KR20210103784A - 모터 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20210103784A
KR20210103784A KR1020200018385A KR20200018385A KR20210103784A KR 20210103784 A KR20210103784 A KR 20210103784A KR 1020200018385 A KR1020200018385 A KR 1020200018385A KR 20200018385 A KR20200018385 A KR 20200018385A KR 20210103784 A KR20210103784 A KR 20210103784A
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김연중
이원우
박동민
박귀근
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 모터 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치는 복수 개의 스위칭 소자를 이용하여 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 모터 및 제2 모터에 공급하는 인버터 회로, 인버터 회로와 제1 모터 사이에 연결되며, 제1 모터에 공급되는 제1 전류값을 측정하기 위한 전류 센서, 인버터 회로와 접지선 사이에 연결되며, 제2 모터에 공급되는 제2 전류값을 측정하기 위한 션트 저항 및 복수 개의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 인가하며, 제1 전류값 및 제2 전류값을 측정하고, 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 이용하여, 제2 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정하는 제어 회로를 포함한다.

Description

모터 제어 장치 및 그 제어 방법{MOTOR CONTROL APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 모터 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
모터 제어 장치는 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치이다. 이와 같은 모터 제어 장치는 하나의 모터 제어 장치에 의해 복수 개의 모터가 제어되도록 설계될 수 있다. 이러한 모터 제어 장치는 등록특허 KR 10-1623652에 개시되어 있다.
이때 복수 개의 모터는 모터 제어 장치에 포함된 인버터 회로로부터 공급되는 전류에 의하여 구동하게 된다. 모터 제어 장치는 복수 개의 모터를 제어하기 위하여 복수 개의 모터에 공급되는 전류를 측정하고, 이를 통해 복수 개의 모터에 공급되는 전류를 조절한다.
이때 복수 개의 모터에 공급되는 전류는 모터 제어 장치에 포함된 전류 센서 또는 션트 저항을 이용하여 측정된다. 이때 전류 센서를 이용하여 전류를 측정하면, 전류의 정확한 측정은 가능하나, 전류 센서 자체의 비용이 많이 소모되게 된다. 따라서 하나의 모터에 공급되는 전류는 전류 센서를 이용하여 측정하고, 다른 모터에 공급되는 전류는 션트 저항을 이용하여 측정하는 것이 일반적이다.
그러나 션트 저항을 이용하여 전류를 측정하면, 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간이 생기게 되고, 이로 인해 복수 개의 모터가 정확히 동기화 되지 못하여 모터 제어의 안정성이 떨어질 수 있다. 또한 이로 인해 모터가 동작할 때, 소음이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 두 개의 모터가 정확히 동기화하여 안정적으로 제어할 수 있는 모터 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 두 개의 모터를 동작시킬 때 발생하는 소음을 감소시킬 수 있는 모터 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에서 제어 회로가 전류 센서 및 션트 저항을 이용하여 모터에 공급되는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값의 비율을 이용하여, 션트 저항을 이용할 때 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 전류값을 추정할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면 모터에 공급되는 전류값을 정확히 측정하여 모터를 제어하게 되므로, 모터를 보다 안정적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 제어 장치는 복수 개의 스위칭 소자를 이용하여 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 모터 및 제2 모터에 공급하는 인버터 회로, 상기 인버터 회로와 상기 제1 모터 사이에 연결되며, 상기 제1 모터에 공급되는 제1 전류값을 측정하기 위한 전류 센서, 상기 인버터 회로와 접지선 사이에 연결되며, 상기 제2 모터에 공급되는 제2 전류값을 측정하기 위한 션트 저항 및 상기 복수 개의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 인가하며, 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 측정하고, 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 이용하여, 상기 제2 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정하는 제어 회로를 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 불가측 구간은 상기 스위칭 신호의 상승 엣지 또는 하강 엣지를 중심으로 설정된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 제2 전류값으로 추정한다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값으로 추정하고, 상기 불가측 구간의 시작 시점부터 종료 시점까지의 제2 전류값을 상기 제2 전류값의 변화량에 기초하여 추정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수 개의 스위칭 소자를 이용하여 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 모터 및 제2 모터에 공급하는 인버터 회로, 상기 인버터 회로와 상기 제1 모터 사이에 연결되며, 상기 제1 모터에 공급되는 제1 전류값을 측정하기 위한 변류 회로, 상기 인버터 회로와 접지선 사이에 연결되며, 상기 제2 모터에 공급되는 제2 전류값을 측정하기 위한 션트 저항 및 상기 복수 개의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 인가하는 제어 회로를 이용하여 모터를 제어하는 방법은 상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 측정하는 단계, 상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 연산하는 단계 및 상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 이용하여, 상기 제2 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 불가측 구간은 상기 스위칭 신호의 상승 엣지 또는 하강 엣지를 중심으로 설정된다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제2 전류값을 추정하는 단계는 상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 제2 전류값으로 추정하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제2 전류값을 추정하는 단계는 상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값으로 추정하는 단계 및 상기 제어 회로가 상기 불가측 구간의 시작 시점부터 종료 시점까지의 제2 전류값을 상기 제2 전류값의 변화량에 기초하여 추정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치 및 그 제어 방법은 두 개의 모터를 정확히 동기화하여 안정적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치 및 그 제어 방법은 두 개의 모터가 동작할 때 발생하는 소음을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 전류 센서 및 션트 저항을 통해 측정한 전류를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모터 및 제2 모터의 회전 속도가 600RPM 일 때, 모터 제어 장치를 통해 제1 모터 및 제2 모터에 공급되는 전류를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모터 및 제2 모터의 회전 속도가 300RPM 일 때, 모터 제어 장치를 통해 제1 모터 및 제2 모터에 공급되는 전류를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모터 제어 장치 및 그 제어 방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)는 인버터 회로(110), 전류 센서(120), 션트 저항(130) 및 제어 회로(140)를 포함한다.
인버터 회로(110)는 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)를 포함한다. 인버터 회로(110)는 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)를 이용하여 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)에 공급한다. 다시 말해, 인버터 회로(110)는 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)가 턴-온 또는 턴-오프 되는 동작을 통해 직류 전류를 소정 주파수의 3상 교류 전류로 변환하여 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)에 공급하여 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)를 구동 시킬 수 있다.
이때 인버터 회로(110)는 외부 전원(미도시)으로부터 공급되는 교류 전류가 컨버터 회로(미도시) 및 평활화 커패시터(300)를 통해 변환된 직류 전류를 3상 교류 전류로 변환하여 출력할 수 있다.
인버터 회로(110)는 각각 서로 직렬로 연결되는 상측 스위칭 소자(S1, S3, S5)와 하측 스위칭 소자(S2, S4, S6)를 한 쌍으로 하여, 총 세 쌍의 상, 하측 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결된 구조일 수 있다. 인버터 회로(110)에 포함된 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)는 전력 트랜지스터 일 수 있으며, 예를 들어 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor) 일 수 있다.
전류 센서(120)는 인버터 회로(110)와 제1 모터(210) 사이에 연결되며, 제1 모터(210)에 공급되는 제1 전류값을 측정하는데 이용된다.
이때 전류 센서(120)는 인버터 회로(110)로부터 제1 모터(210)에 공급되는 3상의 전류값을 모두 측정하는데 이용될 수 있다. 또한 비용 절감을 위해, 전류 센서(120)는 인버터 회로(110)로부터 제1 모터(210)에 공급되는 3상의 전류값 중에서 2상의 전류값을 측정하는데 이용되고, 나머지 1상에 공급되는 전류값은 제어 회로(140)에서 3상 평형을 이용하여 산출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전류 센서(120)로 CT(Current Transformer) 센서가 이용될 수 있다. CT 센서는 코일 및 저항을 이용하여 전류값을 측정할 수 있도록 하는 장치로, 측정하고자 하는 전류의 흐름에 따라 코일에 발생하는 전류가 저항으로 흐르게 하고, 이에 따라 저항에 인가되는 전압값을 측정하여 전류값을 산출할 수 있도록 하는 장치이다.
션트 저항(130)은 인버터 회로(110)와 접지선 사이에 연결되며, 제2 모터(220)에 공급되는 제2 전류값을 측정하는데 이용된다.
보다 상세히, 션트 저항(130)의 일단은 인버터 회로(110)에 포함된 스위칭 소자 중 일부(S2, S4, S6)와 연결되고, 타단은 접지선과 연결된다. 이때 션트 저항(130)을 통해 흐르는 전류는 인버터 회로(110)로부터 제1 모터(210)에 공급되는 전류와 인버터 회로(110)로부터 제2 모터(220)에 공급되는 전류가 합해진 전류이다. 따라서 제어 회로(140)는 션트 저항(130)을 통해 측정되는 전류값에서 전류 센서(120)를 통해 검출한 제1 전류값을 감산하여 제2 모터(220)에 공급되는 제2 전류값을 측정할 수 있다.
제어 회로(140)는 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 스위칭 신호를 인가하며, 제1 전류값 및 제2 전류값을 측정하고, 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 이용하여, 제2 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정한다.
이때 제어 회로(140)는 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors)중 적어도 하나를 포함하는 물리적인 요소를 포함하여 구현될 수 있다.
제어 회로(140)는 인버터 회로(110)에 포함된 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 스위칭 신호를 인가한다. 보다 상세히, 제어 회로(140)는 제1 모터(210) 및 제2 모터(320)의 3상에 인가되는 제1 전류값 및 제2 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 이용하여 인버터 회로(110)에 포함된 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 인가되는 스위칭 신호를 조절한다.
이때 스위칭 신호는 인버터 회로(110)에 포함된 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)마다 인가되는 신호이다. 이때 스위칭 신호가 미리 설정된 값 이상의 크기를 가지면, 스위칭 신호가 인가되는 스위칭 소자는 턴-온 된다. 또한 스위칭 신호가 미리 설정된 값 미만의 크기를 가지면, 스위칭 신호가 인가되는 스위칭 소자는 턴-오프 된다. 이때 미리 설정된 값은 인버터 회로(110)에 포함된 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)가 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 변하거나, 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 변하게 되는 값으로, 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)의 특성에 따라 다르게 설정될 수 있다.
제어 회로(140)는 제1 전류값을 측정한다. 보다 상세히, 제어 회로(140)는 전류 센서(120)를 이용하여, 제1 모터(210)에 공급되는 제1 전류값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전류 센서(120)로 CT 센서가 이용되면, 제어 회로(140)는 CT 센서에 포함된 저항에 인가되는 전압값을 측정하고, 측정된 전압값을 CT 센서에 포함된 저항의 저항값으로 나누어서 제1 모터(210)에 공급되는 제1 전류값을 산출할 수 있다.
제어 회로(140)는 제2 전류값을 측정한다. 보다 상세히, 제어 회로(140)는 션트 저항(130)을 이용하여 제2 모터(220)에 공급되는 제2 전류값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 회로(140)는 션트 저항(130)의 양단에 인가되는 전압값을 측정하고, 측정된 전압값을 션트 저항(130)의 저항값으로 나누어서 션트 저항(130)에 흐르는 전류값을 산출할 수 있다. 그리고 나서 제어 회로(140)는 션트 저항(130)에 흐르는 전류값에서 전류 센서(120)를 통해 검출한 제1 전류값을 감산하여 제2 모터(220)에 공급되는 제2 전류값을 산출할 수 있다.
그러나 이와 같이 제어 회로(140)가 션트 저항(130)을 통해 제2 전류값을 산출하면, 션트 저항(130)을 통해 제2 전류값을 측정할 수 없는 불가측 구간이 발생한다. 이는 도 3을 통해 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 전류 센서 및 션트 저항을 통해 측정한 전류를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 점선으로 표시된 그래프는 전류 센서(120)를 통해 측정한 제1 전류값을 나타낸 그래프와 실선으로 표시된 그래프는 션트 저항(130)을 통해 측정한 제2 전류값을 나타낸 그래프를 확인할 수 있다.
이때 전류 센서(120)를 통해 측정한 제1 전류값을 나타낸 그래프는 끊어지지 않고 계속 연결되는 반면, 션트 저항(130)을 통해 측정한 제2 전류값을 나타낸 그래프는 회색 음영으로 표시된 구간에서 끊어지는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 회색 음영으로 표시된 불가측 구간에서는 션트 저항(130)을 이용하여 제2 전류값을 측정할 수 없다.
이와 같은 불가측 구간은 제어 회로(140)가 인버터 회로(110)에 포함된 복수 개의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 인가하는 스위칭 신호의 상승 엣지 또는 하강 엣지를 중심으로 설정된다. 이와 같은 불가측 구간은 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)의 회전 속도에 따라 구간의 길이가 변경된다. 이는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모터 및 제2 모터의 회전 속도가 600RPM 일 때, 모터 제어 장치를 통해 제1 모터 및 제2 모터에 공급되는 전류를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모터 및 제2 모터의 회전 속도가 300RPM 일 때, 모터 제어 장치를 통해 제1 모터 및 제2 모터에 공급되는 전류를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)의 회전 속도가 600RPM 일 때, 시간에 따른 전류 변화를 나타낸 두 개의 그래프를 확인할 수 있다. 이때 상단의 그래프는 모터 제어 장치(100)를 통해 제1 모터(210)에 공급되는 전류를 나타낸 그래프이고, 하단의 그래프는 모터 제어 장치(100)를 통해 제2 모터(220)에 공급되는 전류를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)의 회전 속도가 300RPM 일 때, 시간에 따른 전류 변화를 나타낸 두 개의 그래프를 확인할 수 있다. 이때 상단의 그래프는 모터 제어 장치(100)를 통해 제1 모터(210)에 공급되는 전류를 나타낸 그래프이고, 하단의 그래프는 모터 제어 장치(100)를 통해 제2 모터(220)에 공급되는 전류를 나타낸 그래프이다.
이때 도 5에 도시된 그래프는 도 4에 도시된 그래프에 비하여 노이즈가 많이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이는 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)의 회전 속도가 300RPM일 때가 600RPM인 경우에 비하여, 불가측 구간의 길이가 길어서 제2 모터(220)에 공급되는 제2 전류값을 정확하게 측정할 수 없기 때문이다. 이는 결과적으로 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)를 안정적으로 제어할 수 없게 되는 원인이 된다.
다시 도 2로 돌아와서, 제어 회로(140)는 이와 같이 불가측 구간에서 측정되지 않는 제2 전류값을 1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 이용하여 추정한다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 회로(140)는 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 제1 전류값에 곱한 값을 불가측 구간의 제2 전류값으로 추정할 수 있다. 보다 상세히, 제어 회로(140)는 불가측 구간에 돌입하기 직전에 측정된 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 연산하고, 이를 불가측 구간의 제1 전류값에 곱하여 불가측 구간의 제2 전류값을 추정할 수 있다. 즉, 제어 회로(140)는 하기 수학식 1에 따라 불가측 구간의 제2 전류값을 추정할 수 있다.
Figure pat00001
여기서 I1s 및 I2s는 각각 불가측 구간의 제1 전류값 및 제2 전류값을 나타내고, I1b 및 I2b는 각각 불가측 구간에 돌입하기 직전에 측정된 제1 전류값 및 제2 전류값을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에서 제어 회로(140)는 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 제1 전류값에 곱한 값을 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값으로 추정하고, 불가측 구간의 시작 시점부터 종료 시점까지의 제2 전류값을 제2 전류값의 변화량에 기초하여 추정할 수 있다.
보다 상세히, 제어 회로(140)는 불가측 구간에 돌입하기 직전에 측정된 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 연산하고, 이를 불가측 구간의 제1 전류값에 곱하여 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값을 추정할 수 있다. 즉, 제어 회로(140)는 상기 수학식 1을 이용하여 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값을 추정할 수 있다.
그리고 제어 회로(140)는 불가측 구간에 돌입하기 직전의 제2 전류값의 변화량을 연산하고, 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값이 연산된 제2 전류값의 변화량에 따라 변하도록 불가측 구간의 제2 전류값을 추정할 수 있다. 즉, 제어 회로(140)는 불가측 구간의 길이와 연산된 제2 전류값의 변화량을 곱한 값을 연산하고, 연산 결과에 추정된 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값을 합한 값을 불가측 구간의 종료 시점의 제2 전류값으로 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정하고, 추정된 전류값에 기초하여 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)를 제어함으로써, 두 개의 모터를 정확히 동기화하여 안정적으로 제어할 수 있으며, 두 개의 모터가 동작할 때 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 우선 제어 회로(140)는 제1 전류값 및 제2 전류값을 측정한다(S610). 보다 상세히, 제어 회로(140)는 전류 센서(120)를 이용하여, 제1 모터(210)에 공급되는 제1 전류값을 측정하고, 션트 저항(130)을 이용하여 제2 모터(220)에 공급되는 제2 전류값을 측정할 수 있다.
제어 회로(140)는 션트 저항(130)을 통해 제2 전류값을 측정할 수 없는 불가측 구간에 돌입하였는지 판단한다(S620). 이때 제어 회로(140)가 불가측 구간에 돌입하지 않았다고 판단하면, 제1 전류값 및 제2 전류값을 계속 측정한다(S610).
만일 제어 회로(140)가 불가측 구간에 돌입하였다고 판단하면, 제어 회로(140)는 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 연산한다(S630). 이때 제어 회로(140)는 불가측 구간에 돌입하기 직전에 측정된 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 연산할 수 있다.
그 다음, 제어 회로(140)는 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 이용하여 제2 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정한다(S640). 이때 불가측 구간은 스위칭 신호의 상승 엣지 또는 하강 엣지를 중심으로 설정되는 구간이다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 회로(140)는 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 제1 전류값에 곱한 값을 불가측 구간의 제2 전류값으로 추정할 수 있다. 이때 제어 회로(140)는 상기 수학식 1에 따라 불가측 구간의 제2 전류값을 추정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 제어 회로(140)는 제1 전류값 및 제2 전류값의 비율을 제1 전류값에 곱한 값을 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값으로 추정하고, 불가측 구간의 시작 시점부터 종료 시점까지의 제2 전류값을 제2 전류값의 변화량에 기초하여 추정할 수 있다.
이때 제어 회로(140)는 상기 수학식 1을 이용하여 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값을 추정한다. 그리고 나서 제어 회로(140)는 불가측 구간에 돌입하기 직전의 제2 전류값의 변화량을 연산한다. 그 다음, 제어 회로(140)는 추정된 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값이 연산된 제2 전류값의 변화량에 따라 변하도록 불가측 구간의 제2 전류값을 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 방법은 불가측 구간의 제2 전류값을 추정하고, 추정된 전류값에 기초하여 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)를 제어함으로써, 두 개의 모터를 정확히 동기화하여 안정적으로 제어할 수 있으며, 두 개의 모터가 동작할 때 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 모터 제어 장치 110: 인버터 회로
120: 전류 센서 130: 션트 저항
140: 제어 회로 210: 제1 모터
220: 제2 모터

Claims (8)

  1. 복수 개의 스위칭 소자를 이용하여 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 모터 및 제2 모터에 공급하는 인버터 회로;
    상기 인버터 회로와 상기 제1 모터 사이에 연결되며, 상기 제1 모터에 공급되는 제1 전류값을 측정하기 위한 전류 센서;
    상기 인버터 회로와 접지선 사이에 연결되며, 상기 제2 모터에 공급되는 제2 전류값을 측정하기 위한 션트 저항; 및
    상기 복수 개의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 인가하며, 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 측정하고, 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 이용하여, 상기 제2 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정하는 제어 회로를 포함하는
    모터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불가측 구간은 상기 스위칭 신호의 상승 엣지 또는 하강 엣지를 중심으로 설정되는
    모터 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 제2 전류값으로 추정하는
    모터 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값으로 추정하고,
    상기 불가측 구간의 시작 시점부터 종료 시점까지의 제2 전류값을 상기 제2 전류값의 변화량에 기초하여 추정하는
    모터 제어 장치.
  5. 복수 개의 스위칭 소자를 이용하여 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 모터 및 제2 모터에 공급하는 인버터 회로, 상기 인버터 회로와 상기 제1 모터 사이에 연결되며, 상기 제1 모터에 공급되는 제1 전류값을 측정하기 위한 변류 회로, 상기 인버터 회로와 접지선 사이에 연결되며, 상기 제2 모터에 공급되는 제2 전류값을 측정하기 위한 션트 저항 및 상기 복수 개의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 인가하는 제어 회로를 이용하여 모터를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 측정하는 단계;
    상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 연산하는 단계; 및
    상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 이용하여, 상기 제2 전류값이 측정되지 않는 불가측 구간의 제2 전류값을 추정하는 단계를 포함하는
    모터 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 불가측 구간은 상기 스위칭 신호의 상승 엣지 또는 하강 엣지를 중심으로 설정되는
    모터 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 전류값을 추정하는 단계는
    상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 제2 전류값으로 추정하는 단계를 포함하는
    모터 제어 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 전류값을 추정하는 단계는
    상기 제어 회로가 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값의 비율을 상기 제1 전류값에 곱한 값을 상기 불가측 구간의 시작 시점의 제2 전류값으로 추정하는 단계; 및
    상기 제어 회로가 상기 불가측 구간의 시작 시점부터 종료 시점까지의 제2 전류값을 상기 제2 전류값의 변화량에 기초하여 추정하는 단계를 포함하는
    모터 제어 방법.
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