KR100456955B1 - 브러시리스 직류 모터의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

브러시리스 직류 모터의 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브러시리스 직류 모터의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 브러시리스 직류 모터에 공급되는 3상 전류의 상 전환 구간에서 일어나는 상 전류의 일시적 감소에 의한 토크 맥동을 최소화하는데 그 목적이 있다. 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 제어 장치는 전력 변환 장치와 제어부를 포함하여 이루어진다. 전력 변환 장치는 상용 교류 전원을 다상 교류 전원으로 변환한다. 제어부는 브러시리스 직류 모터의 회전자의 위치 정보와 전력 변환 장치의 음극에 흐르는 소호 상 전류의 소멸 시점을 통해 상 전환 구간을 검출하여 상 전환 구간 동안에 비전환 상의 평균 전압을 일정하게 유지하기 위한 보상 전압을 공급하도록 전력 변환 장치를 제어한다. 또한, 상용 교류 전원을 다상 교류 전원으로 변환하는 전력 변환 장치를 통해 전력을 공급받는 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 제어 방법은 먼저 비전환 상 전류를 공급하여 모터를 구동하고, 구동 중인 모터의 회전자의 위치 정보를 통해 상 전환 시작점을 검출한다. 상 전환이 시작되면 상 전환에 따른 토크 맥동을 최소화하기 위한 보상 전압을 공급하고, 전력 변환 장치의 음극(-)에 나타나는 소호 상 전류가 소멸되는 것으로부터 상 전환의 종료 시점을 검출하여 보상 전압의 공급을 중지하고 비전환 상 전류의 공급을 재개한다.

Description

브러시리스 직류 모터의 제어 장치 및 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR BRUSHLESS DC MOTOR}
본 발명은 모터(motor)의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 토크 맥동(torque ripple)을 최소화하기 위한 브러시리스 직류 모터(brushless DC motor)의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
브러시리스 직류 모터는 브러시와 정류자 등의 기계적인 요소 대신 스위칭 소자로 구성된 정류 회로를 사용한다. 이 브러시리스 직류 모터는 마모에 따른 브러시의 교체가 필요 없으며, 전자파 장해(electromagnetic interference)와 소음이 적은 것이 특징이다. 이와 같은 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 구조를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 브러시리스 직류 모터 제어 장치를 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 컨버터(104)와 캐패시터(108), 인버터(106)로 구성되는 전력 변환 장치는 교류 전원 장치(102)로부터 공급되는 교류 전원을 펄스 형태의 3상 교류 전원으로 변환하여 브러시리스 직류 모터(110)에 공급한다. 인버터(106)에서 브러시리스 직류 모터(110)로 공급되는 3상 교류 전원(U, V, W)의 각각의 상 전류는 전류 센서(112a, 112b)를 통해 검출된다. 검출된 상 전류의 정보는 제어부(114)에 제공되어 인버터 제어 신호를 발생시키는 근간이 된다. 브러시리스 직류 모터(110)의 회전자의 위치와 속도는 위치/속도 검출부(116)에 의해 검출되고, 검출된 회전자의 위치 정보는 제어부(114)에 제공되어 역시 인버터 제어 신호를 발생시키는 근간이 된다. 제어부(114)는 외부로부터 입력되는 속도 제어 신호와 상 전류 정보, 회전자의 위치 등을 참조하여 속도 제어 신호의 요구에 부합하도록 모터(110)의 회전 속도를 제어한다. 인버터 제어 신호는 인버터(106)에서 출력되는 3상 교류 전원(U, V, W)의 상 전환(phase commutation) 시점 및 상 전류의 크기를 제어하기 위한 것이다.
이와 같은 종래의 브러시리스 직류 모터(110)를 구동함에 있어서, 3상 교류 전원(U, V, W)의 상 전환이 이루어지는 시점에서 상 전류의 일시적인 감소로 인하여 토크 맥동이 발생한다. 브러시리스 직류 모터의 토크는 유기 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있는데, 상 전환 구간에서 상 전류가 일시적으로 감소하여 토크 맥동이 발생된다. 이 토크 맥동은 소음 발생과 진동의 원인이 되기 때문에 이를 최소화하기 위한 제어 장치 및 방법이 요구된다.
브러시리스 직류 모터의 토크 맥동을 최소화하기 위해서는 상 전환 구간을 정확히 검출하여 부족한 전압을 보상해주어야 한다. 상 전환 구간을 정확히 검출하지 못하면 전류의 부족 보상 또는 과보상을 초래하기 때문에 토크 맥동의 최소화를 위해서는 정확한 상 전환 구간의 검출이 매우 중요하다. 브러시리스 직류 모터의 상전환 구간을 검출하기 위해 사용되는 기존의 방법으로는 전류 센서를 이용하여 상 전류를 검출하는 것을 들 수 있다. 그러나 도 1과 같이 각각의 상 전류를 검출하기 위해 2개의 전류 센서를 사용하는 것은 제조 원가 상승의 원인이 되어 생산자와 소비자 모두에게 큰 부담이 된다.
본 발명은 브러시리스 직류 모터에 공급되는 3상 전류의 상 전환 구간에서 일어나는 상 전류의 일시적 감소에 의한 토크 맥동을 최소화하기 위해 3상 교류 전원의 상 전환 시점 및 구간을 정확히 예측하여 검출하고, 검출된 상 전환 구간에서의 전류 감소를 보상하도록 하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 브러시리스 직류 모터 제어 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 제어부의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 도 3의 제어 신호 변환부의 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 도 2에 나타낸 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 인버터의 구성을 나타낸 회로도.
도 6은 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식을 나타낸 도면.
도 7A 내지 도 7D는 상 전환 구간에서의 인버터 내부의 전류 흐름을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 제어 방법을 나타낸 순서도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
210 : 브러시리스 직류 모터
212 : 전류 센서
214 : 제어부
302, 306 : 가산기
308 : 전류 제어부
310 : 제어 신호 변환부
316 : 상 전환 검출부
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 제어 장치는 전력 변환 장치와 제어부를 포함하여 이루어진다. 전력 변환 장치는 상용 교류 전원을 다상 교류 전원으로 변환한다. 제어부는 브러시리스 직류 모터의 회전자의 위치 정보와 전력 변환 장치의 음극에 흐르는 소호 상 전류의 소멸 시점을 통해 상 전환 구간을 검출하여 상 전환 구간 동안에 비전환 상의 평균 전압을 일정하게 유지하기 위한 보상 전압을 공급하도록 전력 변환 장치를 제어한다.
또한, 상용 교류 전원을 다상 교류 전원으로 변환하는 전력 변환 장치를 통해 전력을 공급받는 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 제어 방법은 먼저 비전환 상 전류를 공급하여 모터를 구동하고, 구동 중인 모터의 회전자의 위치 정보를 통해 상 전환 시작점을 검출한다. 상 전환이 시작되면 상 전환에 따른 토크 맥동을최소화하기 위한 보상 전압을 공급하고, 전력 변환 장치의 음극(-)에 나타나는 소호 상 전류가 소멸되는 것으로부터 상 전환의 종료 시점을 검출하여 보상 전압의 공급을 중지하고 비전환 상 전류의 공급을 재개한다.
이와 같은 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 제어 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 2는 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치를 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 컨버터(204)와 캐패시터(208), 인버터(206)로 구성되는 전력 변환 장치는 교류 전원 장치(202)를 통해 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환한 후 다시 3상 교류 전원(U, V, W)으로 변환하여 브러시리스 직류 모터(210)에 공급한다. 컨버터(204)는 교류 전원을 직류로 변환하고, 인버터(206)는 직류 전원을 펄스 형태의 3상 교류 전원(U, V, W)으로 변환하여 브러시리스 직류 모터(210)에 공급한다.
컨버터(204)와 인버터(206) 사이의 직류단 캐패시터(DC-link capacitor, 208)의 음극(-)을 흐르는 전류는 단일의 전류 센서(212)에 의해 검출되고, 검출된 전류 정보는 제어부(214)에 제공된다. 위치/속도 검출부(216)는 브러시리스 직류 모터(210)의 회전자의 속도와 위치를 검출하여 그 정보를 제어부(214)에 제공한다. 제어부(214)는 이와 같이 제공되는 전류량 정보와 위치/속도 정보를 근거로 하여 외부로부터 입력되는 속도 제어 신호의 값을 추종하도록 직류 모터(110)의 회전 속도를 제어한다. 이를 위해 인버터(206)는 인버터 제어 신호를 발생시켜서 인버터(206)에서 출력되는 3상 교류 전원(U, V, W)의 상 전환(phase commutation)시점 및 각 상의 전류를 제어한다. 도 2에 나타낸 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 가장 큰 특징은 단일의 전류 센서(212)를 사용하여 직류단 캐패시터(208)의 음극(-)에서 전류를 검출하는 것이다.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 제어부(214)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 속도 제어 신호와 현재의 속도 정보가 가산기(302)에 의해 가산되어 속도 제어부(304)에 제공된다. 속도 제어부(304)는 브러시리스 직류 모터(210)의 회전 속도가 속도 제어 신호의 값을 추종하도록 전류 명령을 발생시킨다. 이 전류 명령과 전류 센서(212)에 의해 검출된 전류 정보가 가산기(306)에 의해 가산되어 전류 제어부(308)에 제공된다. 전류 제어부(308)는 브러시리스 직류 모터(210)의 상 전류가 전류 명령을 추종하도록 하기 위한 제 1 전류 제어 신호(A)를 발생시킨다. 상 전환 검출부(316)는 위치/속도 검출부(216)에 의해 검출된 위치 정보와 전류 센서(212)에 의해 검출된 전류 정보를 통해 상 전환 구간을 검출하여 상 전환 검출 신호(D)를 발생시킨다. 이 상 전환 검출 신호(D)는 전류 제어부(308)에서 발생하는 제 1 전류 제어 신호(A)와 함께 제어 신호 변환부(310)에 입력된다.
제어 신호 변환부(310)는 전류 제어부(308)에서 발생하는 제 1 전류 제어 신호(A)를 변환하여 내부적으로 제 2 전류 제어 신호(B, 미도시)를 발생시킨다. 상 전환 검출부(316)의 상 전환 검출 신호(D)는 제 1 전류 제어 신호(A)와 제 2 전류 제어 신호(A, B) 가운데 하나가 제 3 전류 제어 신호(C)로서 출력되도록 한다. 제어 신호 변환부(310)에서 출력되는 제 3 전류 제어 신호(C)는 인버터 제어부(314)에서 발생하는 인버터 제어 신호의 펄스폭을 결정한다.
도 4는 도 3의 제어 신호 변환부(310)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어 신호 변환부(310)는 전류 제어부(308)에서 발생하는 제 1 전류 제어 신호(A)와 내부적으로 만들어지는 제 2 전류 제어 신호(B) 가운데 하나가 스위치(410)를 통해 리미터(412)에 입력되도록 구성된다. 증폭기(402)에 의해 만들어지는 제 1 전류 제어 신호(A)의 3/4 신호와 제 2 증폭기(404)에 의해 만들어지는 Amax의 1/2 신호, 신호 발생기(406)에 의해 만들어지는 Keω/2VDC신호가 가산기(408)를 통해 더해져서 제 2 전류 제어 신호(B)가 만들어진다. 제 2 증폭기(404)에 입력되는 Amax신호는 제 1 전류 제어 신호(A)가 가질 수 있는 최대 값으로서, 본 실시예에서는 1의 값을 갖는다.
제 1 및 제 2 전류 제어 신호(A, B) 가운데 하나를 선택하기 위한 스위치(410)는 상 전환 검출부(316)에서 발생하는 상 전환 검출 신호(D)에 의해 스위칭된다. 상 전환 구간이 아닌 동안에는 상 전환 검출부(316)는 스위치(410)의 접점이 S1 단자에 연결되도록 하여 제 1 전류 제어 신호(A)가 리미터(412)를 통해 제 3 전류 제어 신호(C)로서 출력되도록 한다. 이와 달리 상 전환 검출부(316)는 상 전환 구간 동안에는 스위치(410)의 접점이 S2 단자에 연결되도록 하여 제 2 전류 제어 신호(B)가 리미터(412)를 통해 제 3 전류 제어 신호(C)로서 출력되도록 한다. 제 3 전류 제어 신호(C)는 인버터 제어부(314)에 입력되어 인버터 제어 신호의 근간이 된다. 리미터(412)는 제 3 전류 제어 신호(C)의 크기를 일정 크기(예를 들면1) 미만으로 제한 한다.
제 1 전류 제어 신호(A)는 정상적인 상 전류를 발생시키기 위한 것이고, 제 2 전류 제어 신호(B)는 상 전환 구간에서 비전환 상의 평균 전압이 감소하지 않도록 보상 전류를 발생시키기 위한 것이다. 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식 사용 시 2상 통전 구간에서 제 1 전류 제어 신호(A)에 의해 통전되는 상에 인가되는 평균 전압 V1은 다음과 같이 표현된다.
(1)
위의 식 (1)에서 VDC는 직류단의 캐패시터(208) 양단 전압이며, A는 제 1 전류 제어 신호의 크기로서 0<A<1의 값을 갖는다.
또 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식 사용 시, 상 전환 구간 동안 비전환 상에 인가되는 평균 전압 V2는 다음과 같이 표현된다.
(2)
위의 식 (2)에서 Ke는 역기전력 상수이고, ω는 회전 속도, VDC는 직류단의 캐패시터(208) 양단 전압, A는 제 1 전류 제어 신호의 크기로서 0<A<1의 값을 갖는다.
비전환 상의 평균 전압이 변화하지 않기 위해서는 V1=V2의 조건이 성립되어야 하는데, 이 조건을 만족하는 제 2 전류 제어 신호(B)의 크기 B는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
(3)
위의 식 (3)에서 B의 크기는 0<B<1의 값을 갖는다.
제 2 전류 제어 신호(B)는 정확히 상 전환 구간 동안에만 공급되어야만 평균 전압의 정확한 보상이 이루어진다. 만약 상 전환 구간이 종료되기 전에 제 2 전류 제어 신호(B)의 공급이 중단되면 부족 보상이 이루어지고, 상 전환 구간이 종료된 이후에도 계속 제 2 전류 제어 신호(B)가 공급되면 과보상이 이루어져 토크 맥동을 최소화할 수 없다. 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치 및 방법에서는 회전자의 위치 정보로부터 상 전환 구간의 시작점을 검출하고 직류단 캐패시터의 음극에 나타나는 소호 상 전류의 소멸 시점으로부터 상 전환 구간의 종료 시점을 검출하여 이 상 전환 구간 동안에만 보상 전류를 공급함으로써 토크 맥동을 최소화도록 한다. 이와 같은 본 발명에 따른 상 전환 구간 종료 시점 검출 방법에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하고자 한다.
도 5는 도 2에 나타낸 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 3상 풀-브리지 인버터(206)의 구성을 나타낸 회로도로서, 다음에 설명하는 도 6의 3상 교류 신호들에 의해 각각의 스위칭 소자 즉 트랜지스터들(Q1~Q6)이 제어되어 상 전류의 전환이 이루어진다.
도 6은 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식을 나타낸 도면으로서, 인버터(206)를 구동하기 위한 인버터 제어 신호를 도시한 것이다. 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식에서는 도 6에 나타낸 것과 같은 120°통전 구간 가운데 후단부(out-going phase)의 60°구간에서 단일의 스위칭 소자의 온/오프(unipolar)에 의해 펄스폭이 변조된다.
도 6의 60°지점을 보면, 트랜지스터(Q2)를 통해 공급되는 상 전류의 점호 시점과 트랜지스터(Q1)를 통해 공급되는 펄스폭 변조 상 전류의 첫 번째 펄스가 서로 동기되어 있지 않다. 이와 같은 비동기에 의해 비전환 상의 평균 전압이 변동할 수 있기 때문에 토크 맥동을 최소화하기 위해 점호 상 전류의 점호 시점과 펄스폭 변조 상 전류의 첫 번째 펄스의 시작점을 동기 시킨다.
도 7A 내지 도 7D는 상 전환 구간에서의 인버터 내부의 전류 흐름을 나타낸 도면으로서, U-V 상(0°∼60°구간)에서 U-W 상(60°120°구간)으로 전환되기까지의 전류 흐름을 단계적으로 나타낸 것이다. 도 7A에는 U-V 상(0∼60°구간)에서의 인버터(206)의 전류 흐름이 나타나 있다. 이 구간에서는 트랜지스터(Q1, Q6)가 턴 온되어 U-V 상 전류가 흐른다.
이 상태에서 트랜지스터(Q6)가 턴 오프되고 트랜지스터(Q2)가 턴 온되면서 도 7B와 도 7C에 나타낸 것과 같이 U-V 상에서 U-W 상으로의 상 전환이 시작된다. 도 7B와 도 7C는 상 전환 구간에서의 소호되는 상 전류(702)와 점호되는 상 전류(704)의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 7B의 경우는 트랜지스터(Q1, Q2)가 모두 턴 온되어 있는 상태인데, 이 경우 직류단 캐패시터(208)의 음극(-)에는 새롭게 점호되는 상(W)의 전류(704)가 나타난다. 도 7C의 경우는 트랜지스터(Q1)가 턴 오프되고 트랜지스터(Q2)는 여전히 턴 온되어 있는 상태인데, 이 경우 직류단 캐패시터(208)의 음극(-)에는 소호되는 상(V)의 전류(706)만이 나타나고, 점호되는 상(W)의전류(708)는 캐패시터(208)의 음극(-)에는 미치지 못하고 다이오드(D4)를 통해 흐르게 된다. 이와 같은 전류의 흐름은 통전되는 두 개의 스위칭 소자를 동시에 온/오프시키는 바이폴라 펄스폭 변조 방식의 경우에도 유사하다. 따라서 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식과 바이폴라 펄스폭 변조 방식 모두 인버터 직류단의 음극에 전류 센서를 설치하면 상 전환 구간 동안의 소호되는 상의 전류를 검출할 수 있으며, 소호되는 상 전류의 소멸 시점을 검출함으로써 상 전환 구간의 완료 시점을 정확하게 검출할 수 있다. 이 경우 직류단 캐패시터(208)의 음극(-)에 나타나는 전류만을 검출하면 그만이므로 단일의 전류 센서만으로도 상 전환 완료 시점의 검출이 가능하다. 이와 같이 구해진 상 전환 구간 동안 제 1 전류 제어 신호(A) 대신 제 2 전류 제어 신호(B)를 인버터 제어부(314)에 공급함으로써 상 전환 구간에서의 비전환 상의 평균 전압의 변동에 의한 토크 맥동을 최소화할 수 있다.
도 7D는 상 전환이 완료된 상태의 인버터(206)의 전류 흐름을 나타낸 도면으로서, 트랜지스터(Q1, Q2)가 모두 턴 온되어 있는 상태이다. 이 때 직류단 캐패시터(208)의 음극(-)에는 상 전환이 완료된 비전환 상 전류가 나타난다.
도 8은 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터의 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 비전환 상 전류를 공급하여 모터(210)를 구동한다(802). 회전자의 위치 정보를 통해 상 전환이 시작되는지를 감시하고(804), 상 전환이 시작될 때까지 비전환 상 전류의 공급을 지속한다. 상 전환이 시작되면(806) 상 전환에 따른 토크 맥동을 최소화하기 위한 보상 전압을 공급한다(808). 직류단 캐패시터(208)의 음극(-)에 나타나는 소호 상 전류가 소멸되는 것을 통해 상 전환의 종료 시점이 검출되면(810) 보상 전압의 공급을 중지하고 비전환 상 전류의 공급을 재개한다(812).
본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터 제어 장치 및 방법은 회전자의 위치 정보로부터 상 전환 구간의 시작점을 검출하고 직류단 캐패시터의 음극에 나타나는 소호 상 전류의 소멸 시점으로부터 상 전환 구간의 종료 시점을 검출하여 상 전환 구간 동안에만 보상 전압을 공급함으로써 브러시리스 직류 모터의 3상 교류 전원의 상 전환 시 발생할 수 있는 토크 맥동을 최소화한다.

Claims (21)

  1. 브러시리스 직류 모터의 제어 장치에 있어서,
    컨버터와 인버터, 상기 컨버터와 인버터를 연결하는 직류단 캐패시터로 이루어져서 상용 교류 전원을 다상 교류 전원으로 변환하는 전력 변환 장치와;
    상기 직류단 캐패시터의 음극에 나타나는 전류를 검출하여 검출된 전류 정보를 상기 제어부에 제공하는 단일의 전류 센서와;
    상기 브러시리스 직류 모터의 회전자의 위치 정보와 상기 전력 변환 장치의 음극에 흐르는 소호 상 전류의 소멸 시점을 통해 상 전환 구간을 검출하여 상 전환 구간 동안에 비전환 상의 평균 전압을 일정하게 유지하기 위한 보상 전압을 공급하도록 상기 전력 변환 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 변환 장치는,
    상기 상용 교류 전원을 직류로 변환하는 상기 컨버터와;
    상기 직류 전원을 상기 다상 교류 전원으로 변환하는 상기 인버터와;
    상기 컨버터와 인버터를 연결하는 상기 직류단 캐패시터를 포함하는 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터가 3상 풀-브리지 인버터인 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상 전환 구간을 검출하기 위한 상 전환 검출부와;
    비전환 구간에서 비전환 상 전류가 공급되도록 하기 위한 제 1 전류 제어 신호를 발생시키고, 상 전환 구간에서 상기 보상 전류가 공급되도록 제 2 전류 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 변환부를 포함하는 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 전류 제어 신호 B가 다음과 같은 식으로 정의되는 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
    (단, B는 0<B<1의 크기를 갖고, A는 상기 제 1 전류 제어 신호의 크기로서 0<A<1의 값을 가지며, Ke는 역기전력 상수, ω는 회전자의 회전 속도, VDC는 직류단 캐패시터의 양단 전압)
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    외부로부터 입력되는 속도 제어 신호와 현재의 속도 정보를 기초로 하여 상기 브러시리스 직류 모터의 회전 속도가 상기 속도 제어 신호의 값을 추종하도록 전류 명령을 발생시키는 속도 제어부와;
    상기 전류 명령과 상기 전류 센서에 의해 검출된 전류 정보를 기초로 하여 상기 브러시리스 직류 모터(210)의 상 전류가 상기 전류 명령을 추종하도록 하기 위한 상기 제 1 전류 제어 신호를 발생시키는 전류 제어부와;
    상기 제 1 전류 제어 신호가 입력되고 상기 제 2 전류 제어 신호를 발생시켜 상기 상 전환 검출부에서 발생하는 상기 상 전환 검출 신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 전류 제어 신호 가운데 하나를 출력하는 제어 신호 변환부와;
    상기 제어 신호 변환부에서 출력되는 전류 제어 신호에 따라 상기 인버터를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 인버터 제어부를 포함하는 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어 신호 변환부는,
    양 단에 상기 제 1 및 제 2 전류 제어 신호가 각각 입력되고, 상기 상 전환 검출부에서 발생하는 상 전환 검출 신호에 의해 제어되어 상기 제 1 및 제 2 전류 제어 신호 가운데 하나를 출력하는 스위치와;
    상기 스위치를 통해 출력되는 전류 제어 신호의 크기를 미리 설정된 크기 이하로 제한하는 리미터를 포함하는 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치에서 출력되는 다상 교류 전원이 3상 교류 전원인 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치가 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식과 바이폴라 펄스폭 변조 방식 가운데 하나로 동작하는 브러시리스 직류 모터의 제어 장치.
  11. 상용 교류 전원을 다상 교류 전원으로 변환하는 전력 변환 장치를 구비하는 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 상 전환 검출 장치에 있어서,
    상기 브러시리스 직류 모터의 회전자의 위치 정보로부터 상 전환 시작점을 검출하기 위한 위치/속도 검출부와;
    상기 전력 변환 장치의 음극에 흐르는 소호 상 전류의 소멸 시점으로부터 상 전환 종료 시점을 검출하기 위한 단일의 전류 센서를 포함하는 브러시리스 직류 모터 제어 장치의 상 전환 검출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전력 변환 장치는,
    상기 상용 교류 전원을 직류로 변환하는 컨버터와;
    상기 직류 전원을 상기 다상 교류 전원으로 변환하는 인버터와;
    상기 컨버터와 인버터를 연결하는 직류단 캐패시터를 포함하는 브러시리스 직류 모터의 상 전환 검출 장치.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 인버터가 3상 풀-브리지 인버터인 브러시리스 직류 모터의 상 전환 검출 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치에서 출력되는 다상 교류 전원이 3상 교류 전원인 브러시리스 직류 모터의 상 전환 검출 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치가 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식과 바이폴라 펄스폭 변조 방식 가운데 하나로 동작하는 브러시리스 직류 모터의 상 전환 검출 장치.
  17. 상용 교류 전원을 다상 교류 전원으로 변환하는 전력 변환 장치를 통해 전력을 공급받는 브러시리스 직류 모터의 제어 방법에 있어서,
    비전환 상 전류를 공급하여 모터를 구동하는 단계와;
    회전자의 위치 정보를 통해 상 전환 시작점을 검출하는 단계와;
    상 전환이 시작되면 상 전환에 따른 토크 맥동을 최소화하기 위한 보상 전류를 공급하는 단계와;
    상기 전력 변환 장치를 구성하는 캐패시터의 음극(-)에 나타나는 소호 상 전류가 소멸되는 것으로부터 상 전환의 종료 시점을 검출하여 상기 보상 전류의 공급을 중지하는 단계를 포함하는 브러시리스 직류 모터의 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 인버터가 3상 풀-브리지 인버터인 브러시리스 직류 모터의 제어 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치의 음극에 나타나는 전류를 단일의 전류 센서를 사용하여 검출하는 브러시리스 직류 모터의 제어 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치에서 출력되는 다상 교류 전원이 3상 교류 전원인 브러시리스 직류 모터의 제어 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치가 후단부 유니폴라 펄스폭 변조 방식과 바이폴라 펄스폭 변조 방식 가운데 하나로 동작하는 브러시리스 직류 모터의 제어 방법.
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