KR950001884B1 - 브러시리스모터의 과전류제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

브러시리스모터의 과전류제어방법

제1도는 종래 브러시리스모터의 과전류제어회로의 블록도.

제2도는 본 발명 브러시리스모터의 과전류제어회로의 블록도.

제3도는 본 발명에 따른 과전류제어시 신호흐름도.

제4도는 제2도에 있어서, 각 전류의 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11 : 정류부 2, 12 : 전류검출부

3, 13 : 인버터 4, 14 : 브러시리스모터

5, 15 : 홀센서 6 : 과전류제어부

7, 17 : 인버터제어부 8, 18 : 마이크로컴퓨터

16 : 전압증폭부 19 : 과부하표시부

C₁, C₁₁: 평활콘덴서

본 발명은 브러시리스 직류모터에 관한 것으로, 특히 구동회로에서 순간적으로 유기되는 과전류를 마이크로컴퓨터의 프로그램에 따라 설정전류치와 비교하고 이 비교값에 따라 브러시리스 직류모터를 제어하는 브러시리스모터의 과전류제어방법에 관한 것이다.

제1도는 종래 브러시리스모터의 과전류제어회로의 블록도로서 이에 도시한 바와같이, 3상전원(AC)을 직류로 정류하는 정류부(1)와, 이 정류부(1)의 출력(DC)에 따라 브러시리스모터(4)를 구동하는 인버터(3)와, 상기 정류부(1)의 출력(DC)에서 전류(1)를 검출하는 전류검출부(2)와, 이 전류검출부(2)의 출력(I)을 기준 설정치(Iref)와 비교하여 전류제어신호(Ictl)를 출력하는 과전류제어부(6)와, 상기 브러시리스모터(4)의 회전속도(W)를 홀센서(5)로 검출함과 아울러 마이크로컴퓨터(8)의 출력(Vref) 및 상기 과전류제어부(6)의 출력(Ictl)에 따라 상기 인버터(3)을 제어하는 인버터제어부(7)로 구성된 것으로, 상기 마이크로컴퓨터(8)는 인버터제어부(7)의 FG신호를 입력받아 제어하려는 속도와 비교함에 따라 인버터(3)의 스위칭 주기를 제어하기 위한 기준전압(Vref)를 출력하도록 구성된다.

도면의 미설명 부호 C₁은 평활콘덴서로서 정류부(1)의 직류전압(DC)을 평활하기 위한 것이다.

이와 같이 구성된 종래 회로의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 3상전원(AC)이 정류부(1)에서 직류(DC)로 정류되고 평활콘덴서(C₁)를 통해 평활됨에 따라 인버터(3)의 파워트랜지스터가 스위칭되어 브러시리스모터(4)가 유입전류에 따라 회전한다.

이때, 인버터제어부(7)는 홀센서(5)를 통해 브러시리스모터(4)의 회전속도(W)를 검출함에 따른 FG(frequency Generator)신호를 마이크로컴퓨터(8)에 출력하고 상기 마이크로컴퓨터(8)는 상기 FG신호를 데이터로 하여 제어하고자 하는 상기 모터(4)의 속도와 비교함에 따라 기준전압(Vref)을 상기 인버터제어부(7)에 출력한다

따라서, 마이크로컴퓨터(8)의 출력(Vref)을 입력받은 인버터제어부(7)는 인버터(3)의 스위칭 주기를 제어하여 브러시리스모터(4)의 회전속도를 조절한다.

또한, 브러시리스모터(4)가 회전함에 따라 전류검출부(2)는 정류부(1)의 출력(DC)에 전류(I)를 검출하여 과전류제어부(6)에 출력하고, 상기 과전류제어부(6)는 상기 전류검출부(2)의 출력(I)을 설정치(Iref)와 비교하여 이 비교에 따른 전류제어신호(Ictl)를 인버터제어부(7)에 출력한다.

따라서,과전류제어부(6)는 전류검출부(2)의 출력(I)의 설정치(Iref)보다 큰 경우 즉 상기 전류검출부(2)에서 과전류를 검출한 경우 전류제어신호(Ictl)을 인에이블시켜 인버터제어부(7)을 제어함으로써 인버터(3)의 파워트랜지스터를 턴오프시켜 과전류를 차단한다.

그러나, 이와 같은 종래 회로로는 과전류제어회로가 하드웨어로 구성되어 회로정수계산 및 부품선정시 어려움이 따라 부품의 신뢰성이 저하될 뿐아니라 각 회로의 지연시간에 의해 과전류를 감지하지 못하여 과전류 유입시 회로가 불안정해지거나 소자가 파괴되는 문제점이 있었다.

또한, 전류검출에 따른 비교값을 궤환받지 못하여 정확한 시스템의 상태를 진단하지 못할 뿐아니라 회로의 이상상태를 표시하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 브러시리스모터가 회전함에 따라 검출한 전류를 결정치와 비교하여 임의의 설정치 이상일 때 시스템 구동을 정지시키고 이상상태를 표시하는 브러시리스모터의 과전류제어방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 브러시리스모터의 과전류제어회로의 블록도로서 이에 도시한 바와같이, 3상전원(AC)을 정류하는 정류부(11)와, 이 정류부(11)의 출력(DC)에 스위칭되어 브러시리스모터(14)를 구동하는 인버터(13)와, 상기 정류부(11)의 출력(DC)에 따라 전류(I)를 검출하는 전류검출부(12)와, 이 전류검출부(12)의 출력(Vd)을 일정레벨로 증폭하는 전압증폭부(16)와, 상기 브러시리스모터(14)의 회전속도(W)를 홀센서(15)로 검출하여 FG신호로 출력하고 입력신호(Vref)에 따라 상기 인버터(13)를 제어하는 인버터제어부(17)와, 상기 전압증폭부(16)의 출력(Va)을 A/D변환부(18-1)을 통해 디지털 신호(Ia)로 변환하여 설정값(Iref₁),(Iref₂)과 비교함에 따라 이상유무를 판별하여 기준전압(Vref)를 출력함과 아울러 이상상태시 과부하표시부(19)를 통해 표시하는 마이크로컴퓨터(18)로 구성한 것으로, 상기 마이크로컴퓨터(18)는 브러시리스모터(14)가 구동될 때 홀센서(15)로 회전속도(W)를 검출한 인버터제어부(17)의 출력(FG)을 데이터로 하여 제어하고자 하는 모터(14)의 속도와 비교하여 기준전압(Verf)을 출력하도록 구성한다.

도면의 미설명 부호 C₁₁는 평활콘덴서로서 정류부(11)의 출력(DC)을 평활시키기 위한 것이다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 제3도 과전류제어시 신호흐름도, 제4도 각 전류의 파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정류부(11)에서 3상전원(AC)을 정류하고 평활콘덴서(C₁₁)를 통해 평활함에 따라 인버터(13)의 파워트랜지스터가 스위칭되어 브러시리스모터(14)가 구동된다.

이때 홀센서(15)로 브러시리스모터(14)의 회전속도(W)에 따른 인버터제어부(17)의 FG신호를 입력받은 마이크로컴퓨터(18)은 연산에 따른 기준전압(Vref)을 상기 인버터제시부(17)에 출력하여 인버터(13)의 스위칭 주기를 조정함으로써 상기 브러시리스모터(14)의 회전속도를 제어한다.

또한, 전류감지부(12)가 정류부(11)의 출력(DC)을 검출하였을 때 미소한 전압형태로 출력함으로 전압증폭부(16)를 통해 일정레벨로 증폭하여 마이크로컴퓨터(18)의 A/D변환부(18-1)에서 디지털 신호(Ia)로 변환한다.

이때, 마이크로컴퓨터(18)는 실측치인 A/D변환부(18-1)의 출력(Ia)을 기준설정치(Iref₁)과 비교하여 실측치(Ia)가 제1설정치(Iref₁)와 같거나 작으면 정류부 (11)의 출력(DC)이 정상으로 판단하여 브러시리스모터(14)의 구동을 계속하고 실측치(Ia)가 제1설정치(Iref₁)보다 크면 최대치인 제2설정치 (Iref₂)와 비교한다.

따라서, 실측치(Ia)가 제2설정치(Iref₂)와 같거나 작으면 마이크로컴퓨터(18)는 인버터제어부(17)에 기준전압(Vref)을 출력하여 인버터(13)를 일시 차단함으로써 브러시리스모터(14)를 일시정지시킨 후 시스템을 초기상태로 복귀시킨다.

한편, 설측치(Ia)가 제2설정치(Iref₂)보다 크면 마이크로컴퓨터(18)는 인버터제어부(17)에 기준전압(Verf)을 출력하여 인버터(13)을 차단함으로써 브러시리스모터(14)의 구동을 완전히 정지시키고, 이상상태를 검출하면 과부하표시부(19)를 통해 표시한다.

즉, 마이크로컴퓨터 (18)의 프로그램에 의한 전류제한 동작을 제4도에서 설명하면 실측치(Ia)가 제 4도에 도시한 바와같이 이상이 없는 상기 전류(I₁)일때 시스템 구동상태를 계속 수행하고 실측치(Ia)가 제1설정치(Iref₁)보다 큰 전류(I₂)이면 제4도의 구간(t₀)같이 과전류를 제한하고 상기 실측치(Ia)가 제2설정치(Iref₁)보다 큰 과전류(I₃)일때 제4도의 구간(t₁)같이 기준전압(Verf)을 출력하여 브러시리스모터(14)의 구동을 정지시킴으로써 과전류 유입을 차단한다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 브러시리스모터의 과전류제어방법은 검출한 전류를 설정치와 비교하여 비교값에 따라 과전류 유입상태를 판별함으로써 모터의 유입되는 과전류를 순간적으로 차단할 것인지 또는 시스템 전원을 오프시킬지를 마이크로컴퓨터의 프로그램으로 처리하여 과전류 유입시 대응동작시 빠르고 제어시 신뢰성을 향상시켜 시스템을 안정시키며 순간적인 과전류에 의한 모터의 동작 정지를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 실측치(Ia)가 제1설정치(Iref₁)와 비교하는 제1단계와, 이 제1단계에서 실측치(Ia)가 제1설정치(Iref₁)보다 크면 제2설정치(Iref₂)와 비교하는 제2단계와, 이 제2단계에서 실측치(Ia)가 제2설정치(Iref₂)보다 크면 모터(14)의 전원을 차단하고 이상상태를 표시하는 제3단계를 특징으로하는 브러시리스모터의 과전류제어방법.
2. 제1항에 있어서, 제1단계에서 실측치(Ia)가 제1설정치(Iref₁)와 같거나 작으면 시스템 구동을 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 브러시리스모터의 과전류제어방법.
3. 제1항의 있어서, 제2단계에서 실측치(Ia)가 제2설정치(Iref₂)와 같거나 작으면 모터(14)를 일시정지시켜 시스템을 초기상태로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 브러시리스모터의 과전류제어방법.