KR20200001733A - Motor drive device, system and method - Google Patents

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KR20200001733A
KR20200001733A KR1020180074587A KR20180074587A KR20200001733A KR 20200001733 A KR20200001733 A KR 20200001733A KR 1020180074587 A KR1020180074587 A KR 1020180074587A KR 20180074587 A KR20180074587 A KR 20180074587A KR 20200001733 A KR20200001733 A KR 20200001733A
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박준성
김진홍
노용수
현병조
최준혁
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전자부품연구원
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Abstract

The present invention relates to a motor driving device which uniformly applies voltage in accordance with a position of a rotor by resetting a pulse width modulation (PWM) signal at a phase conversion time point, a system and a method. According to an embodiment of the present invention, the motor driving device comprises: an inverter including a plurality of switching elements connected a three-phase bridge, and outputting output current and output voltage generated when turning on/off the plurality of switching elements to a motor; a PWM circuit supplying a PWM signal to the inverter; a position detection unit detecting a position a rotor; and a control unit detecting the position of the rotor through the position detection unit and controlling the PWM circuit to reset the PWM signal at the phase conversion time point.

Description

모터 구동 장치, 시스템 및 방법{Motor drive device, system and method}Motor drive device, system and method

본 발명은 모터 구동 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상전환 시점에 PWM 신호를 리셋하여 회전자의 위치에 따라 균일하게 전압을 인가하기 위한 모터 구동 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor drive system, and more particularly, to a motor drive device, a system and a method for applying a voltage uniformly according to the position of the rotor by resetting the PWM signal at the time of phase inversion.

최근 에너지 효율을 높이기 위해 가전제품(에어컨, 세탁기, 냉장고 등)에 인버터로 제어되는 브러시리스 직류(Brushless DC, BLDC) 모터를 사용하는 경우가 많아지고 있다.Recently, brushless DC (BLDC) motors controlled by inverters are increasingly used in home appliances (air conditioners, washing machines, refrigerators, etc.) to increase energy efficiency.

브러시리스 직류 모터는 직류 전동기와는 달리 브러쉬(brush)가 없어 브러쉬 마모로 인한 보수가 필요하지 않고, 회전자의 위치에 동기하여 고정자 권선에 이상적인 구형파 전류를 흘려주면 직류전동기와 마찬가지로 전류에 비례하여 일정한 토크를 발생하는 특징을 갖는다.Unlike DC motors, brushless DC motors do not require a brush and do not require maintenance due to brush wear.By directing a square wave current to the stator winding in synchronism with the position of the rotor, it is proportional to the current. It is characterized by generating a constant torque.

그래서 브러시리스 직류 모터는 소형전동기나 드라이버가 필요한 로봇 산업에서 사용이 증가하는 추세에 있으며, 근래의 하이브리드(hybrid) 자동차나 전기 자동차가 보급되면서 사용 영역을 넓혀가는 추세이다.Therefore, the use of brushless DC motors is increasing in the robot industry requiring small electric motors and drivers, and the use of brushless DC motors is expanding as the use of hybrid cars and electric vehicles.

이와 같은 상기 브러시리스 직류 모터는 현재까지 펄스 폭 변조(pulse width modulation, 이하 PWM이라 칭함) 기법에 의해 제어되고 있다 PWM 제어는 on 펄스(pulse)와 off 펄스의 듀티비(duty ratio)를 이용하여 BLDC에 전압을 가변적으로 인가할 수 있는 제어 방법이다Such brushless DC motors are controlled by pulse width modulation (PWM) techniques to date. PWM control uses duty ratios of on pulses and off pulses. Control method that can apply voltage to BLDC variably

기존의 브러시리스 직류 모터는 상술한 바와 같이, 인버터에서 출력하는 PWM의 주파수를 고정하고 회전자의 위치에 따라 PWM 신호의 듀티비를 가변하여 위치에 따른 전압을 출력하였다.As described above, the conventional brushless DC motor has fixed the frequency of the PWM output from the inverter and outputs the voltage according to the position by varying the duty ratio of the PWM signal according to the position of the rotor.

기존의 브러시리스 직류 모터는 전기각 60도씩 구분되어 전동기에 전압을 인가할 때 PMW 신호의 듀티비를 가변하여 위치에 따른 전압을 출력하여서는 균일한 전압을 인가할 수 없기 때문에 전류 및 토크리플이 발생하여 제어 안정도가 떨어지는 문제점이 있었다. 특히 고속 운전시에는 각 구간마다 PWM 신호의 펄스 개수가 줄어들게 되어 제어 안정도에 크게 영향을 받는 문제점이 있었다.Conventional brushless DC motors are divided by 60 degrees of electric angle, so when the voltage is applied to the motor, the duty ratio of the PMW signal is varied so that a uniform voltage cannot be applied by outputting the voltage according to the position, resulting in current and torque ripple. There was a problem that the control stability falls. In particular, in high-speed operation, the number of pulses of the PWM signal is reduced in each section, which greatly affects the control stability.

한국등록특허공보 제10-1006589호(2010.12.30.)Korean Patent Publication No. 10-1006589 (2010.12.30.)

따라서 본 발명의 목적은 회전자의 상전환 시점 PWM 신호를 리셋하여 회전자의 위치에 따라 균일하게 전압을 인가하기 위한 모터 구동 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor driving apparatus, a system, and a method for uniformly applying voltage according to the position of a rotor by resetting the phase change timing PWM signal of the rotor.

본 발명에 따른 모터 구동 장치는 3상 브릿지로 연결된 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 복수의 스위칭 소자가 온오프(on/off)되면서 발생되는 출력전류 및 출력전압을 모터로 출력하는 인버터, 상기 인버터에 PWM 신호를 공급하는 PWM 회로, 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부, 상기 위치 검출부를 통해 상기 회전자의 위치를 검출하고, 상전환 시점에 PWM 신호를 리셋하도록 상기 PWM 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.The motor driving apparatus according to the present invention includes a plurality of switching elements connected by a three-phase bridge, the inverter for outputting the output current and output voltage generated when the plurality of switching elements on / off, to the motor, the PWM circuit for supplying a PWM signal to the inverter, a position detecting unit for detecting the position of the rotor, a control unit for detecting the position of the rotor through the position detecting unit, and controls the PWM circuit to reset the PWM signal at the time of phase switching It includes.

본 발명에 따른 모터 구동 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 위치 검출부로부터 상전환 신호가 인가되면, PWM 카운터를 리셋시키는 것을 특징으로 한다.In the motor driving apparatus according to the present invention, the control unit resets the PWM counter when a phase change signal is applied from the position detection unit.

본 발명에 따른 모터 구동 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 PWM 카운터를 리셋시켜 상전환 신호와 PWM 신호를 동기화시켜 각 상전환 구간마다 상기 인버터에 동일한 전압이 인가되도록 한다.In the motor driving apparatus according to the present invention, the control unit resets the PWM counter to synchronize a phase shift signal and a PWM signal so that the same voltage is applied to the inverter in each phase shift period.

본 발명에 따른 모터 구동 장치에 있어서, 상기 위치 검출부는 위치 센서 또는 역기 전력을 통해 상기 회전자의 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the motor drive apparatus according to the present invention, the position detecting unit detects the position of the rotor through a position sensor or back electromotive force.

본 발명에 따른 모터 구동 방법은 제어부가 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부를 통해 회전자의 위치를 검출하는 단계, 상기 제어부가 인버터에 PWM 신호를 공급하는 PWM 회로를 제어하여 상변환 시점에 PWM 신호를 리셋하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the motor driving method according to the present invention, the control unit detects the position of the rotor through the position detection unit for detecting the position of the rotor, the control unit controls the PWM circuit to supply a PWM signal to the inverter PWM at the time of phase conversion And resetting the signal.

본 발명에 따른 모터 구동 방법에 있어서, 상기 리셋하는 단계에서 상기 제어부는 상기 위치 검출부로부터 상전환 신호가 인가되면, PWM 카운터를 리셋시키는 것을 특징으로 한다.In the method of driving a motor according to the present invention, in the resetting step, the control unit may reset a PWM counter when a phase change signal is applied from the position detection unit.

본 발명에 따른 모터 구동 방법에 있어서, 상기 리셋하는 단계에서 상기 제어부는 상기 PWM 카운터를 리셋시켜 상전환 신호와 PWM 신호를 동기화시켜 각 상전환 구간마다 상기 인버터에 동일한 전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the motor driving method according to the present invention, in the resetting step, the control unit resets the PWM counter to synchronize a phase switching signal and a PWM signal so that the same voltage is applied to the inverter in each phase switching period. do.

본 발명에 따른 모터 구동 방법에 있어서, 상기 위치를 검출하는 단계에서 위치 센서 또는 역기 전력을 통해 상기 회전자의 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the motor driving method according to the invention, in the step of detecting the position, characterized in that for detecting the position of the rotor through a position sensor or back electromotive force.

본 발명에 따른 모터 구동 시스템은 동력을 발생하는 모터, 3상 브릿지로 연결된 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 복수의 스위칭 소자가 온오프(on/off)되면서 발생되는 출력전류 및 출력전압을 상기 모터로 출력하는 인버터, 상기 인버터에 PWM 신호를 공급하는 PWM 회로, 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부, 상기 위치 검출부를 통해 상기 회전자의 위치를 검출하고, 상전환 시점에 PWM 신호를 리셋하도록 상기 PWM 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.The motor drive system according to the present invention includes a motor for generating power and a plurality of switching elements connected by a three-phase bridge, wherein the output current and output voltage generated while the plurality of switching elements are on / off are described. Inverter outputting to the motor, PWM circuit for supplying the PWM signal to the inverter, the position detection unit for detecting the position of the rotor, the position detection unit to detect the position of the rotor, to reset the PWM signal at the time of phase switching It includes a control unit for controlling the PWM circuit.

본 발명에 따른 모터 구동 시스템은 회전자의 위치를 검출하고, 회전자의 상전환 시점에 따라 인버터를 제어하기 위한 PWM 신호를 리셋하여 각 구간마다 일정한 전압이 인가되도록 함으로써, 전류 및 토크리플을 줄여 제어 안정도를 향상시킬 수 있다.The motor drive system according to the present invention detects the position of the rotor, resets the PWM signal for controlling the inverter according to the phase transition time of the rotor, so that a constant voltage is applied to each section, thereby reducing current and torque ripple. Control stability can be improved.

도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터 구동 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 비교예에 따른 회전자의 위치에 따른 전압을 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예에 따른 PWM 신호에 따른 상전환 시점을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전자의 위치에 따른 전압을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PWM 신호에 따른 상전환 시점을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 모터 구동 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a motor driving system according to the present invention.
2 is a schematic view for explaining a motor drive system according to the present invention.
3 is a graph showing the voltage according to the position of the rotor according to the comparative example.
4 is a graph showing a phase switching time according to a PWM signal according to a comparative example.
5 is a graph showing the voltage according to the position of the rotor according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a phase switching time according to the PWM signal according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a motor driving method according to the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, it should be noted that the description of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately use the concept of terms to describe their own invention in the best way. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모터 구동 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.1 is a block diagram illustrating a motor drive system according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a motor drive system according to the present invention.

본 발명에 따른 모터 구동 시스템(10)은 모터(30)의 제어 안정도를 높이는 동시에 기존의 모더 구동 장치에 추가적인 구성을 포함시키지 않아도 구현이 가능하다. 따라서, 모터 구동 시스템(10)은 기존의 모터 구동 장치에 바로 적용이 가능하며, 별도의 구성 추가에 따른 추가 비용이 발생되지 않을 수 있다. 이러한 모터 구동 시스템(10)은 모터 구동 장치(20) 및 모터(30)를 포함한다. The motor drive system 10 according to the present invention can be implemented without increasing the control stability of the motor 30 without including an additional configuration in the existing moder drive device. Therefore, the motor drive system 10 may be directly applied to the existing motor drive device, and additional costs may not occur due to the addition of a separate configuration. This motor drive system 10 includes a motor drive device 20 and a motor 30.

모터 구동 장치(20)는 회전자의 위치를 검출하고, 상전환 시점에 PWM 신호를 리셋하도록 PWM 회로를 제어할 수 있다. 모터 구동 장치(20)는 전원부(100), 인버터(200), PWM 회로(300), 위치 검출부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.The motor driving device 20 may control the PWM circuit so as to detect the position of the rotor and reset the PWM signal at the phase change point. The motor driving device 20 includes a power supply unit 100, an inverter 200, a PWM circuit 300, a position detector 400, and a controller 500.

전원부(100)는 일단이 인버터(200)와 연결되어 인버터(200)에 전압 및 전류를 공급하고, 타단이 그라운드(GND)와 연결된다. 전원부(100)는 직류 전원을 공급하거나, 교류 전원을 공급할 수 있다. 여기서, 전원부(100)가 인버터(200)에 교류 전원을 공급하는 경우, 전원부(100)는 인버터(200)의 입력단에 정류회로(미도시)를 더 포함하여 교류 전원이 직류 전원으로 변환되도록 할 수 있다. One end of the power supply unit 100 is connected to the inverter 200 to supply voltage and current to the inverter 200, and the other end thereof is connected to the ground GND. The power supply unit 100 may supply DC power or AC power. Here, when the power supply unit 100 supplies AC power to the inverter 200, the power supply unit 100 further includes a rectifier circuit (not shown) at the input terminal of the inverter 200 to convert the AC power to DC power. Can be.

인버터(200)는 복수의 스위칭 소자(210, 220, 230, 240, 250, 260)를 포함한다. 상세하게는, 인버터(200)는 제1 스위칭 소자(210), 제2 스위칭 소자(220), 제3 스위칭 소자(230), 제4 스위칭 소자(240), 제5 스위칭 소자(250) 및 제6 스위칭 소자(260)를 포함한다. 이 때, 인버터(200)는 3상 브릿지로 연결된다. 즉, 인버터(200)는 제1 스위칭 소자(210) 및 제2 스위칭 소자(220)가 브릿지로 연결되어 u상을 이루고, 제3 스위칭 소자(230) 및 제4 스위칭 소자(240)가 브릿지로 연결되어 v상을 이루며, 제5 스위칭 소자(250)가 브릿지로 연결되어 w상을 이룬다. 여기서, 스위칭 소자는 스위치 및 환류 다이오드를 포함한다. 인버터(200)는 제1 스위칭 소자(210) 내지 제6 스위칭 소자(260)의 온오프에 따라 출력전류 및 출력전압을 조절할 수 있다.The inverter 200 includes a plurality of switching elements 210, 220, 230, 240, 250, and 260. In detail, the inverter 200 includes the first switching element 210, the second switching element 220, the third switching element 230, the fourth switching element 240, the fifth switching element 250, and the fifth switching element 250. 6 switching elements 260. At this time, the inverter 200 is connected by a three-phase bridge. That is, in the inverter 200, the first switching element 210 and the second switching element 220 are connected in a bridge to form a u phase, and the third switching element 230 and the fourth switching element 240 are in a bridge. Connected to form a v-phase, the fifth switching element 250 is connected by a bridge to form a w-phase. Here, the switching element includes a switch and a reflux diode. The inverter 200 may adjust the output current and the output voltage according to the on / off of the first switching element 210 to the sixth switching element 260.

PWM 회로(300)는 인버터(200)에 PWM 신호를 제공할 수 있다. 즉 PWM 회로(300)는 인버터(200)에 포함된 복수의 스위칭 소자(210, 220, 230, 240, 250, 260)에 PWM 신호를 제공하여 각 스위칭 소자를 제어할 수 있다.The PWM circuit 300 may provide a PWM signal to the inverter 200. That is, the PWM circuit 300 may control each switching element by providing a PWM signal to the plurality of switching elements 210, 220, 230, 240, 250, and 260 included in the inverter 200.

예컨데, PMW 회로(300)는 인버터(300)에 포함된 각 MOSFET의 게이트 단자에 PWM 신호를 제공할 수 있고, PWM 신호가 하이(high)이면 MOSFET은 ON이 될 수 있다.For example, the PMW circuit 300 may provide a PWM signal to a gate terminal of each MOSFET included in the inverter 300, and the MOSFET may be turned ON when the PWM signal is high.

위치 검출부(400)는 모터(30)의 회전자의 위치를 검출할 수 있다. 여기서 위치 검출부(400)는 홀 센서 또는 역기 전력을 통해 회전자의 위치를 검출할 수 있다. The position detector 400 may detect a position of the rotor of the motor 30. Here, the position detector 400 may detect the position of the rotor through a hall sensor or counter electromotive force.

먼저 위치 검출부(400)가 홀 센서일 경우, 회전자에 구비되어 있는 영구자석에서 발생되는 자기장의 크기 및 방향을 감지하여 자석의 극변화에 따라 회전자의 위치 또는 속도를 검지한다. 이에 따라 위치 검출부(400)는 회전자의 영구자석에서 발생하는 누설 자속을 검출할 수 있는 적절한 위치에 구비되는 것이 바람직하며, 안정성을 높이기 위하여 복수 개가 구비되는 것이 바람직하다.First, when the position detection unit 400 is a hall sensor, it detects the size and direction of the magnetic field generated in the permanent magnet provided in the rotor to detect the position or speed of the rotor in accordance with the pole change of the magnet. Accordingly, the position detecting unit 400 is preferably provided at an appropriate position to detect the leakage magnetic flux generated in the permanent magnet of the rotor, it is preferable that a plurality is provided to increase the stability.

또한 위치 검출부(400)는 역기 전력을 통해 회전자의 위치를 검출할 수 있다. 즉 위치 검출부(400)는 인버터(200)에 의하여 모터(30)가 동작하는 경우, 모터(30)에서 발생하는 역기전력 정보를 검출한다. 즉 위치 검출부(400)는 홀 센서를 사용하지 않는 센서리스 방식으로도 운용될 수 있다.In addition, the position detector 400 may detect the position of the rotor through the counter electromotive force. That is, the position detector 400 detects back EMF information generated by the motor 30 when the motor 30 is operated by the inverter 200. That is, the position detector 400 may also be operated in a sensorless manner without using a hall sensor.

제어부(500)는 위치 검출부(400)를 통해 회전자의 위치 신호를 전달받아, 상전환 시점을 검출하고, 상전환 시점에 PWM 신호를 리셋하도록 PWM 회로(300)를 제어할 수 있다.The control unit 500 may receive the position signal of the rotor through the position detection unit 400, detect the phase switching time point, and control the PWM circuit 300 to reset the PWM signal at the phase switching time point.

즉 제어부(500)는 위치 검출부(400)로부터 상전환 신호가 인가되면, PWM 카운터를 리셋시켜, 상전환 신호와 PWM 신호를 동기화시켜 각 상전환 구간마다 인버터(200)에 동일한 전압이 인가되도록 할 수 있다.That is, when the phase shift signal is applied from the position detector 400, the controller 500 resets the PWM counter to synchronize the phase shift signal and the PWM signal so that the same voltage is applied to the inverter 200 in each phase shift period. Can be.

이하 본 발명의 실시예와 비교예를 통해 제어부의 동작에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the control unit will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

도 3은 비교예에 따른 회전자의 위치에 따른 전압을 나타낸 그래프이고, 도 4는 비교예에 따른 PWM 신호에 따른 상전환 시점을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the voltage according to the position of the rotor according to the comparative example, Figure 4 is a graph showing the phase switching time according to the PWM signal according to the comparative example.

먼저 도 3을 참조하면, 비교예에 따른 모터 구동 장치의 구동은 상술한 회전자 위치 센서나 센서리스 방식을 통하여 상전환 시점에 따라 6개의 구간으로 나눌 수 있다. 여기서 비교예에 따른 모터 구동 장치의 구동은 PWM 신호를 리셋하지 않고 구동하였을 경우 상전환 시점과 회전자의 위치와의 불균형이 나타나게 된다. 즉 각 구간마다 균일한 시간동안 균일한 전압이 인가되어야 하나, 각 구간마다 오차가 발생된다. 예컨데, Sector 1 및 5의 경우 PWM 신호의 펄스가 3개 인가되나, Sector 3, 4, 5 및 6의 경우에는 PWM 신호의 펄스가 2개가 인가되게 되어 오차에 따른 전류 리플 및 토르 리플이 증가하게 된다.First, referring to FIG. 3, the driving of the motor driving apparatus according to the comparative example may be divided into six sections according to the phase switching timing through the above-described rotor position sensor or sensorless method. Here, in the driving of the motor driving apparatus according to the comparative example, when driving without resetting the PWM signal, an imbalance between the phase switching time and the position of the rotor appears. That is, a uniform voltage should be applied for a uniform time in each section, but an error occurs in each section. For example, in the case of Sector 1 and 5, three pulses of the PWM signal are applied, but in the case of Sector 3, 4, 5, and 6, two pulses of the PWM signal are applied to increase the current ripple and the torque ripple due to the error. do.

도 4를 참조하면, 비교예에 따른 모터 구동 장치(20)의 구동은 상전환 신호가 인가되어도 이와 상관없이 PWM 신호는 기존과 동일한 주파수로 구동되고 있기 때문에, 실제 상전환 신호가 인가되는 시점과 상전환이 되는 시점의 차이가 발생되게 된다.Referring to FIG. 4, the driving of the motor driving apparatus 20 according to the comparative example is performed even though the phase switching signal is applied, regardless of whether the PWM signal is driven at the same frequency as before. The difference in the timing of the phase inversion will occur.

한 구간에서 구현되는 PWM 신호의 펄스 수자를 n이라 하면, 오차는 펄스 1개 이므로 오차의 정도는 아래의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.If the number of pulses of the PWM signal implemented in one section is n, the error is one pulse, and thus the degree of the error may be expressed by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

즉 저속운전시에는 한 구간의 PWM 신호에 대한 펄스 숫자가 많아 이와 같은 오차가 비교적 작기 때문에 무시 가능하나, 고속 운전시에는 한 구간에 PWM 신호에 대한 펄스 숫자가 작아 오차를 무시하기 어렵고, 고속 운전 안정성이 떨어지는 문제점이 발생될 수 있다.In other words, in low speed operation, the number of pulses for PWM signal in one section is large and this error is negligible because it is relatively small, but in high speed operation, the number of pulses for PWM signal in one section is small and it is difficult to ignore the error. Problems with poor stability may occur.

한편 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전자의 위치에 따른 전압을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PWM 신호에 따른 상전환 시점을 나타낸 그래프이다.Meanwhile, FIG. 5 is a graph showing the voltage according to the position of the rotor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a graph showing the phase switching point according to the PWM signal according to the embodiment of the present invention.

반면에 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 구동은 상전환 신호가 인가됨에 따라 PWM 카운터는 리셋되어 다시 시작하게 되며, 그에 따라 상전환 신호와 PWM 신호가 동기화 되어 각 구간 마다 동일한 전압이 인가 된다.On the other hand, referring to Figures 5 and 6, the driving of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention is reset as the PWM counter is reset when the phase switching signal is applied, so that the phase switching signal and PWM signal In synchronization, the same voltage is applied to each section.

즉 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 구동은 비교예와 달리 각 구간마다 동일한 시간과 전압으로 인가됨을 확인할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는 균일한 전압 인가로 인해 전류 리플 및 토크 리플을 낮출 수 있고, 전동기의 제어 안정성을 크게 높일 수 있다. 특히 고속 운전시에도 각 구간마다 동일한 PWM 신호가 인가되어 고속 운전 안정성을 크게 높일 수 있다.That is, as shown in Figure 5, it can be seen that the driving of the motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention is applied at the same time and voltage in each section, unlike the comparative example. As described above, the motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention can lower the current ripple and the torque ripple due to the uniform voltage application, and can greatly increase the control stability of the motor. In particular, even in high-speed operation, the same PWM signal is applied to each section to greatly increase the high-speed operation stability.

이하 본 발명에 따른 모터 구동 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a motor driving method according to the present invention will be described.

도 7은 본 발명에 따른 모터 구동 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a motor driving method according to the present invention.

도 7을 참조하면, 먼저 S10 단계에서 제어부는 위치 검출부를 통해 회전자의 위치 신호를 전달받아 상전환 시점을 검출할 수 있다.Referring to FIG. 7, first, in step S10, the controller may detect a phase change point by receiving a position signal of the rotor through the position detector.

다음으로 S20 단계에서 제어부는 위치 검출부로부터 상전환 신호가 인가되면, PWM 카운터를 리셋시켜, 상전환 신호와 PWM 신호를 동기화 시켜 각 상전환 구간마다 인버터에 동일한 전압이 인가되도록 할 수 있다.Next, when the phase shift signal is applied from the position detector in step S20, the controller may reset the PWM counter to synchronize the phase shift signal and the PWM signal so that the same voltage is applied to the inverter in each phase shift period.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.On the other hand, the embodiments disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein. In addition, although specific terms are used in the specification and the drawings, they are only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

10 : 모터 구동 시스템 20 : 모터 구동 장치
30 : 모터 100 : 전원부
200 : 인버터 300 : PWM 회로
400 : 위치 검출부 500 : 제어부10: motor drive system 20: motor drive device
30: motor 100: power supply
200: inverter 300: PWM circuit
400: position detector 500: controller

Claims (9)

3상 브릿지로 연결된 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 복수의 스위칭 소자가 온오프(on/off)되면서 발생되는 출력전류 및 출력전압을 모터로 출력하는 인버터;
상기 인버터에 PWM 신호를 공급하는 PWM 회로;
회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부;
상기 위치 검출부를 통해 상기 회전자의 위치를 검출하고, 상전환 시점에 PWM 신호를 리셋하도록 상기 PWM 회로를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.An inverter including a plurality of switching elements connected by a three-phase bridge, and outputting an output current and an output voltage to a motor generated when the plurality of switching elements are turned on / off;
A PWM circuit for supplying a PWM signal to the inverter;
A position detector for detecting a position of the rotor;
A control unit for detecting the position of the rotor through the position detection unit and controlling the PWM circuit to reset the PWM signal at a phase switching time point;
Motor drive device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 위치 검출부로부터 상전환 신호가 인가되면, PWM 카운터를 리셋시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.The method of claim 1,
The control unit,
And a PWM counter is reset when a phase change signal is applied from the position detector. 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 PWM 카운터를 리셋시켜 상전환 신호와 PWM 신호를 동기화시켜 각 상전환 구간마다 상기 인버터에 동일한 전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.The method of claim 2,
The control unit,
Resetting the PWM counter to synchronize the phase switching signal and the PWM signal so that the same voltage is applied to the inverter in each phase switching period. 제1항에 있어서,
상기 위치 검출부는,
위치 센서 또는 역기 전력을 통해 상기 회전자의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.The method of claim 1,
The position detection unit,
And a position sensor or a counter electromotive force to detect the position of the rotor. 제어부가 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부를 통해 회전자의 위치를 검출하는 단계;
상기 제어부가 인버터에 PWM 신호를 공급하는 PWM 회로를 제어하여 상변환 시점에 PWM 신호를 리셋하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.Detecting, by the control unit, the position of the rotor through a position detection unit that detects the position of the rotor;
Controlling the PWM circuit to supply the PWM signal to the inverter by the controller to reset the PWM signal at the time of phase change;
Motor driving method comprising a. 제5항에 있어서,
상기 리셋하는 단계에서,
상기 제어부는 상기 위치 검출부로부터 상전환 신호가 인가되면, PWM 카운터를 리셋시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.The method of claim 5,
In the resetting step,
And the control unit resets the PWM counter when a phase change signal is applied from the position detection unit. 제6항에 있어서,
상기 리셋하는 단계에서,
상기 제어부는 상기 PWM 카운터를 리셋시켜 상전환 신호와 PWM 신호를 동기화시켜 각 상전환 구간마다 상기 인버터에 동일한 전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.The method of claim 6,
In the resetting step,
The control unit resets the PWM counter to synchronize the phase switching signal and the PWM signal so that the same voltage is applied to the inverter in each phase switching period. 제5항에 있어서,
상기 위치를 검출하는 단계에서,
위치 센서 또는 역기 전력을 통해 상기 회전자의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.The method of claim 5,
In detecting the position,
And a position sensor or a counter electromotive force to detect the position of the rotor. 동력을 발생하는 모터;
3상 브릿지로 연결된 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 복수의 스위칭 소자가 온오프(on/off)되면서 발생되는 출력전류 및 출력전압을 상기 모터로 출력하는 인버터;
상기 인버터에 PWM 신호를 공급하는 PWM 회로;
회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부;
상기 위치 검출부를 통해 상기 회전자의 위치를 검출하고, 상전환 시점에 PWM 신호를 리셋하도록 상기 PWM 회로를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템.A motor for generating power;
An inverter including a plurality of switching elements connected by a three-phase bridge, and outputting an output current and an output voltage generated when the plurality of switching elements are on / off to the motor;
A PWM circuit for supplying a PWM signal to the inverter;
A position detector for detecting a position of the rotor;
A control unit for detecting the position of the rotor through the position detection unit and controlling the PWM circuit to reset the PWM signal at a phase switching time point;
Motor drive system comprising a.
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