간은 상기 데드 타임과 아이들 타임의 합보다 작도록 설정되어 제어되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 3,
When the upper switching element (Sc) and the lower switching element (Sc_bar) operate, the maximum time at the time of on and off is set to be smaller than the sum of the dead time and the idle time, and is controlled. Motor drive.
제 2 항에 있어서,
상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터의 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 정렬을 수행한 후, 상기 1상 모터가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 2,
When the driving command of the 1-phase motor is reached to the motor driving device, the motor driving device performs alignment so that the rotor of the 1-phase motor avoids a position incapable of starting, and then controls the 1-phase motor to be driven. Motor drive device, characterized in that.
제 5 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 구동을 통해 상기 1상 모터에 교반 전류를 주입하여, 상기 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 5,
The motor driving device is characterized in that by injecting a stirring current to the 1-phase motor through driving of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar, and controlling the rotor to avoid a position in which it cannot be started. Motor drive.
제 6 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)의 온(On) 시간(T1)과 상기 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 오프(Off) 시간(T2)의 비율을 달리 설정하여 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 6,
The motor driving device is characterized in that the ratio of the on time (T1) of the upper switching element (Sc) and the off time (T2) of the lower switching element (Sc_bar) is differently set and controlled. Motor drive.
제 5 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)의 온(On)에 의해 상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크의 값과 상기 하측 스위칭 소자(Sc)의 온(On)에 의해 상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크의 값을 달리하여, 상기 회전자가 기동 불가 위치를 회피하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 5,
The motor driving device is configured to generate the first phase by turning on the current and torque applied to the one-phase motor by turning on the upper switching element Sc and turning on the lower switching element Sc. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the values of the current and torque applied to the motor are different, and the rotor is controlled to avoid a position in which the start is impossible.
제 8 항에 있어서,
상기 1상 모터에 인가되는 전류 및 토크는 PWM 신호를 기반으로 수행되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 8,
A motor driving device, characterized in that the current and torque applied to the 1-phase motor are performed based on a PWM signal.
제 9 항에 있어서,
상기 PWM 신호의 파형은 사인(sine) 파형, 사각 파형 또는 사다리꼴 파형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 9,
The waveform of the PWM signal is a motor driving apparatus, characterized in that any one of a sine waveform, a square waveform, or a trapezoidal waveform.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는 현재 상기 3상 모터의 구동 여부에 따라 상기 1상 모터의 구동 방법을 달리하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method according to any one of claims 5 to 10,
When a driving command of the 1-phase motor is reached to the motor driving apparatus, the motor driving apparatus changes a driving method of the 1-phase motor according to whether or not the 3-phase motor is currently driven.
제 11 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터가 구동 중인 경우에는, 상기 상측 스위칭 소자(Sc)와 하측 스위칭 소자(Sc_bar)의 구동을 통해, 상기 1상 모터에 정/역방향 회전 토크를 발생시키기 위한 교반 전류를 주입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 11,
When the three-phase motor is driven, the motor driving device is agitated to generate a forward/reverse rotation torque to the one-phase motor through driving of the upper switching element Sc and the lower switching element Sc_bar. Motor drive device, characterized in that controlling to inject current.
제 12 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 2쌍의 스위칭부(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)를 통해 상기 3상 모터에 상측 DC 링크 전압(V1)만 인가되는 구간과 하측 DC 링크 전압(V2)만 인가되는 구간에서, 상기 1상 모터에 교반 전류가 주입되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 12,
The motor driving device is a section in which only the upper DC link voltage (V1) is applied to the three-phase motor through the two pairs of switching units (Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar) and only the lower DC link voltage (V2) is applied. In the section, the motor driving device, characterized in that controlling so that the stirring current is injected into the 1-phase motor.
제 13 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터에 V2 전압만 인가되는 구간에서 상측 스위칭 소자(Sc)를 온(On)으로 구동하여 플러스 전류를 출력하고, 상기 3상 모터에 V1 전압만 인가되는 구간에서 하측 스위칭 소자(Sc_bar)를 온(On)으로 구동하여 마이너스 전류를 출력하여, 상기 3상 모터에 인가되는 전압 불평형성을 감소시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 13,
The motor driving device outputs a positive current by driving the upper switching element Sc to On in a section in which only the voltage V2 is applied to the three-phase motor, and in a section in which only V1 voltage is applied to the three-phase motor. A motor driving apparatus, characterized in that the lower switching element Sc_bar is driven on to output a negative current, thereby reducing voltage imbalance applied to the three-phase motor.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 구동장치에 상기 3상 모터의 구동 지령이 도달되면, 상기 모터 구동장치는 현재 상기 1상 모터의 구동 여부에 따라 상기 3상 모터의 구동 방법을 달리하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method according to any one of claims 5 to 10,
When a driving command of the three-phase motor is reached to the motor driving device, the motor driving device changes a driving method of the three-phase motor according to whether or not the one-phase motor is currently driven.
제 15 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터가 정지 중인 경우에는, 상기 2쌍의 스위칭부(Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar)를 통해 상기 3상 모터에 상측 DC 링크 전압(V1)과 하측 DC 링크 전압(V2)이 모두 인가되는 구간에서, 상기 3상 모터에 V2 전압과 V1 전압이 모두 인가되는 구간에서 상기 3상 모터의 정렬을 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 15,
The motor drive device, when the one-phase motor is stopped, the upper DC link voltage (V1) and the lower DC link voltage to the three-phase motor through the two pairs of switching units (Sa, Sa_bar, Sb, Sb_bar) A motor driving apparatus, characterized in that, in a section in which all (V2) is applied, the three-phase motor is aligned in a section in which both voltages V2 and V1 are applied to the three-phase motor.
제 15 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터가 구동 중인 경우에는, 상기 1상 모터에 V1 전압만이 인가되는 구간에서는 상기 3상 모터에 V2 전압만 인가하여 상기 3상 모터를 정렬하고, 상기 1상 모터에 V2 전압만이 인가되는 구간에서는 상기 3상 모터에 V1 전압만 인가하여 상기 3상 모터를 정렬하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 15,
The motor driving device aligns the three-phase motor by applying only the voltage V2 to the three-phase motor in a section in which only the voltage V1 is applied to the one-phase motor when the one-phase motor is being driven, and the one-phase motor A motor driving apparatus, characterized in that in a section in which only the voltage V2 is applied to the motor, the three-phase motor is aligned by applying only the voltage V1 to the three-phase motor.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 구동장치에 상기 1상 모터의 구동 지령과 상기 3상 모터의 구동 지령이 동시에 도달하면, 상기 모터 구동장치는 상기 1상 모터와 3상 모터 중 어느 하나를 먼저 구동한 후 다른 하나를 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method according to any one of claims 5 to 10,
When the driving command of the 1-phase motor and the driving command of the 3-phase motor reach the motor driving device at the same time, the motor driving device first drives one of the 1-phase motor and the 3-phase motor, and then drives the other. Motor drive device, characterized in that to control so as to.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 정지한 상태에서, 어느 하나의 모터가 구동된 후 소정 시간 이후에 다른 하나의 모터가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method according to any one of claims 5 to 10,
And the motor driving device is configured to control the other motor to be driven after a predetermined time after one motor is driven in a state in which both the one-phase motor and the three-phase motor are stopped.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터에서의 출력 전압 불평형을 감소시키기 위하여, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 구동하는 상태에서, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 동일한 조건인 경우, 상기 1상 모터의 최대 전압 출력 위치와 상기 3상 모터의 최대 전압 출력 위치를 서로 달리 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method according to any one of claims 5 to 10,
In order to reduce the output voltage imbalance in the three-phase motor, the motor driving device is provided in a state in which both the one-phase motor and the three-phase motor are driven and the speeds of the one-phase motor and the three-phase motor are the same. And differently controlling a maximum voltage output position of the 1-phase motor and a maximum voltage output position of the 3-phase motor.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 3상 모터에서의 출력 전압 불평형을 감소시키기 위하여, 상기 1상 모터와 3상 모터가 모두 구동하는 상태에서, 상기 1상 모터와 3상 모터의 속도가 상이한 조건인 경우, 상기 1상 모터에 인가되는 상측 DC 링크 전압(V1)만 인가되는 구간과 하측 DC 링크 전압(V2)만 인가되는 구간의 비율이 달라지도록 제어함을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method according to any one of claims 5 to 10,
In order to reduce the output voltage imbalance in the three-phase motor, the motor driving device is provided under a condition in which the speeds of the one-phase motor and the three-phase motor are different when both the one-phase motor and the three-phase motor are driven. And controlling the ratio of the section in which only the upper DC link voltage V1 applied to the 1-phase motor is applied and the section in which only the lower DC link voltage V2 is applied to be different.
제 21 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는,
상기 V1보다 V2가 큰 경우에는, 1주기 내에서 상기 V1만 인가되는 구간이 감소되고 상기 V2만 인가되는 구간이 증가되도록, 상기 1상 스위칭부의 구동을 제어하고,
상기 V1보다 V2가 작은 경우에는, 1주기 내에서 상기 V1만 인가되는 구간이 증가되고 상기 V2만 인가되는 구간이 감소되도록, 상기 1상 스위칭부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 21,
The motor driving device,
When V2 is greater than V1, the driving of the 1-phase switching unit is controlled so that the section in which only the V1 is applied is reduced and the section in which only the V2 is applied is increased within one cycle,
When V2 is smaller than V1, the driving of the 1-phase switching unit is controlled so that a section in which only V1 is applied is increased and a section in which only V2 is applied is decreased within one cycle.
제 22 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 구간의 감소와 증가를 주기가 진행됨에 따라 비례적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 22,
The motor driving device is a motor driving device, characterized in that proportionally performing the decrease and increase of the section as a cycle progresses.
제 22 항에 있어서,
상기 모터 구동장치는, 상기 V1과 V2가 서로 다른 경우에도 상기 3상 스위칭부의 듀티(duty)비는 동일하게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
The method of claim 22,
The motor driving device is characterized in that, even when the V1 and V2 are different from each other, the duty ratio of the three-phase switching unit is controlled to remain the same.
KR1020190034684A 2019-03-26 2019-03-26 motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same KR20200113873A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190034684A KR20200113873A (en) 2019-03-26 2019-03-26 motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same
EP20166014.9A EP3716468A1 (en) 2019-03-26 2020-03-26 Motor driving device including single inverter for single-phase motor and three-phases motor and appliance having the same
CN202010224410.XA CN111756278B (en) 2019-03-26 2020-03-26 Motor driving device and household appliance comprising same
AU2020202160A AU2020202160B2 (en) 2019-03-26 2020-03-26 Motor driving device including single inverter for single-phase motor and three-phases motor and appliance having the same
US16/830,478 US11128242B2 (en) 2019-03-26 2020-03-26 Motor driving device including single inverter for single-phase motor and three-phase motor and appliance having the same
US17/366,366 US11522475B2 (en) 2019-03-26 2021-07-02 Motor driving device including single inverter for single-phase motor and three-phase motor and appliance having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190034684A KR20200113873A (en) 2019-03-26 2019-03-26 motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200113873A true KR20200113873A (en) 2020-10-07

Family

ID=72884146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190034684A KR20200113873A (en) 2019-03-26 2019-03-26 motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200113873A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230143013A (en) * 2022-04-04 2023-10-11 현대위아 주식회사 Vehicle's integrated moter driver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230143013A (en) * 2022-04-04 2023-10-11 현대위아 주식회사 Vehicle's integrated moter driver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11522475B2 (en) Motor driving device including single inverter for single-phase motor and three-phase motor and appliance having the same
EP3817217B1 (en) Device for driving a plurality of motors and electric apparatus including the same
US10951151B2 (en) Drive device
EP2212991A2 (en) Motor and apparatus and method for controlling the motor
CN111654125A (en) Multi-working-mode permanent magnet synchronous motor and control method thereof
KR20200113873A (en) motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same
KR20200113874A (en) motor driving device including a single inverter for a one phase motor and a three phases motor and an applicance having the same
US6903523B2 (en) Methods and apparatus for dynamically reconfiguring a pulse width modulation approach
JP6705438B2 (en) Control device for rotating electric machine
CN212114916U (en) Permanent magnet synchronous motor with multiple working modes
JP7211242B2 (en) Modulation method switching device
Jones et al. A two-motor centre-driven winder drive fed by a five-leg voltage source inverter
KR102238456B1 (en) Driving Circuit for driving switched reluctance motor
JPH08317684A (en) Control device of permanent magnet type motor and washing machine with it
JP2006271197A (en) Device and method for driving brushless dc motor
WO2018141394A1 (en) Household appliance with brushless dc motor sensorless control scheme
US11433769B2 (en) Motor driving apparatus and laundry treating apparatus including the same
KR20230116509A (en) Apapratus for controlling motor, apparatus for controlling laundry treating machine, method for controlling motor of apapratus for controlling motor and method for controlling motor of apparatus for controlling laundry treating machine
CN117981210A (en) Motor device
JP3811955B2 (en) Brushless DC motor driving apparatus and driving method, and brushless DC motor rotor speed or rotor phase detection method
Suzuki et al. Energy saving start-up method by combined use of two position sensorless controls
KR20240067019A (en) Method for driving motor
JP2022184646A (en) Motor device and driving method of motor device
JPH10174482A (en) Drive circuit for dc brushless motor
JPH11252969A (en) Electric washing machine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal