KR20000050410A - Torque ripple reductance of a bldc motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비엘디씨 모터의 정류(Commutation)시 발생하는 토크 리플을 저감시키기 위한 비엘디씨 모터의 토크리플 저감방법에 관한 것으로, 특히 비엘디씨 모터의 전류 도통구간중 도통시작시 초기 일정시간동안 PWM 제어를 하지 않고, 스위칭소자를 턴온시켜 상전류가 원하는 값에 빨리 도달하도록 하여 시간지연을 줄이고, 상기 상도통구간이 끝난후에 일정시간동안 작은 듀티비로 전압을 인가하여 정류(COMMUTATION)시 발생하는 토크리플을 저감시키도록 한 비엘디씨 모터의 토크리플 저감방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of reducing torque ripple of a BLC motor for reducing torque ripple generated during commutation of a BLC motor. In particular, the present invention relates to a PWM control for an initial constant time at the start of conduction during a current conduction section of a BLC motor. Turn on the switching element so that the phase current reaches the desired value quickly so as to reduce the time delay, and apply torque at a small duty ratio for a certain time after the end of the phase conduction period to reduce the torque ripple generated during commutation. The present invention relates to a method for reducing torque ripple in a BLC motor.
도 1은 종래 비엘디씨 모터의 구동회로도로서, 이에 도시된 바와같이, 입력되는 교류전원을 정류하여 일정한 직류전압으로 변환시켜 출력하는 정류부(11)와, 상기 정류부(11)에서 직류전압 공급시 인가되는 게이트신호에 따라 비엘디씨 모터(BLDC Motor)에 인가되는 전압 및 주파수를 조절하는 인버터(12)와, 상기 비엘디씨 모터(BLDC Motor)에 인가되는 3상전압을 검출하여 회전자의 위치를 검출하고, 그 검출한 위치신호를 출력하는 회전자 위치 검출부(14)와, 상기 회전자 위치 검출부(14)에서 검출한 회전자 위치에 따라 속도를 제어하기 위한 펄스폭변조신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(15)와, 상기에서 출력되는 펄스폭변조신호를 받아 인버터(12)의 스위칭소자를 구동시키기 위한 3상의 게이트신호를 출력하는 게이트신호 발생부(16)로 구성한다.1 is a driving circuit diagram of a conventional BCD motor. As shown in FIG. 1, a rectifying unit 11 rectifies and converts an input AC power into a constant DC voltage, and is applied when a DC voltage is supplied from the rectifying unit 11. The inverter 12 adjusts the voltage and frequency applied to the BLDC motor according to the gate signal, and the three-phase voltage applied to the BLDC motor to detect the rotor position. And a microcomputer for outputting a rotor position detector 14 for outputting the detected position signal and a pulse width modulated signal for controlling the speed according to the rotor position detected by the rotor position detector 14 ( 15) and a gate signal generator 16 for receiving a pulse width modulation signal output from the above and outputting a three-phase gate signal for driving the switching element of the inverter 12.
이와같이 구성된 종래기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured in this way in detail as follows.
냉장고/에어컨용 압축기 및 세탁기의 가변속 운전을 구현하기 위하여 현재 가장 많이 사용되고 있는 모터는 다른 모터에 비해 효율이 높은 브러쉬리스 직류 모터(이하, 비엘디씨 모터라 약칭함)이다.The most widely used motor to implement variable speed operation of a refrigerator / air conditioner compressor and a washing machine is a brushless DC motor (hereinafter, abbreviated as BCD motor), which is more efficient than other motors.
이 비엘디씨 모터는 회전자에 영구자석을 부착하는 구조에 따라 도 3(a)와 같이 표면부착형(SPM)과 도 3(b)에서와 같이 매립형(IPM)으로 구분된다.The BCD motor is classified into a surface mount type (SPM) as shown in Figure 3 (a) and a buried type (IPM) as shown in Figure 3 (b) according to the structure to attach a permanent magnet to the rotor.
매립형은 회전자의 리럭턴스(Reluctance) 차에 의한 리럭턴스 토크를 이용할 수 있기 때문에 표면부착형에 비해 단위체적당 고출력을 얻을 수 있으므로 고효율 운전이 가능하며, 영구자석이 회전자 철심내에 삽입되어 있으므로 고속운전시 원심력에 의한 영구자석의 이탈방지가 용이하다.Since the embedded type can use the reluctance torque due to the difference in the reluctance of the rotor, high output per unit volume can be obtained compared to the surface-mounted type, enabling high efficiency operation, and since the permanent magnet is inserted into the rotor core, It is easy to prevent the separation of permanent magnet by centrifugal force during operation.
상기 표면부착형의 최대토크 운전을 하기 위해서는, 도 4(a)에서와 같이, 회전자의 영구자석에서 발생하는 자기력에 전기각으로 직각(90)으로 쇄교되는 자기력을 고정자에서 발생하여야 한다.In order to perform the maximum torque operation of the surface-attached type, as shown in FIG. 4 (a), a magnetic force that is interlinked at a right angle 90 at an electric angle to a magnetic force generated in the permanent magnet of the rotor should be generated in the stator.
그리고 매립형의 리럭턴스 토크를 이용하여 최대토크 운전을 하기 위해서는, 도 4(b)에서와 같이, 회전자의 영구자석에 의해 발생하는 자기력에 전기각으로 90도 보다 일정각도(α)만큼 더 앞선위치에 고정자의 자기력을 발생하여야 한다.In order to perform the maximum torque operation using the embedded reluctance torque, as shown in FIG. 4 (b), the magnetic force generated by the permanent magnet of the rotor is a certain angle α earlier than 90 degrees in the electric angle. The magnetic force of the stator in position should be generated.
상기에서 앞선각도 α를 진상각(Advance angle)이라고 하며, α의 크기는 부하의 크기, 모터의 회전속도 등에 의해 결정된다.In the above, the preceding angle α is called an advance angle, and the size of α is determined by the size of the load, the rotation speed of the motor, and the like.
고정자 권선에 유기되는 유기전압(emf)와 진상각의 관계는 도 5에 도시한 바와같다.The relationship between the induced voltage emf induced in the stator winding and the fastening angle is as shown in FIG. 5.
그러면 가변속 운전을 행하는 비엘디씨 모터의 구동회로에 대하여 도 1 및 도 2에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.Then, the driving circuit of the BCD motor performing the variable speed operation will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
전원전압단으로 부터 AC 220V 60Hz의 교류전원을 공급하면, 이를 정류부(11)에서 정류하여 310V의 직류전압으로 변환하여 인버터(12)로 공급한다.When AC power supply of AC 220V 60Hz is supplied from the power supply voltage terminal, it is rectified by the rectifying unit 11 and converted into a DC voltage of 310V and supplied to the inverter 12.
이때 마이크로 컴퓨터(15)는 부하에 따라 속도를 결정하고, 그 결정된 속도에 대응하는 펄스폭변조(PWM) 펄스를 게이트신호 발생부(16)로 제공한다.At this time, the microcomputer 15 determines the speed according to the load, and provides a pulse width modulation (PWM) pulse corresponding to the determined speed to the gate signal generator 16.
그러면 상기 게이트신호 발생부(16)는 인버터(12)의 6개의 스위칭소자를 온 또는 오프시키기 위하여 도 2의 (b)에서와 같은 게이트신호(A+,A-,B+,B-,C+,C-)를 인버터(12)로 제공한다.The gate signal generator 16 then turns on or off the six switching elements of the inverter 12, as shown in FIG. 2 (b), with the gate signals A +, A-, B +, B-, C +, C as shown in FIG. -) To the inverter 12.
따라서 상기 인버터(12)의 6개 스위칭소자가 번갈아 가면서 온 또는 오프시켜 발생하는 3상전압을 비엘디씨 모터(BLDC Motor)로 공급한다.Therefore, six switching elements of the inverter 12 alternately turn on or off to supply a three-phase voltage to the BLDC motor.
따라서 상기 비엘디씨 모터(BLDC Motor)에는 도 2(a)에서와 같이 3상의 유기전압(emf)과 상전류가 흐르게 된다.Therefore, the three-phase induced voltage emf and the phase current flow through the BLDC motor as shown in FIG.
이에 상기 회전자 위치 검출부(14)는 상기 비엘디씨 모터(BLDC Motor)에 인가되는 3상전압을 검출하여 회전자의 위치를 검출하고, 그 검출한 회전자 위치에 대한 위치신호를 마이크로 컴퓨터(15)로 출력시킨다.Accordingly, the rotor position detector 14 detects the position of the rotor by detecting a three-phase voltage applied to the BLDC motor, and outputs a position signal for the detected rotor position to the microcomputer 15. )
그러면 상기 마이크로 컴퓨터(15)는 상기 회전자 위치 검출부(14)에서 검출한 회전자 위치에 따라 부하의 회전자속도를 임의로 제어하기 위해서는 고정자 권선에 인가되는 전압 또는 전류의 크기를 변화시켜야 한다.Then, the microcomputer 15 should change the magnitude of the voltage or current applied to the stator winding in order to arbitrarily control the rotor speed of the load according to the rotor position detected by the rotor position detector 14.
이를 위해 인버터(12)의 스위칭소자 6개중 A+,B+,C+ 스위치의 게이트신호를 펄스폭변조(PWM) 펄스에 의해 일정시간 온/오프하여 전압 또는 전류의 크기를 제어한다.To this end, the gate signals of the A +, B + and C + switches of the six switching elements of the inverter 12 are turned on / off by a pulse width modulation (PWM) pulse for a predetermined time to control the magnitude of the voltage or current.
도 2(c)에 도시한 바와같은 모터 발생토크는 아래식 (1)(2)와 같이 주어진다.The motor generating torque as shown in Fig. 2 (c) is given by the following equation (1) (2).
따라서 인버터(12)의 스위칭소자가 온됨에 따라 유기되는 전압이 비엘디씨 모터(BLDC Motor)에 의 고정자 권선에 인가되면, 상기 모터에 흐르는 전류는, 도 6에서와 같이, 고정자 권선의 저항 및 인덕턴스(inductance)에 의해 원하는 전류까지 상승하는데 시간이 소요된다.Therefore, when the voltage induced as the switching element of the inverter 12 is turned on is applied to the stator winding of the BLDC motor, the current flowing in the motor, as shown in FIG. 6, causes the resistance and inductance of the stator winding. It takes time to rise to the desired current by inductance.
그리고 상기 인버터(12)의 스위칭소자가 오프되면, 비엘디씨 모터(BLDC Motor)의 고정자 권선에 흐르던 전류는 순간적으로 영(Zero)이 되지 않고, 도 7에서와 같이, 일정시간에 걸쳐 감소한다.When the switching element of the inverter 12 is turned off, the current flowing in the stator winding of the BLDC motor does not become zero instantaneously, and decreases over time, as shown in FIG. 7.
이러한 전류지연 및 진상각 제어에 의해 A,B,C 상에 발생하는 토크 및 총 토크는 도 2(c)에 도시한 바와같다.Torque and total torque generated on A, B, and C by the current delay and fast-angle control are as shown in Fig. 2 (c).
이상에서와 같은 과정에 의해 비엘디씨 모터(BLDC Motor)가 구동되어 냉장고/에어컨용 압축기 및 세탁기의 가변속 운전을 구현한다.By the above process, the BLC motor (BLDC Motor) is driven to implement a variable speed operation of the compressor and washing machine for the refrigerator / air conditioner.
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 인버터의 스위칭소자를 이용하여 비엘디씨 모터로 3상전압 공급하여 전압 및 전류를 제어할 때 상도통시(120도 도통) 일정한 듀티비로 제어하기 때문에 전류 상승시 고정자 권선의 저항 및 인덕턴스에 의해 원하는 전류까지 상승하는데 시간이 소요되고, 전류하강시 모터에 흐르던 전류가 순간적으로 영이되지 않고 일정시간에 걸쳐 감소한다, 이러한 전류지연 및 진상각제어에 의해 각 상에 발생하는 토크 및 총토크는 고정자 권선의 상이 바뀔때마다 정류(Commutation)에 의해 토크리플이 발생하게 되고, 이러한 토크리플은 모터의 진동 및 소음을 발생시키는 주요한 요인이 되는 문제점이 있다.However, in the prior art as described above, when controlling the voltage and current by supplying a three-phase voltage to the BC motor using the switching element of the inverter to control the voltage and current at a constant duty ratio (120 degrees conduction) stator when the current rises Due to the resistance and inductance of the winding, it takes time to rise to the desired current, and when the current falls, the current flowing to the motor is not instantaneously reduced to zero over a certain period of time. Torque and total torque is generated by the ripple (Commutation) every time the phase of the stator winding changes, this torque ripple has a problem that is a major factor generating the vibration and noise of the motor.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비엘디씨 모터에 흐르는 전류 공급 및 차단시 발생하는 토크리플을 줄이도록 한 비엘디씨 모터의 토크리플 저감방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to provide a torque ripple reduction method of the BCD motor to reduce the torque ripple generated when the current flowing to the BCD motor and the interruption.
본 발명의 다른 목적은 전류상승시 초기 일정시간동안 PWM 제어를 하지 않고, 스위칭소자를 턴온시켜 상전류가 원하는 값에 빨리 도달하도록 하여 시간지연을 줄이도록 한 비엘디씨 모터의 토크리플 저감방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a torque ripple reduction method of a BLC motor which reduces the time delay by turning on a switching device so that the phase current reaches a desired value quickly without controlling PWM for an initial constant time when the current rises. have.
본 발명의 또 다른 목적은 전류하강시 상도통구간이 끝난후에 일정시간동안 작은 듀티비로 전압을 인가하여 정류시 발생하는 토크리플을 저감시키도록 한 비엘디씨 모터의 토크리플 저감방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a torque ripple reduction method of a BCD motor which reduces torque ripple generated during rectification by applying a voltage at a small duty ratio for a predetermined time after the end of the top conduction section when the current falls.
도 1은 종래 비엘디씨 모터의 구동회로도.1 is a driving circuit diagram of a conventional BCD motor.
도 2는 도 1에서, 상전류 및 토크 파형도.2 is a phase current and torque waveform diagram in FIG.
도 3은 비엘디씨 모터의 구조도.3 is a structural diagram of a BCD motor.
도 4은 도 3에서, 회전자에 영구자석을 부착하는 구조에 따른 리럭턴스 차에 의한 리럭턴스 토크 파형도.FIG. 4 is a waveform diagram of reluctance torque caused by a difference in reluctance according to a structure in which a permanent magnet is attached to a rotor in FIG. 3.
도 5는 도 3에서, 고정자 권선에 유기되는 유기전압과 진상각의 관계도.FIG. 5 is a relationship diagram of induced voltage and fast-angle angle induced in the stator winding in FIG. 3.
도 6은 도 2에서, "AA" 부분에 대한 상세 파형도.FIG. 6 is a detailed waveform diagram of portion “AA” in FIG. 2;
도 7은 도 2에서, "AB" 부분에 대한 상세 파형도.FIG. 7 is a detailed waveform diagram of part "AB" in FIG. 2;
도 8은 본 발명에서 전류 도통구간중 도통시작시 초기 일정시간동안 PWM 제어를 하지 않고, 스위칭소자를 턴온시켜 상전류가 원하는 값에 빨리 도달하도록 하기 위한 게이트신호 및 상전류 파형도.8 is a gate signal and phase current waveform diagram for turning on a switching element so that the phase current quickly reaches a desired value without performing PWM control for an initial predetermined time at the beginning of conduction during the current conduction section in the present invention.
도 9는 본 발명에서 전류 도통구간이 끝난후에 일정시간동안 작은 듀티비로 전압을 인가하여 정류(COMMUTATION)시 발생하는 토크리플을 저감토록 하기 위한 게이트신호 및 상전류 파형도.9 is a gate signal and phase current waveform diagram for reducing the torque ripple generated during commutation by applying a voltage at a small duty ratio for a predetermined time after the current conduction period is over in the present invention.
도 10은 본 발명 비엘디씨 모터의 토크리플 저감을 위한 상전류 및 토크 파형도.10 is a phase current and torque waveform diagram for reducing torque ripple of the present invention.
도 11은 본 발명에서 진상각 제어를 하지않는 비엘디씨 모터의 토크리플 저감을 위한 상전류 및 토크 파형도.11 is a phase current and torque waveform diagram for reducing the torque ripple of the BCD motor without the fast-angle control in the present invention.
도 12는 본 발명에서 비엘디씨 모터의 토크리플 저감을 위한 또 다른 방법의 상전류 및 토크 파형도.12 is a phase current and torque waveform diagram of another method for reducing torque ripple of a BCD motor in the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
11 : 정류부12 : 인버터11 rectifier 12 inverter
14 : 회전자 위치 검출부15 : 마이크로 컴퓨터14: rotor position detector 15: microcomputer
16 : 게이트신호 발생부BLDC Motor : 비엘디씨 모터16: gate signal generator BLDC Motor: BCD motor
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비엘디씨 모터의 전류도통 구간중 도통시작시 초기 일정시간동안 PWM 제어를 하지 않고 스위칭소자를 턴온시켜 상전류를 상승시키는 제1단계와, 상기에서 일정시간이 경과하면 스위칭소자를 PWM 제어로서 상도통구간동안 상전류를 유지하도록 하는 제2단계와, 상기에서 상도통구간이 끝나면 일정시간동안 PWM의 듀티비를 변경하여 전압을 인가하는 제3단계와, 상기에서 일정시간이 경과하면 전압을 차단하는 제4단계로 이루어진다.The present invention for achieving the above object is a first step of increasing the phase current by turning on the switching element without the PWM control during the initial constant time at the beginning of the conduction period of the current of the BC motor, and if the predetermined time has elapsed A second step of maintaining the phase current during the phase through period as the PWM control; and a third step of applying a voltage by changing the duty ratio of the PWM for a predetermined time after the phase through period is finished; After the elapse of time, a fourth step of blocking the voltage is performed.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명 비엘디씨 모터의 토크리플 저감방법은 비엘디씨 모터의 전류도통 구간중 도통시작시 초기 일정시간동안 PWM 제어를 하지 않고 스위칭소자를 턴온시켜 상전류를 상승시키는 제1단계(S11)와, 상기에서 일정시간이 경과하면 스위칭소자를 PWM 제어로서 상도통구간동안 상전류를 유지하도록 하는 제2단계(S12)와, 상기에서 상도통구간이 끝나면 일정시간동안 PWM의 듀티비를 변경하여 전압을 인가하는 제3단계(S13)와, 상기에서 일정시간이 경과하면 전압을 차단하는 제4단계(S14)로 이루어진다.Torque ripple reduction method of the BCD motor of the present invention is a first step (S11) to increase the phase current by turning on the switching element without the PWM control during the initial predetermined time at the start of the conduction period of the BCD motor and the above, After the predetermined time has elapsed, the second step (S12) of maintaining the phase current during the phase conduction section by controlling the switching element as PWM control, and applying the voltage by changing the duty ratio of the PWM for a predetermined time after the phase conduction section ends. The third step (S13), and when the predetermined time elapses in the fourth step (S14) to cut off the voltage.
이와같이 각 단계로 이루어진 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with respect to the operation and effect of the present invention made of each step as follows.
전원전압단으로 부터 AC 220V 60Hz의 교류전원을 공급하면, 이를 정류부(11)에서 정류하여 310V의 직류전압으로 변환하여 인버터(12)로 공급한다.When AC power supply of AC 220V 60Hz is supplied from the power supply voltage terminal, it is rectified by the rectifying unit 11 and converted into a DC voltage of 310V and supplied to the inverter 12.
이때 마이크로 컴퓨터(15)는 부하에 따라 속도를 결정하고, 그 결정된 속도에 대응하는 펄스폭변조(PWM) 펄스를 게이트신호 발생부(16)로 제공한다.At this time, the microcomputer 15 determines the speed according to the load, and provides a pulse width modulation (PWM) pulse corresponding to the determined speed to the gate signal generator 16.
그러면 상기 게이트신호 발생부(16)는 인버터(12)의 6개의 스위칭소자(A+,A-,B+,B-,C+,C-)를 턴온 또는 턴오프시키기 위한 게이트신호를 발생시키는데, 전류 도통구간중 도통시작시에는 도 8에서와 같이 초기 일정시간은 PWM 제어를 하지않고, 스위칭신호를 턴온시키기 위한 게이트신호를 출력하여 상전류가 원하는 값에 빨리 도달하도록 하고, 상기 초기 일정시간이 경과하면 PWM 펄스에 의한 게이트신호를 발생시키도록 한다. (S11)The gate signal generator 16 then generates a gate signal for turning on or off the six switching elements A +, A-, B +, B-, C +, and C- of the inverter 12. At the start of conduction in the section, as shown in FIG. 8, without initial PWM control, a gate signal for turning on the switching signal is output so that the phase current quickly reaches a desired value. Generate a gate signal by a pulse. (S11)
이에따라 비엘디씨 모터(BLDC Motor)에는 원하는 상전류 값에 빨리 도달하게 된다.Accordingly, the BLDC motor quickly reaches the desired phase current value.
상기에서 초기 일정시간은 모터의 스펙(spec) 즉, 저항, 인덕턴스, 유도전압(emf) 상수 및 회전자의 속도에 의해 결정된다.In the above, the initial constant time is determined by the spec of the motor, that is, the resistance, the inductance, the induction voltage (emf) constant, and the speed of the rotor.
그런다음 상기 PWM 펄스에 의해 상도통구간동안 상전류를 일정하게 제어(S12)한 후 상도통구간이 끝나면 전압공급을 바로 정지시키지 않고 도 9에서와 같이 PWM의 듀티비를 작게 하여(S13) 다시 일정시간 동안 전압을 비엘디씨 모터(BLDC Motor)로 공급한다.(S14)Then, the phase current is constantly controlled during the phase through period by the PWM pulse (S12), and after the phase through period is finished, the duty ratio of the PWM is reduced as shown in FIG. 9 without stopping the voltage supply immediately (S13). The voltage is supplied to the BLDC motor for a time (S14).
그러면 정류(commutation)시 발생하는 토크리플을 저감한다.This reduces the torque ripple generated during commutation.
다시말하면, 게이트신호 발생부(16)는, 도 10(b)에서와 같이, 각 상을 제어하기 위한 게이트신호에 대하여 초기 일정시간동안 스위칭소자를 턴온시키기 위한 신호를 제공하고, 이후에 PWM 펄스제어로 제어한 후 상도통구간이 끝나면 PWM 듀티를 작게한 PWM 펄스를 인버터(12)로 제공한다.In other words, the gate signal generator 16 provides a signal for turning on the switching element for an initial predetermined time with respect to the gate signal for controlling each phase, as shown in FIG. After the control, the upper end section is provided with a PWM pulse with a small PWM duty to the inverter 12.
따라서 상기 인버터(12)내 6개의 스위칭소자가 번갈아 가면서 온 또는 오프시켜 발생하는 3상전압을 비엘디씨 모터(BLDC Motor)로 공급한다.Therefore, six switching elements in the inverter 12 alternately turn on or off to supply a three-phase voltage to the BLDC motor.
따라서 상기 비엘디씨 모터(BLDC Motor)에는, 도 10(a)에서와 같이, 유기전압(emf)과 상전류가 흐르도록 하여 전류 상승시 원하는 상전류까지 빠르게 도달하도록 하고, 전류하강시 토크리플의 발생을 줄인다.Therefore, as shown in FIG. 10 (a), the BDC motor allows the induced voltage (emf) and the phase current to flow so as to quickly reach the desired phase current when the current rises, and generates the torque ripple when the current falls. Reduce
상기에서와 같이 전류지연을 없애고, 진상각 제어에 의해 비엘디씨 모터(BLDC Motor)의 A,B,C 상에 발생하는 토크 및 총 토크는, 도 10(c)에 도시한 바와같으며, 여기서 각 상의 발생토크의 리플을 줄여 총 토크의 리플을 줄인 것을 알 수 있다.Torque and total torque generated on A, B, and C of a BLDC motor by eliminating current delay as described above and controlled by the fast-angle control are as shown in FIG. 10 (c), where It can be seen that the ripple of the torque generated by each phase is reduced to reduce the ripple of the total torque.
이상에서와 같이 전류상승 및 전류하강시 고정자 권선에 유기되는 전압과 전류에 의해 발생하는 모터 토크는 리플이 줄어들어 진동/소음을 줄인다.As described above, the motor torque generated by the voltage and current induced in the stator windings during the current rise and the current fall decreases the ripple to reduce vibration / noise.
지금까지 설명한 것은 고정자 권선에 유기되는 유기전압과 진상각 제어에 의한 매립형 비엘디씨 모터를 제어한 경우이고, 진상각 제어를 행하지 않는 표면부착형 비엘디씨 모터에도 적용할 수 있다.What has been described so far is the case where the embedded BCD motor controlled by the induced voltage induced in the stator winding and the fast-angle control is controlled, and can also be applied to a surface-mounted BCD motor which does not perform the fast-angle control.
이와같이 진상각 제어를 행하지 않는 표면부착형 비엘디씨 모터를 제어할 경우의 상전류와 게이트신호는 도 11에 도시한 바와같다.Thus, the phase current and the gate signal in the case of controlling the surface-mount type BCD motor which does not perform the forward angle control are as shown in FIG.
그리고, 도 10에서와 같은 제어를 수행할 때 인버터(12)의 6개의 스위칭소자를 도 12(b)에서와 같이 도통초기부터 60도 구간은 PWM을 하지 않고, 60-120도 구간에서만 PWM제어를 행하는 방법도 있고, 도 12(c)에서와 같이 인버터(12)의 상위 스위칭소자(A+,B+,C+)만 PWM 하거나 하위 스위칭소자(A-,B-,C-)만 PWM 하는 경우도 적용할 수 있다.In addition, when performing the control as shown in FIG. 10, the six switching elements of the inverter 12 do not PWM in the 60-degree section from the beginning of conduction, as shown in FIG. 12B, and PWM control only in the 60-120-degree section. Also, as shown in FIG. 12C, only the upper switching devices A +, B + and C + of the inverter 12 or the lower switching devices A-, B- and C- may also be PWM. Applicable
이상에서와 같은 과정에 의해 비엘디씨 모터(BLDC Motor)가 구동되어 냉장고/에어컨용 압축기 및 세탁기의 가변속 운전을 행할 때 진동/소음없이 운전할 수 있도록 한다.By the above process, the BLDC motor is driven to operate without vibration / noise when the variable speed operation of the compressor for a refrigerator / air conditioner and a washing machine is performed.
따라서, 본 발명은 비엘디씨 모터의 고정자 권선전류의 정류(COMMUTATION)시 PWM 펄스의 패턴 변경에 의해 상전류 파형을 개선하여 모터의 토크리플을 저감시켜 냉장고, 에어컨, 세탁기 등에 적용되는 비엘디씨 모터의 진동/소음을 저감하도록 한 효과가 있다.Accordingly, the present invention improves the phase current waveform by changing the PWM pulse pattern during commutation of the stator winding current of the BCD motor to reduce the torque ripple of the motor vibration of the BCD motor applied to refrigerators, air conditioners, washing machines, etc. It is effective to reduce noise.
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