KR20200081249A - Method and Apparatus for Controlling BLDC Motor - Google Patents

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KR20200081249A KR1020190169744A KR20190169744A KR20200081249A KR 20200081249 A KR20200081249 A KR 20200081249A KR 1020190169744 A KR1020190169744 A KR 1020190169744A KR 20190169744 A KR20190169744 A KR 20190169744A KR 20200081249 A KR20200081249 A KR 20200081249A
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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Abstract

Disclosed are a device and a method for controlling a brushless direct current (BLDC) motor using interconversion of a square wave control method and a field oriented control (FOC) method. According to an embodiment of the present invention, in BLDC motor control using a hall sensor, the present invention intends to solve disadvantages of vector control which is low torque at startup or low speed. To this end, a 6-step square wave control method with relatively large torque output at startup or low speed is used, and a FOC method is used in a section above a certain speed, thereby compensating for the disadvantages and adopting only advantages.

Description

BLDC 모터 제어장치 및 방법{Method and Apparatus for Controlling BLDC Motor}BLDC motor control device and method{Method and Apparatus for Controlling BLDC Motor}

본 발명은 BLDC 모터 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구형파 제어 방식과 FOC 방식의 상호 전환을 이용하는 BLDC 모터 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a BLDC motor control device and method. More particularly, the present invention relates to a BLDC motor control device and method using mutual switching between a square wave control method and a FOC method.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다. The content described below merely provides background information related to the present invention and does not constitute a prior art.

BLDC(Brushless Direct Current) 모터는 직류 구동 모터 중의 하나로서, 영구 자석(permanent magnet)으로 구현된 회전자(rotor) 및 권선(coil)이 감긴 고정자(stator)를 포함한다. 직류 전원의 극성을 변환하기 위해 일반적인 DC 모터는 정류자(commutator) 및 브러시(brush)를 필요로 하나, BLDC 모터는 정류자 및 브러시가 없이 동작한다. BLDC 모터의 회전을 유지하기 위해, 외부에서 공급되는 직류 전원이 모터 내부에서는 교류처럼 동작해야 하는데, 모터 내부에 포함된 홀센서(Hall sensor)를 이용하여 BLDC 모터는 고정자의 권선에 공급되는 전원의 방향을 제어한다. A brushless direct current (BLDC) motor is one of direct current driving motors, and includes a rotor implemented with a permanent magnet and a stator wound with a coil. To convert the polarity of a DC power source, a typical DC motor requires a commutator and brush, but a BLDC motor operates without a commutator and brush. In order to maintain the rotation of the BLDC motor, the DC power supplied from the outside must operate like AC inside the motor.By using the Hall sensor included in the motor, the BLDC motor is powered by the stator winding. Control the direction.

도 3에 도시된 바와 같이, BLDC 모터는 고정자가 3상(3-phase) 형태로 구현되는 것이 전형적이다. 홀센서는 3상의 고정자 사이에 120도 간격으로 배치된다. 홀센서는 홀효과(Hall effect)에 기반하여 동작하며, 자석이 접근할 때 자기장의 세기를 감지하는 역할을 한다. 모터의 제어에 이용되는 저가의 홀센서는 자기장의 극성에 따라 이진(binary) 출력을 발생시킨다.As shown in Figure 3, the BLDC motor is typically a stator is implemented in a three-phase (3-phase) form. Hall sensors are arranged at 120-degree intervals between the three-phase stators. The Hall sensor operates based on the Hall effect and senses the strength of the magnetic field when the magnet approaches. A low-cost Hall sensor used to control the motor generates a binary output according to the polarity of the magnetic field.

홀센서를 이용하는 BLDC 모터에 대한 제어방법으로는 크게 2 가지가 있다. 첫 번째 제어 방식은 도 4에 나타낸 바와 같은 6 단계(6-step) 구형파(square wave) 제어 방식이다. 6 단계 구형파 제어(이하 '구형파 제어') 방식의 동작을 설명하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정자의 3상을 각각 A, B, C 로 표현하고, 고정자 사이에 배치된 홀센서를 각각 HA, HB, HC로 표현한다. 고정자의 권선에 양의 방향의 전류가 흐르면 N 극이 되고, 음의 방향의 전류가 흐르면 S 극이 된다고 가정하고, 홀센서는 회전자 자석의 S 극이 다가올 때는 0(low), N 극이 다가올 때는 1(high)을 출력하는 것으로 가정한다. 도 4에 도시된 BLDC 모터는 가장 간단한 형태의 2극 회전자를 포함한다.There are two main control methods for BLDC motors using Hall sensors. The first control scheme is a six-step square wave control scheme as shown in FIG. 4. In order to explain the operation of the six-step square wave control (hereinafter referred to as'square wave control') method, as shown in FIG. 3, the three phases of the stator are represented by A, B, and C, respectively, and the hall sensors disposed between the stators are shown. It is represented by HA, HB, and HC, respectively. Assuming that a positive current flows through the stator winding, it becomes an N pole, and when a negative current flows, it becomes an S pole, and the Hall sensor has 0 (low) and N poles when the S pole of the rotor magnet approaches. It is assumed to output 1 (high) when approaching. The BLDC motor shown in FIG. 4 includes the simplest form of a 2-pole rotor.

도 3에 도시된 바와 같은 단계(step) 1에서, BLDC 모터를 반시계 방향(counter clock-wise)으로 회전시키기 위하여, A 상은 N 극이 되어 회전자를 밀어내고, B 상은 S 극이 되어 회전자를 당기며, C 상은 플로트(float) 상태를 유지한다. 이때, 홀센서 HA는 S극이 다가오므로 0, 홀센서 HB는 N 극이 다가오므로 1, HC는 S 극이 다가오므로 0을 출력한다. 즉 HC/HB/HA 조합이 010일 때, A 상은 N극, B 상은 S 극이 되는 전류가 흐르도록 스위칭 소자가 조절된다. 나머지 단계에 대해서도 유사한 설명이 가능하므로, 구형파 제어 방식은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같은 타이밍 도(timing chart) 및 도 4의 (b)에 도시된 바와 같은 고정자 3상의 전류 흐름으로 요약될 수 있다. In step 1 as shown in Figure 3, in order to rotate the BLDC motor counterclockwise (counter clock-wise), A phase becomes N poles and pushes the rotor, B phase becomes S poles The electrons are pulled, and the C phase remains in a float state. At this time, the Hall sensor HA outputs 0 because the S pole approaches, and the Hall sensor HB outputs 1 because the N pole approaches, and the HC outputs 0 because the S pole approaches. That is, when the HC/HB/HA combination is 010, the switching element is adjusted so that a current flows into the N-pole and the B-phase S poles. Since similar explanation is possible for the remaining steps, the square wave control method is summarized into a timing chart as shown in FIG. 4(a) and a current flow on the stator 3 as shown in FIG. 4(b). Can be.

구형파 제어 방식은, 각 단계 별로 홀센서가 전기각(electrical angle)이 60 도씩 차이가 나는 불연속(discontinuous) 출력을 제공하고, 이러한 출력을 이용하여 스위칭 소자를 조절함으로써, BLDC 모터의 회전을 유지한다. 또한, 구형파 제어 방식은 홀센서가 출력하는 전기각의 주파수를 이용하여 회전속도를 산정한 후, 타겟 속력(target speed)과의 차이를 줄이는 방향으로 고정자 권선에 흐르는 전류의 세기를 조절함으로써 BLDC 모터의 회전속도를 제어한다.In the square wave control method, the Hall sensor provides a discontinuous output in which the electrical angle differs by 60 degrees for each step, and by using these outputs to control the switching elements, the rotation of the BLDC motor is maintained. . In addition, the square wave control method calculates the rotation speed using the frequency of the electric angle output from the Hall sensor, and then adjusts the intensity of the current flowing through the stator winding in a direction to reduce the difference from the target speed. To control the rotation speed.

구형파 제어 방식은, BLDC 모터를 제어하기 위하여 홀센서 및 스위칭 소자를 이용하므로, 비교적 간단한 구현 및 제어가 가능하고, 따라서 구현 비용도 저렴하다. 또한 기동 시나 저속에서 큰 토크(torque)의 출력을 발생시킬 수 있다. 단점으로는 상 스위칭(phase swtching)에 따라 큰 토크 리플(ripple)이 발생하며, 토크 리플의 발생에 따른 토크 효율의 감소 및 소음의 발생을 들 수 있다.Since the square wave control method uses a Hall sensor and a switching element to control the BLDC motor, relatively simple implementation and control is possible, and thus, the implementation cost is also low. In addition, it is possible to generate a large torque output at startup or at low speed. Disadvantages include a large torque ripple due to phase swtching and a reduction in torque efficiency and noise caused by the occurrence of torque ripple.

두 번째 제어 방식은 도 5에 나타낸 바와 같은 정현파(sine wave) 자속기준 제어(FOC: Field Oriented Control) 방식이다. FOC 방식은 벡터로 표현할 수 있는 2 개의 직교 성분을 이용하여 고정자 3상의 전류 흐름을 결정하므로 벡터 제어(vector control)라고도 한다. 여기서, 2 개의 직교 성분은 자속(flux) 및 토크이다. The second control method is a sine wave magnetic field reference control (FOC) method as shown in FIG. 5. The FOC method is also called vector control because it determines the current flow on the stator 3 using two orthogonal components that can be expressed as vectors. Here, the two orthogonal components are flux and torque.

도 5에 나타낸 바와 같이, FOC 방식에서는 전류 센서(current sensor)가 BLDC 모터에 입력되는 3상 전류를 감지하고, 홀센서 관측기(Hall sensor observer)는 회전자의 위치 및 모터의 속도를 감지한다. FOC 방식은, 먼저, 감지된 3상 전류를 클라크(Clarke) 및 파크(Park) 변환하여, 측정된 자속(measured flux) 및 토크에 해당하는 2차원 성분을 생성한다. 다음, 감지된 속도와 측정된 2차원 성분을 기반으로 타겟 자속(target flux) 및 타겟 토크(target torque)를 보정한다. 마지막으로, 감지된 위치를 이용하여, 보정된 2차원 성분을 역파크(inverse Park) 및 역클라크(inverse Clarke) 변환하여 3상 전류를 생성하고, 생성된 3상 전류를 이용하여 BLDC 모터의 회전속도를 제어한다.As shown in FIG. 5, in the FOC method, a current sensor senses a three-phase current input to the BLDC motor, and a Hall sensor observer senses the position of the rotor and the speed of the motor. The FOC method first converts the sensed three-phase current into Clarke and Park to generate a two-dimensional component corresponding to the measured flux and torque. Next, target flux and target torque are corrected based on the sensed speed and the measured two-dimensional component. Finally, using the sensed position, the corrected two-dimensional component is converted into an inverse park and an inverse Clarke to generate a three-phase current, and the generated three-phase current is used to rotate the BLDC motor. Speed is controlled.

FOC 방식은, 정현파 신호를 이용하므로, 토크 리플이 매우 적고, 따라서 토크 효율이 좋으며, 소음이 발생이 적다. 그러나, FOC 방식은 2차원 성분 및 3상 전류 간의 상호 변환 부분, 타겟 자속 및 타겟 토크의 보정을 위한 PI 제어기(Proportional and Integral controller), 정현파 생성을 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 구동기 등을 포함하므로 구현이 복잡하고, 따라서 구현 비용도 상대적으로 높다. 또한, FOC 방식은 저속 구간 및 모터 기동 시에 큰 토크를 출력하기 어려운 단점이 있다. 정밀한 정현파 생성을 위해서는 인코더(encoder)를 이용하여 모터의 회전자 위치를 정확히 추정하는 것이 필요하나, FOC 방식은 저가의 홀센서를 이용하여 위치를 감지하므로 정확한 위치 측정에 한계를 가진다.Since the FOC method uses a sinusoidal signal, the torque ripple is very small, so the torque efficiency is good, and noise is low. However, since the FOC method includes a mutual conversion portion between a two-dimensional component and a three-phase current, a PI controller (Proportional and Integral controller) for correction of target magnetic flux and target torque, and a PWM (Pulse Width Modulation) driver for generating sinusoidal waves, etc. The implementation is complex, and therefore the implementation cost is relatively high. In addition, the FOC method has a disadvantage in that it is difficult to output a large torque at low speed section and when the motor is started. In order to generate a precise sinusoidal wave, it is necessary to accurately estimate the rotor position of the motor using an encoder, but the FOC method has limitations in accurate position measurement because it detects the position using a low-cost Hall sensor.

따라서, 저속 구간 또는 모터 기동 시에 큰 토크를 출력하기 어려운 FOC 방식의 단점을 보완한 BLDC 모터 제어방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a BLDC motor control method that compensates for the shortcomings of the FOC method, which is difficult to output a large torque during low-speed section or motor startup.

본 개시는, 홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어에 있어서, 벡터 제어(vector control)의 단점인 기동 시 또는 저속에서의 낮은 토크(torque)를 해결고자 한다. 이를 위하여, 기동 시 또는 저속에서는 상대적으로 토크 출력이 큰 6 단계(6-step) 구형파(square wave) 제어 방식을 사용하고, 일정 속도 이상의 구간에서는 FOC(Field Oriented Control) 방식을 사용함으로써, 두 방식의 단점을 보완하고 장점만을 채택하는 것이 가능한 BLDC 모터 제어장치 및 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.The present disclosure is intended to solve a low torque at startup or low speed, which is a disadvantage of vector control in brushless direct current (BLDC) motor control using a Hall sensor. To this end, a six-step square wave control method having a relatively large torque output at start-up or at low speed is used, and a field-oriented control (FOC) method is used for sections above a certain speed. The main purpose is to provide a BLDC motor control device and method capable of complementing the shortcomings and adopting only the advantages.

본 발명의 실시예에 따르면, 홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치에 있어서, 상기 홀센서의 출력을 이용하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 산정하고, 상기 회전속도를 기반으로 상기 BLDC 모터에 대한 제어 모드(control mode)를 선택하는 모드설정부: 상기 홀센서의 출력을 이용하여, 상기 BLDC 모터를 제어하기 위한 구형파(square wave) 신호를 생성하는 구형파 제어부; 상기 BLDC 모터로부터 감지된 전류 및 상기 홀센서의 출력을 이용하여, 상기 BLDC 모터를 제어하기 위한 정현파(sine wave) 신호를 생성하는 자속기준 제어(FOC: Field Oriented Control)부; 및 상기 제어 모드에 따라, 상기 구형파 신호 또는 상기 정현파 신호 중 어느 하나를 선택하여 상기 BLDC 모터 측으로 전송하는 신호선정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어장치를 제공한다. According to an embodiment of the present invention, in a brushless direct current (BLDC) motor control apparatus using a Hall sensor, the rotation speed of the BLDC motor is calculated using the output of the Hall sensor, and the rotation speed is calculated. A mode setting unit for selecting a control mode for the BLDC motor based on: a square wave control unit that generates a square wave signal for controlling the BLDC motor using the output of the hall sensor; The current sensed by the BLDC motor and the Hall sensor A field-oriented control (FOC) unit for generating a sine wave signal for controlling the BLDC motor using an output; And a signal selection unit selecting one of the square wave signal or the sinusoidal wave signal according to the control mode and transmitting the signal to the BLDC motor.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치의 BLDC 모터 제어방법에 있어서, 전원이 공급되어 상기 BLDC 모터가 기동되면, 구형파 제어 방식을 기반으로 생성된 구형파(square wave)를 이용하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 제어하는 과정; 상기 구형파 제어 방식으로 상기 BLDC 모터를 제어하는 동안 상기 BLDC 모터의 회전속도가 기 설정된 속도 이상으로 측정되면, 자속기준 제어(FOC: Field Oriented Control) 방식으로 전환하고, 상기 자속기준 제어 방식을 기반으로 생성된 정현파(sine wave)를 이용하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 제어하는 과정; 및 상기 자속기준 제어 방식으로 상기 BLDC 모터를 제어하는 동안 상기 BLDC 모터의 회전속도가 상기 기 설정된 속도 미만으로 측정되면, 상기 구형파 제어 방식으로 전환하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, in a BLDC motor control method of a brushless direct current (BLDC) motor control device using a Hall sensor, when the BLDC motor is started when power is supplied, the square wave control method is used. Controlling a rotational speed of the BLDC motor using a square wave generated by; If the rotational speed of the BLDC motor is measured at or above a preset speed while controlling the BLDC motor using the square wave control method, it is switched to a field-oriented control (FOC) method, and based on the magnetic flux reference control method. Controlling the rotational speed of the BLDC motor using the generated sine wave; And if the rotational speed of the BLDC motor is measured below the preset speed while controlling the BLDC motor using the magnetic flux reference control method, switching to the square wave control method to control the rotational speed of the BLDC motor. It provides a BLDC motor control method characterized in that.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, BLDC 모터 제어방법이 포함하는 각 단계를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, to execute each step included in the BLDC motor control method provides a computer program stored in a computer-readable recording medium.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어에 있어서, 기동 시 또는 저속에서는 상대적으로 토크 출력이 큰 구형파(square wave) 제어 방식을 사용하고, 일정 속도 이상의 구간에서는 FOC(Field Oriented Control) 방식을 사용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치 및 방법을 제공함으로써 두 방식의 단점을 보완하고 장점만을 채택하는 것이 가능해지는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, in a brushless direct current (BLDC) motor control using a Hall sensor, a square wave control method having a relatively large torque output at startup or at low speed is used. In addition, by providing a brushless direct current (BLDC) motor control device and method using a Field Oriented Control (FOC) method in a section over a certain speed, it is possible to compensate for the disadvantages of both methods and adopt only the advantages.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 제어장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 제어방법의 상태도이다.
도 3은 BLDC 모터의 내부 개념도이다.
도 4는 종래의 BLDC 모터 제어 방식인 6상 구형파 제어 방식에 대한 개념도이다.
도 5는 종래의 BLDC 모터 제어 방식인 FOC 방식에 대한 개념도이다.1 is a block diagram of a BLDC motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a state diagram of a BLDC motor control method according to an embodiment of the present invention.
3 is an internal conceptual diagram of a BLDC motor.
4 is a conceptual diagram of a six-phase square wave control method, which is a conventional BLDC motor control method.
5 is a conceptual diagram of a FOC method, which is a conventional BLDC motor control method.

이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions may obscure the gist of the present embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted.

또한, 본 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Further, in describing the components of the present embodiments, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. Throughout the specification, when a part is'included' or'equipped' a component, this means that other components may be further included rather than excluded other components unless specifically stated to the contrary. . In addition,'… Terms such as "unit" and "module" mean a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to describe exemplary embodiments of the present invention, and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced.

본 실시예는 구형파 제어와 FOC의 상호 전환을 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치 및 방법에 대한 내용을 개시한다. 보다 자세하게는, 홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어에 있어서, 기동 시 또는 저속에서는 상대적으로 토크 출력이 큰 6 단계 (6-step) 구형파(square wave) 제어 방식을 사용하고, 일정 속도 이상의 구간에서는 FOC(Field Oriented Control) 방식을 사용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치 및 방법을 제공한다.This embodiment discloses the contents of a brushless direct current (BLDC) motor control apparatus and method using mutual conversion of square wave control and FOC. More specifically, in a brushless direct current (BLDC) motor control using a Hall sensor, a six-step square wave control method with relatively large torque output at startup or at low speed is used. And, in a section of a certain speed or more, a brushless direct current (BLDC) motor control device and method using a Field Oriented Control (FOC) method are provided.

이하, 모터는 BLDC 모터인 것으로 가정한다. BLDC 모터는 직류 구동 모터 중의 하나로서, 직류 전원의 극성을 변환하기 위해 필요한 정류자(commutator) 및 브러시(brush)가 없는 채로 동작한다. Hereinafter, it is assumed that the motor is a BLDC motor. The BLDC motor is one of the DC drive motors and operates without a commutator and a brush required to change the polarity of the DC power.

속도(velocity)는 BLDC 모터의 회전속도를 의미하는 것으로 가정한다. 모터의 회전속도로는 분당 회전수인 RPM(Revolution Per Minute)이 주로 사용된다.Velocity is assumed to mean the rotational speed of the BLDC motor. RPM (Revolution Per Minute), the number of revolutions per minute, is mainly used as the rotational speed of the motor.

도 3에 도시된 바와 같이, BLDC 모터는 고정자가 3상 형태로 구현되는 것으로 가정한다. 따라서, BLDC 모터 내부에 포함된 홀센서는 전기각(electrical angle)이 60 도씩 차이가 나는 불연속(discontinuous) 출력을 제공한다. As shown in FIG. 3, it is assumed that the BLDC motor is implemented in a three-phase form. Therefore, the Hall sensor included in the BLDC motor provides a discontinuous output with an electrical angle difference of 60 degrees.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 제어장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a BLDC motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 있어서, BLDC 모터 제어장치(100)는 홀센서의 출력을 이용하여 모터의 회전속도를 산정하고, 산정된 속도를 기반으로 기동 시 또는 저속에서는 상대적으로 토크 출력이 큰 6 단계(6-step) 구형파(square wave) 제어 방식을 사용하고, 기 설정된 속도 이상의 구간에서는 자속기준 제어(FOC: Field Oriented Control) 방식을 사용하여 BLDC 모터(105)의 속도를 제어한다. BLDC 모터 제어장치(100)는 모드설정부(101), 구형파 제어부(102), FOC부(103) 및 신호선정부(104)의 전부 또는 일부를 포함한다. In an embodiment of the present invention, the BLDC motor control apparatus 100 calculates the rotational speed of the motor using the output of the Hall sensor, and based on the calculated speed, six steps of relatively large torque output at startup or at low speed (6-step) The square wave (square wave) control method is used, and the speed of the BLDC motor 105 is controlled by using a field-oriented control (FOC) method in a section above a predetermined speed. The BLDC motor control apparatus 100 includes all or part of the mode setting unit 101, the square wave control unit 102, the FOC unit 103, and the signal selection unit 104.

본 실시예에 따른 모드설정부(101)는 홀센서의 출력을 이용하여 BLDC 모터(105)의 회전속도를 산정하고, 산정된 속도를 기반으로 기동 시 또는 저속에서는 상대적으로 토크 출력이 큰 6단계 구형파 제어(이하 '구형파 제어') 방식을 선택하고, 기 설정된 속도 이상의 구간에서는 FOC 방식을 선택함으로써 제어 모드를 전환한다.The mode setting unit 101 according to the present embodiment calculates the rotational speed of the BLDC motor 105 using the output of the Hall sensor, and based on the calculated speed, six steps of relatively large torque output at start-up or low speed. The control mode is switched by selecting the square wave control (hereinafter referred to as'square wave control') method and selecting the FOC method in a section above a predetermined speed.

BLDC 모터(105)의 회전을 유지하기 위해서는, 공급되는 직류 전원을 교류 전원처럼 동작시키는 장치가 필요하다. BLDC 모터(105)의 제어방법으로는 크게 2 가지가 있다. 첫 번째는 구형파 제어 방식이고, 두 번째는 정현파 FOC 방식이다. In order to maintain the rotation of the BLDC motor 105, a device that operates the supplied DC power like an AC power is required. There are two main methods of controlling the BLDC motor 105. The first is a square wave control method, and the second is a sinusoidal FOC method.

구형파 제어 방식은, 6 단계 별로 홀센서가 전기각(electrical angle)이 60 도씩 차이가 나는 불연속(discontinuous) 출력을 제공하고, 이러한 출력을 이용하여 스위칭 소자를 조절함으로써, BLDC 모터(105)의 회전을 유지한다. 또한, 구형파 제어 방식은 홀센서가 출력하는 전기각의 주파수를 이용하여 회전속도를 산정한 후, 타겟 속력(target speed)과의 차이를 줄이는 방향으로 고정자 권선에 흐르는 전류의 세기를 조절함으로써 BLDC 모터(105)의 회전속도를 제어한다.In the square wave control method, the Hall sensor provides a discontinuous output in which the electrical angle differs by 60 degrees for each of 6 stages, and by using this output to control the switching element, rotation of the BLDC motor 105 To maintain. In addition, the square wave control method calculates the rotation speed using the frequency of the electric angle output from the Hall sensor, and then adjusts the intensity of the current flowing through the stator winding in a direction to reduce the difference from the target speed. The rotation speed of (105) is controlled.

구형파 제어 방식은, BLDC 모터(105)를 제어하기 위하여 홀센서 및 스위칭 소자를 이용하므로, 비교적 간단한 구현 및 제어가 가능하고, 따라서 구현 비용도 저렴하다. 또한 기동 시나 저속에서 큰 토크(torque)의 출력을 발생시킬 수 있다. 단점으로는 상 스위칭에 따른 큰 토크 리플(ripple)이 발생하며, 토크 리플의 발생에 따른 토크 효율의 감소 및 소음의 발생을 들 수 있다.Since the square wave control method uses a Hall sensor and a switching element to control the BLDC motor 105, relatively simple implementation and control is possible, and thus, implementation cost is low. In addition, it is possible to generate a large torque output at startup or at low speed. Disadvantages include a large torque ripple due to phase switching, and a reduction in torque efficiency and noise caused by the occurrence of torque ripple.

FOC 방식은, 전류 센서(current sensor)가 감지한 3상 전류 및 홀센서 관측기(Hall sensor observer)가 감지한 모터의 위치 및 속도를 기반으로, 2차원 벡터의 성분인 타겟 자속(target flux) 및 타겟 토크(target torque)와의 차이를 줄이는 방향으로 정현파 3상 전류를 생성한다. FOC 방식은 생성된 3상 전류를 이용하여 BLDC 모터(105)의 회전속도를 제어한다. The FOC method is based on the position and velocity of a three-phase current detected by a current sensor and a motor detected by a Hall sensor observer, and a target flux, which is a component of a two-dimensional vector, and A sinusoidal three-phase current is generated in a direction that reduces the difference from the target torque. The FOC method controls the rotational speed of the BLDC motor 105 using the generated three-phase current.

FOC 방식이 생성하는 정현파 신호는, PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 구현될 수 있으므로, 이하, 정현파 신호와 PWM 신호는 유사한 의미인 것으로 가정한다.Since the sinusoidal signal generated by the FOC method can be implemented by a pulse width modulation (PWM) method, it is assumed that the sinusoidal signal and the PWM signal have similar meanings.

FOC 방식은, 정현파 신호를 이용하므로, 토크 리플이 매우 적고, 따라서 토크 효율이 좋으며, 소음이 발생이 적다. 그러나, FOC 방식은 구성요소를 많이 포함하므로 구현이 복잡하고, 따라서 구현 비용도 상대적으로 높다. 또한, FOC 방식은 저속 구간 및 모터 기동 시에 큰 토크를 출력하기 어려운 단점이 있다. 정밀한 정현파 제어를 실행하기 위해서는 인코더(encoder)를 이용하여 모터의 회전자 위치를 정확히 추정하는 것이 필요하나, 저가의 홀센서를 이용하여 위치를 감지하는 FOC 방식은 정확한 위치 측정에 한계를 가진다.Since the FOC method uses a sinusoidal signal, the torque ripple is very small, so the torque efficiency is good, and noise is low. However, since the FOC method includes many components, the implementation is complicated, and thus the implementation cost is relatively high. In addition, the FOC method has a disadvantage in that it is difficult to output a large torque at low speed section and when the motor is started. In order to perform precise sinusoidal control, it is necessary to accurately estimate the rotor position of the motor using an encoder, but the FOC method that detects the position using a low-cost Hall sensor has limitations in accurate position measurement.

전술한 바와 같은 두 방식의 장점을 살리고, 단점에 의한 영향을 줄이기 위하여, 모드설정부(101)는 기 설정된 속도 이상에서 속도가 안정적으로 유지되는 시점에 구형파 제어 방식에서 정현파 FOC 방식으로 전환시키거나, 기 설정된 속도 이하에서 속도가 안정적으로 유지되는 시점에 정현파 FOC 제어 방식에서 구형파 제어 방식으로 전환시킨다. In order to make use of the advantages of the two methods as described above and to reduce the influence of the disadvantages, the mode setting unit 101 switches from a square wave control method to a sinusoidal FOC method at a time when the speed is maintained stably above a preset speed or At the time when the speed remains stable below the preset speed, the system is switched from the sine wave FOC control method to the square wave control method.

모드설정부(101)는 프로그램밍 가능 MCU(Microcontrol Unit) 및 기록 매체에 저장된 프로그램 및 데이터를 이용하여 BLDC 모터(105)의 제어에 필요한 동작을 실행할 수 있다. The mode setting unit 101 may execute an operation required for the control of the BLDC motor 105 using a programmable microcontrol unit (MCU) and programs and data stored in a recording medium.

본 실시예에 있어서, 모드설정부(101)의 모드 전환 주파수는 MCU의 연산 능력 범위 내에서 가능한 한 높은 값(예컨대 40 KHz(모드 전환 주기는 25

Figure pat00001
))을 유지한다. 이는 특히 고부하 저속에서 분해능(resolution)이 낮은 홀센서의 출력을 이용하는 경우, BLDC 모터(105)가 유연하게 동작하도록 하기 위함이다.In the present embodiment, the mode switching frequency of the mode setting unit 101 is as high as possible within the range of the computing power of the MCU (for example, 40 KHz (the mode switching cycle is 25
Figure pat00001
)). This is to allow the BLDC motor 105 to operate flexibly, especially when using the output of the Hall sensor with low resolution at high load and low speed.

본 실시예에 따른 구형파 제어부(102)는 홀센서의 출력을 이용하여, BLDC 모터(105)의 회전속도를 제어하기 위한 구형파 신호를 생성한다.The square wave control unit 102 according to the present embodiment generates a square wave signal for controlling the rotational speed of the BLDC motor 105 using the output of the hall sensor.

본 실시예에 따른 FOC부(103)는 홀센서 및 전류 센서의 출력을 이용하여, BLDC 모터(105)의 회전속도를 제어하기 위한 정현파 신호를 생성한다.The FOC unit 103 according to the present embodiment generates a sinusoidal signal for controlling the rotational speed of the BLDC motor 105 using the outputs of the hall sensor and the current sensor.

본 실시예에 따른 신호선정부(104)는, 모드설정부(101)의 제어 모드 선택에 따라, 구형파 제어부(102)의 구형파 신호 또는 FOC부(103)의 PWM 신호를 선택하여 BLDC 모터(105) 측으로 전달한다.The signal selection unit 104 according to the present embodiment selects the square wave signal of the square wave control unit 102 or the PWM signal of the FOC unit 103 according to the selection of the control mode of the mode setting unit 101, and the BLDC motor 105 To the side.

도 1의 도시는 본 실시예에 따른 예시적인 구성이며, 센서, 모드설정부, 구형파 제어부 또는 FOC부의 형태에 따라 다른 구성요소 또는 구성요소 간의 다른 연결을 포함하는 구현이 가능하다. 1 is an exemplary configuration according to the present embodiment, and may be implemented to include other components or other connections between components according to a type of a sensor, a mode setting unit, a square wave control unit, or a FOC unit.

본 실시예에 있어서, 구형파 제어 방식 및 FOC 방식 간에 전환이 발생할 때 모터의 진동이 유발될 수 있다. 진동을 최소화한 상태에서 제어 모드를 전환하기 위하여, 모드설정부(101)는 구형파 제어 신호 및 FOC 신호를 모두 준비하고 있다가, 전환 시점이 되면 바로 제어 모드를 변경한다. In this embodiment, when the switching between the square wave control method and the FOC method occurs, vibration of the motor may be caused. In order to switch the control mode in a state in which vibration is minimized, the mode setting unit 101 prepares both a square wave control signal and a FOC signal, and changes the control mode immediately when the switching point is reached.

본 실시예에 있어서, 구형파 제어 방식에서의 전기각은 홀센서의 출력을 이용한다. 전술한 바와 같이 홀센서는 60 도씩 증가하는 불연속 전기각을 생성하므로, 각 구간의 중간값을 전기각으로 유지한 채로, BLDC 모터(105)에 대한 구형파 제어를 실행한다. In the present embodiment, the electric angle in the square wave control method uses the output of the Hall sensor. As described above, since the Hall sensor generates a discontinuous electric angle that increases by 60 degrees, the square wave control for the BLDC motor 105 is performed while maintaining the intermediate value of each section at the electric angle.

본 실시예에 있어서, 구형파 제어 방식에서 FOC 방식으로 전환한 후, FOC 방식의 전기각은 홀센서를 이용하여 다음과 같이 산정된다. BLDC 모터(105)가 기 설정된 속도 이상이 되면, FOC부(103)는 홀센서의 상태가 변화하는 시점의 순간(instantaneous) 전기각 및 속도의 변화량으로부터 환산된 전기각의 합을 산정하여 FOC 방식의 전기각으로 사용한다.In this embodiment, after switching from the square wave control method to the FOC method, the electric angle of the FOC method is calculated as follows using a Hall sensor. When the BLDC motor 105 reaches a predetermined speed or higher, the FOC unit 103 calculates the sum of the electrical angles converted from the instantaneous electrical angles at the time when the state of the Hall sensor changes and the amount of electrical angles converted from the FOC method Used as the electrical angle.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 제어방법의 상태도이다. 2 is a state diagram of a BLDC motor control method according to an embodiment of the present invention.

전원이 공급되어 BLDC 모터(105)가 기동되면, BLDC 모터 제어장치(100)는 구형파 제어 방식을 이용하여 BLDC 모터(105)의 회전속도를 조절한다. When power is supplied and the BLDC motor 105 is started, the BLDC motor control device 100 adjusts the rotational speed of the BLDC motor 105 using a square wave control method.

구형파 제어 방식으로 BLDC 모터(105)의 속도를 조절하는 동안 BLDC 모터(105)의 속도가 기 설정된 속도 이상으로 측정되면, BLDC 모터 제어장치(100)는 FOC 방식으로 전환하여 BLDC 모터(105)의 회전속도를 조절한다.If the speed of the BLDC motor 105 is measured at a speed higher than or equal to a preset speed while adjusting the speed of the BLDC motor 105 using a square wave control method, the BLDC motor control device 100 switches to the FOC method to change the speed of the BLDC motor 105. Adjust the rotation speed.

FOC 방식으로 BLDC 모터(105)의 속도를 조절하는 동안 BLDC 모터(105)의 속도가 기 설정된 속도 미만으로 측정되면, BLDC 모터 제어장치(100)는 구형파 제어 방식으로 전환하여 BLDC 모터(105)의 회전속도를 조절한다. If the speed of the BLDC motor 105 is measured below a preset speed while adjusting the speed of the BLDC motor 105 by the FOC method, the BLDC motor control device 100 switches to a square wave control method to convert the BLDC motor 105 to Adjust the rotation speed.

구형파 제어 방식 또는 FOC 방식으로 BLDC 모터(105)의 속도를 조절하는 도중, 전원이 차단되면, BLDC 모터(105)는 정지 상태가 된다.If the power is cut off while adjusting the speed of the BLDC motor 105 using the square wave control method or the FOC method, the BLDC motor 105 is in a stopped state.

BLDC 모터 제어장치(100)는 BLDC 모터(105)의 내부에 존재하는 홀센서의 전기각(electrical angle) 출력을 기반으로 BLDC 모터(105)의 속도를 측정하여, 전술한 바와 같은 제어 모드 전환에 이용한다.The BLDC motor control device 100 measures the speed of the BLDC motor 105 based on the electrical angle output of the hall sensor existing inside the BLDC motor 105 to switch the control mode as described above. To use.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어에 있어서, 기동 시 또는 저속에서는 상대적으로 토크 출력이 큰 구형파(square wave) 제어 방식을 사용하고, 일정 속도 이상의 구간에서는 FOC(Field Oriented Control) 방식을 사용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치 및 방법을 제공함으로써 두 방식의 단점을 보완하고 장점만을 채택하는 것이 가능해지는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, in a brushless direct current (BLDC) motor control using a Hall sensor, a square wave control method having a relatively large torque output at startup or at low speed is used. In addition, by providing a brushless direct current (BLDC) motor control device and method using a Field Oriented Control (FOC) method in a section over a certain speed, it is possible to compensate for the disadvantages of both methods and adopt only the advantages.

본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 디지털 전자 회로, 집적 회로, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 다양한 구현예들은 프로그래밍가능 시스템 상에서 실행가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현되는 것을 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 시스템은, 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 그리고 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령들을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령들을 전송하도록 결합되는 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서(이것은 특수 목적 프로세서일 수 있거나 혹은 범용 프로세서일 수 있음)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램들(이것은 또한 프로그램들, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션들 혹은 코드로서 알려져 있음)은 프로그래밍가능 프로세서에 대한 명령어들을 포함하며 "컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체"에 저장된다. Various implementations of the systems and techniques described herein include digital electronic circuits, integrated circuits, field programmable gate arrays (FPGAs), application specific integrated circuits (ASICs), computer hardware, firmware, software, and/or their It can be realized in combination. These various implementations can include being implemented with one or more computer programs executable on a programmable system. The programmable system includes at least one programmable processor (which may be a special purpose processor) coupled to receive data and instructions from the storage system, at least one input device, and at least one output device and transmit data and instructions to them. Or it may be a general purpose processor). Computer programs (also known as programs, software, software applications or code) contain instructions for a programmable processor and are stored in a "computer readable recording medium".

본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 프로그램가능 컴퓨터에 의하여 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 프로그램가능 프로세서, 데이터 저장 시스템(휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 다른 종류의 저장 시스템이거나 이들의 조합을 포함함) 및 적어도 한 개의 커뮤니케이션 인터페이스를 포함한다. 예컨대, 프로그램가능 컴퓨터는 서버, 네트워크 기기, 셋탑 박스, 내장형 장치, 컴퓨터 확장 모듈, 개인용 컴퓨터, 랩탑, PDA(Personal Data Assistant), 클라우드 컴퓨팅 시스템 또는 모바일 장치 중 하나일 수 있다.Various implementations of the systems and techniques described herein can be implemented by a programmable computer. Here, the computer includes a programmable processor, a data storage system (volatile memory, non-volatile memory, or other types of storage systems or combinations thereof) and at least one communication interface. For example, the programmable computer can be one of a server, network device, set-top box, embedded device, computer expansion module, personal computer, laptop, personal data assistant (PDA), cloud computing system, or mobile device.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs will be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

100: BLDC 모터 제어장치 101: 모드설정부
102: 구형파 제어부 103: FOC
104: 신호선정부 105: BLDC 모터
100: BLDC motor controller 101: mode setting unit
102: square wave control unit 103: FOC
104: signal selection 105: BLDC motor

Claims (10)

홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치에 있어서,
상기 홀센서의 출력을 이용하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 산정하고, 상기 회전속도를 기반으로 상기 BLDC 모터에 대한 제어 모드(control mode)를 선택하는 모드설정부:
상기 홀센서의 출력을 이용하여, 상기 BLDC 모터를 제어하기 위한 구형파(square wave) 신호를 생성하는 구형파 제어부;
상기 BLDC 모터로부터 감지된 전류 및 상기 홀센서의 출력을 이용하여, 상기 BLDC 모터를 제어하기 위한 정현파(sine wave) 신호를 생성하는 자속기준 제어(FOC: Field Oriented Control)부; 및
상기 제어 모드에 따라, 상기 구형파 신호 또는 상기 정현파 신호 중 어느 하나를 선택하여 상기 BLDC 모터 측으로 전송하는 신호선정부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어장치.In a brushless direct current (BLDC) motor control device using a Hall sensor,
Mode setting unit for calculating the rotational speed of the BLDC motor using the output of the hall sensor, and selecting a control mode for the BLDC motor based on the rotational speed:
A square wave controller generating a square wave signal for controlling the BLDC motor using the output of the hall sensor;
The current sensed by the BLDC motor and the Hall sensor A field-oriented control (FOC) unit for generating a sine wave signal for controlling the BLDC motor using an output; And
According to the control mode, the signal selection unit for selecting one of the square wave signal or the sinusoidal wave signal and transmitting it to the BLDC motor side
BLDC motor control device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 모드설정부는, 상기 BLDC 모터를 기동시키는 경우 또는 상기 회전속도가 기 설정된 속도 미만인 경우, 상기 구형파 제어부를 선택하고, 상기 산정된 회전속도가 상기 기 설정된 속도 이상인 경우, 상기 자속기준 제어부를 선택하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어장치.According to claim 1,
The mode setting unit selects the square wave control unit when starting the BLDC motor or when the rotation speed is less than a preset speed, and selects the magnetic flux reference control unit when the calculated rotation speed is greater than or equal to the preset speed. BLDC motor control device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 모드설정부는 상기 구형파 신호 및 상기 정현파 신호가 동시에 생성되도록 하여, 상기 제어 모드의 전환 시점에서 상기 제어 모드를 전환하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어장치.According to claim 1,
The mode setting unit BLDC motor control device, characterized in that to switch the control mode at the time of switching the control mode, so that the square wave signal and the sinusoidal signal are generated at the same time. 제1항에 있어서,
상기 홀센서는 상기 BLDC 모터의 내부에 장착되되, 상기 BLDC 모터가 3상(3-phase)의 고정자(stator)를 포함하는 경우, 상기 홀센서는 60 도씩 변하는 전기각(electrical angle)에 해당하는 불연속 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어장치.According to claim 1,
The hall sensor is mounted inside the BLDC motor, and when the BLDC motor includes a 3-phase stator, the hall sensor corresponds to an electrical angle that changes by 60 degrees. BLDC motor control device, characterized in that for outputting a discontinuous signal. 제4항에 있어서,
상기 구형파 제어부는, 상기 홀센서가 출력하는 전기각에 대하여, 불연속 구간 별 중간에 해당하는 전기각을 상기 구형파 신호의 전기각으로 이용하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어장치.According to claim 4,
The square wave control unit, BLDC motor control device, characterized in that for the electric angle output by the hall sensor, the electric angle corresponding to the middle of each discontinuous section is used as the electric angle of the square wave signal. 제4항에 있어서,
상기 자속기준 제어부는, 상기 홀센서의 상태가 변화하는 시점의 순간 전기각 및 상기 회전속도의 변화량으로부터 환산된 전기각의 합을 산정하여, 상기 정현파의 전기각으로 이용하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어장치.According to claim 4,
The magnetic flux reference control unit, BLDC motor control characterized in that to calculate the sum of the electrical angle converted from the instantaneous electrical angle and the amount of change in the rotational speed at the time when the state of the hall sensor changes, and used as the electrical angle of the sinusoidal wave Device. 홀센서(Hall sensor)를 이용하는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 제어장치의 BLDC 모터 제어방법에 있어서,
전원이 공급되어 상기 BLDC 모터가 기동되면, 구형파 제어 방식을 기반으로 생성된 구형파(square wave)를 이용하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 제어하는 과정;
상기 구형파 제어 방식으로 상기 BLDC 모터를 제어하는 동안 상기 BLDC 모터의 회전속도가 기 설정된 속도 이상으로 측정되면, 자속기준 제어(FOC: Field Oriented Control) 방식으로 전환하고, 상기 자속기준 제어 방식을 기반으로 생성된 정현파(sine wave)를 이용하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 제어하는 과정; 및
상기 자속기준 제어 방식으로 상기 BLDC 모터를 제어하는 동안 상기 BLDC 모터의 회전속도가 상기 기 설정된 속도 미만으로 측정되면, 상기 구형파 제어 방식으로 전환하여 상기 BLDC 모터의 회전속도를 제어하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어방법.In the BLDC motor control method of a brushless direct current (BLDC) motor control device using a Hall sensor,
When power is supplied and the BLDC motor is started, controlling a rotation speed of the BLDC motor using a square wave generated based on a square wave control method;
If the rotational speed of the BLDC motor is measured above a preset speed while controlling the BLDC motor using the square wave control method, the system is switched to a field-oriented control (FOC) method and based on the magnetic flux reference control method. Controlling the rotational speed of the BLDC motor using the generated sine wave; And
If the rotational speed of the BLDC motor is measured below the preset speed while controlling the BLDC motor using the magnetic flux reference control method, switching to the square wave control method to control the rotational speed of the BLDC motor
BLDC motor control method comprising a. 제7항에 있어서,
상기 구형파 제어 방식 또는 상기 자속기준 제어 방식으로 상기 BLDC 모터의 회전속도를 제어하는 도중, 상기 전원이 차단되면, 상기 BLDC 모터는 정지 상태가 되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어방법.The method of claim 7,
The control method of the BLDC motor further comprises the step of controlling the rotational speed of the BLDC motor by the square wave control method or the magnetic flux reference control method, and when the power is cut off, the BLDC motor is stopped. 제7항에 있어서,
상기 BLDC 모터의 내부에 장착된 홀센서의 출력을 기반으로 상기 BLDC 모터의 회전속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 제어방법.The method of claim 7,
BLDC motor control method characterized in that for measuring the rotational speed of the BLDC motor based on the output of the hall sensor mounted inside the BLDC motor. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 BLDC 모터 제어방법이 포함하는 각 단계를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
A computer program stored in a computer-readable recording medium to execute each step included in the BLDC motor control method according to any one of claims 7 to 9.
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