スイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法
【課題】本発明は、スイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法に関する。
【解決手段】本発明によると、電源部と、Ｎ対のコイルと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ対の下位スイッチ素子と、第１フリーホイールダイオードと、第２フリーホイールダイオードと、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法が提供される。
【解決手段】本発明によると、電源部と、Ｎ対のコイルと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ対の下位スイッチ素子と、第１フリーホイールダイオードと、第２フリーホイールダイオードと、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車、航空宇宙、軍需産業、医療機器などの多様な分野において電動機の需要が大幅に増加している。特に、希土類物質の価格高騰により永久磁石を活用するモータの価格が上昇したため、新しい代案としてスイッチドリラクタンスモータ（ＳＲＭ:Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ）が再度注目を集めている。
【０００３】
スイッチドリラクタンスモータの駆動原理は、磁気抵抗（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）の変化により発生するリラクタンストルク（Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｔｏｒｑｕｅ）を用いてロータを回転させることである。
【０００４】
図１に図示されたように、従来技術によるスイッチドリラクタンスモータ１は、ロータ１１及びステータ１２を含み、前記ロータ１１には複数の回転子突極１１−１が形成され、前記ステータ１２には前記回転子突極１１−１に対向する複数個の固定子突極１２−１が形成される。そして、前記固定子突極１２−１にコイル１３が巻回される。
【０００５】
また、前記ロータ１１は、如何なる励磁装置、例えばコイルの巻線または永久磁石なしに鉄心のみで構成される。
【０００６】
従って、外部から前記コイル１３に電流が流れると、前記コイル１３で発生する磁気力によって、前記ロータ１１が前記コイル１３方向に移動するリラクタンストルクが発生し、前記ロータ１１は磁気回路の抵抗が最小となる方向に回転する。
【０００７】
しかし、従来技術によるスイッチドリラクタンスモータ１は、磁束の経路が前記ステート１２及びロータ１１を全て通過するため、コアロス（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が発生するという問題点を有していた。
【０００８】
最近は、このような従来技術の問題点を解決するために、改善された技術として、内側ロータ及び外側ロータを含むダブルロータ型スイッチドリラクタンスモータが開発されている。
【０００９】
しかし、このような改善された技術では、駆動制御のために、依然として従来技術による６個のスイッチを用いる非対称ハーフブリッジ形態の駆動装置を用いるため、効率的な弱め界磁制御が困難であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国特許公開１０−２００８−００５４４９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記のような問題点を解決するために導き出されたものであり、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、弱め界磁において効率的な駆動を可能にするスイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような問題点を解決するための本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、直流電流を供給する電源部と、前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ対の下位スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ対の下位スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結された２Ｎ個の第１フリーホイールダイオードと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ個の第２フリーホイールダイオードと、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含む。
【００１３】
また、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む。
【００１４】
また、本発明の装置の第１実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の装置の第１実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の装置の第１実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の装置の第１実施例による前記モータは、内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の装置の第１実施例による前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の装置の第１実施例による前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする。
【００２０】
一方、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、直流電流を供給する電源部と、前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ対の上位スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ個の共通スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結されたＮ個の第１フリーホイールダイオードと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ対の第２フリーホイールダイオードと、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含む。
【００２１】
また、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む。
【００２２】
また、本発明の装置の第２実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の装置の第２実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の装置の第２実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の装置の第２実施例による前記モータは、内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極と内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の装置の第２実施例による前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の装置の第２実施例による前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする。
【００２８】
一方、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ対の下位スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含む。
【００２９】
また、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む。
【００３０】
また、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む。
【００３１】
一方、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ対の上位スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含む。
【００３２】
また、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む。
【００３３】
また、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む。
【００３４】
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【００３５】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００３６】
上記の本発明によると、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎に最も最適化された制御が可能になる。
【００３７】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面と以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するために用いられることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するためにのみ用いられる。また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００４０】
図２は本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【００４１】
図２を参照すると、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の内側コイルと３個の外側コイルとで構成されており、より具体的には、第１相内側コイル１００ａと、第１相外側コイル１０１ａと、第２相内側コイル１０２ａと、第２相外側コイル１０３ａと、第３相内側コイル１０４ａと、第３相外側コイル１０５ａと、で構成される。
【００４２】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の共通スイッチと、３個の内側スイッチと、３個の外側スイッチと、で構成されており、より具体的には、第１〜第３相共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａそれぞれは、内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａをそれぞれを介して第１〜第３相内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａ及び第１〜第３相外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａと直列に接続される。
【００４３】
ここで、説明の便宜のために、内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａ及び外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａを下位スイッチ素子と総称する。
【００４４】
このようなスイッチとしては、ＭＯＳＦＥＴ素子や、ＢＪＴ素子またはリレースイッチ素子などを用いて構成することができ、本発明の第１実施例ではＭＯＳＦＥＴ素子を用いた。
【００４５】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ａから提供される電源を平滑化し、前記第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａと前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされた時に残留電流が充電され、共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａと、下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａと、第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａと、でそれぞれ構成される回路と並列に接続されるキャパシタ３００ａを含む。
【００４６】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ａの供給端子と下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａのドレ内側との間に連結された第１フリーホイールダイオード４００ａ、４０１ａ、４０３ａ、４０４ａ、４０６ａ、４０７ａと、前記共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａのソースと接地（ＧＮＤ）との間に連結された第２フリーホイールダイオード４０２ａ、４０５ａ、４０８ａと、を含む。
【００４７】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａを駆動制御信号を用いてターンオンまたはターンオフ制御するスイッチ駆動部５００ａを含む。
【００４８】
このような構成において、前記キャパシタ３００ａは、電源部１０ａから入力される電源を平滑化し、平滑化された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【００４９】
また、前記キャパシタ３００ａは、前記第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａ及び前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされた時に残留電流が充電されることにより、前記第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａの残留電流を除去する。
【００５０】
また、前記第１相共通スイッチ素子２００ａ及び第１相内側スイッチ素子２０１ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ａから供給される電圧を第１相内側コイル１００ａに供給する。
【００５１】
これと同様に、前記第１相共通スイッチ素子２００ａ及び第１相外側スイッチ素子２０２ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第１相外側コイル１０１ａに供給する。
【００５２】
また、前記第２相共通スイッチ素子２０３ａ及び第２相内側スイッチ素子２０４ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ａから供給される電圧を第２相内側コイル１０２ａに供給する。
【００５３】
これと同様に、前記第２相共通スイッチ素子２０３ａ及び第２相外側スイッチ素子２０５ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第２相外側コイル１０３ａに供給する。
【００５４】
また、前記第３相共通スイッチ素子２０６ａ及び第３相内側スイッチ素子２０７ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ａから供給される電圧を第３相内側コイル１０４ａに供給する。
【００５５】
これと同様に、前記第３相共通スイッチ素子２０６ａ及び第３相外側スイッチ素子２０８ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第３相外側コイル１０５ａに供給する。
【００５６】
一方、第１フリーホイールダイオード４００ａ、４０１ａ、４０３ａ、４０４ａ、４０６ａ、４０７ａ及び第２フリーホイールダイオード４０２ａ、４０５ａ、４０８ａは、それぞれに対応するスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされる時、各相の内側または外側コイル１００ａ〜１０５ａに誘起された残留電流がキャパシタ３００ａに充電されるように電流経路を提供することで、各相の内側または外側コイル１００ａ〜１０５ａに誘起された残留電流が除去されるようにする。
【００５７】
また、スイッチ駆動部５００ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を生成して、共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａを順にターンオンまたはターンオフ制御する。
【００５８】
このように構成されるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の動作について説明すると、次のとおりである。
【００５９】
まず、キャパシタ３００ａが、電源部１０ａから入力される電源を平滑化して生成された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【００６０】
これによりＳＲＭが回転され、モータの内部にフォト内側タラプタ及び各相に連携されたスロットを有するディスクを設けることにより、ロータの位置をフォトセンサで検出する。
【００６１】
その後、前記スイッチ駆動部５００ａは、第１相コイル１００ａ、１０１ａに磁界が誘導されるように、ハイ状態の第１相の駆動制御信号を第１相コイル１００ａ、１０１ａに直列連結された第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａのゲートにそれぞれ供給する。
【００６２】
これにより、前記第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａが同時にターンオンされる。
【００６３】
このように前記第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａがターンオンされることにより第１相コイル１００ａ、１０１ａに電流が流れるようになり、これによって第１相コイル１００ａ、１０１ａに磁界が誘導される。
【００６４】
このように第１相コイル１００ａ、１０１ａに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ａは、ロー状態の駆動制御信号を第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａに出力する。
【００６５】
これにより、前記第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａが同時にターンオフされ、第１相コイル１００ａ、１０１ａに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４００ａ、４０１ａ、キャパシタ３００ａ、第２フリーホイールダイオード４０２ａ、第１相コイル１００ａ、１０１ａによって除去され、モータが円滑に回転される。
【００６６】
その後、再び第２相コイル１０２ａ、１０３ａに磁界が誘導されるように、前記スイッチ駆動部５００ａは、ハイ状態の第２相の駆動制御信号を第２相コイル１０２ａ、１０３ａに直列連結された第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａのゲートにそれぞれ供給する。
【００６７】
これにより、前記第２相の共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａが同時にターンオンされる。
【００６８】
前記第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａがターンオンされることにより第２相コイル１０２ａ、１０３ａに電流が流れるようになり、これによって第２相コイル１０２ａ、１０３ａに磁界が誘導される。
【００６９】
このように第２相コイル１０２ａ、１０３ａに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ａは、ロー状態の駆動制御信号を第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａに出力する。
【００７０】
これにより、前記第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａが同時にターンオフされ、第２相コイル１０２ａ、１０３ａに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４０３ａ、４０４ａ、キャパシタ３００ａ、第２フリーホイールダイオード４０５ａ、第２相コイル１０２ａ、１０３ａによって除去され、モータが円滑に回転される。
【００７１】
また、第３相の場合も、上記の動作と同様に動作される。このような動作を繰り返すことにより、ＳＲＭが回転される。
【００７２】
一方、スイッチ駆動部５００ａは、高トルク区間、例えばモータの毎分当りの回転数が０〜２００ｒｐｍである高トルク区間の場合、図３に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００７３】
この際、スイッチ駆動部５００ａは、電源部１０ａを制御して、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに最大電流（例えば、１４４Ｖで７０Ａが定格電流である場合、最大電流は２００〜３００Ａであることができる）が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００７４】
このように、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに最大電流が供給されると、ＳＲＭのトルクは供給される電流に比例するようになり、高いトルクを維持することができる。
【００７５】
勿論、トルクが増加するほど、ＳＲＭの速度は増加させることが難しくなる。その理由は、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに該当する各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされる区間で、残留電流によって残留トルクが発生し、発生した残留トルクがロータの回転力に対する抵抗力として作用して、この残留電流と残留トルクは、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオンされる区間での印加電流に比例するためである。
【００７６】
即ち、スイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオンされる区間での印加電流が最大電流になると、それによってスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフ状態にある時の残留電流も最大になって、モータの回転力に対する最大抵抗力を発生させるためである。
【００７７】
次に、スイッチ駆動部５００ａは、トルクは低くなるが速度が増加する高効率区間、例えばモータの毎分当りの回転数が２００〜６００ｒｐｍである場合、図３に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００７８】
この際、スイッチ駆動部５００ａは、電源部１０ａを制御して、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【００７９】
このように、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流が供給されると、最大電流が供給される時よりはトルクが低くなるが、速度は高トルク区間より高く維持することができる。
【００８０】
また、スイッチ駆動部５００ａは、トルクは高効率区間より低くなるが速度が増加する高速度区間、例えばモータの毎分当りの回転数が６００〜１００００ｒｐｍである場合、図４に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００８１】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ａは、高速度区間で、図５に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【００８２】
この際、スイッチ駆動部５００ａは、電源部１０ａを制御して、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａまたは外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【００８３】
このように、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａまたは外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａのうち何れか一つにのみ定格電流が供給されると、内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流が供給される時よりは電流供給量が減少してトルクがより低くなるが、速度は高効率区間より高く維持することができる。
【００８４】
上記のような本発明によると、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎にもっとも最適化された制御が可能になる。
【００８５】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【００８６】
図６は本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【００８７】
図６を参照すると、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の内側コイルと３個の外側コイルとで構成されており、より具体的には、第１相内側コイル１００ｂと、第１相外側コイル１０１ｂと、第２相内側コイル１０２ｂと、第２相外側コイル１０３ｂと、第３相内側コイル１０４ｂと、第３相外側コイル１０５ｂと、で構成される。
【００８８】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の内側スイッチと、３個の外側スイッチと、３個の共通スイッチと、で構成されており、より具体的には、第１〜第３相共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂそれぞれは、内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂそれぞれを介して第１〜第３相内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂ及び第１〜第３相外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂと直列に接続される。
【００８９】
ここで、説明の便宜のために、内側スイッチ素子及び外側スイッチ素子を上位スイッチ素子と総称する。
【００９０】
このようなスイッチとしては、ＭＯＳＦＥＴ素子や、ＢＪＴ素子またはリレースイッチ素子などを用いて構成することができ、本発明の第２実施例ではＭＯＳＦＥＴ素子を用いて構成した。
【００９１】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ｂから提供される電源を平滑化し、前記第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂ及び前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされた時に残留電流が充電され、上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂと、共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂと、第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂと、でそれぞれ構成される回路と並列に接続されるキャパシタ３００ｂを含む。
【００９２】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ｂの供給端子と共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂのドレ内側との間に連結された第１フリーホイールダイオード４００ｂ、４０３ｂ、４０６ｂと、前記上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂのソースと接地（ＧＮＤ）との間に連結された第２フリーホイールダイオード４０１ｂ、４０２ｂ、４０４ｂ、４０５ｂ、４０７ｂ、４０８ｂと、を含む。
【００９３】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂ及び共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂを駆動制御信号を用いてターンオンまたはターンオフ制御するスイッチ駆動部５００ｂを含む。
【００９４】
このような構成において、前記キャパシタ３００ｂは、電源部１０ｂから入力される電源を平滑化し、平滑化された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【００９５】
また、前記キャパシタ３００ｂは、前記第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂ及び前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされた時に残留電流が充電されることにより、前記第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂの残留電流を除去する。
【００９６】
また、前記第１相内側スイッチ素子２００ｂ及び第１共通スイッチ素子２０１ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ｂから供給される電圧を第１相内側コイル１００ｂに供給する。
【００９７】
これと同様に、前記第１相外側スイッチ素子２０２ｂ及び第１相共通スイッチ素子２０１ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第１相外側コイル１０１ｂに供給する。
【００９８】
また、前記第２相内側スイッチ素子２０３ｂ及び第２相共通スイッチ素子２０４ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ｂから供給される電圧を第２相内側コイル１０２ｂに供給する。
【００９９】
これと同様に、前記第２相外側スイッチ素子２０５ｂ及び第２相共通スイッチ素子２０４ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第２相外側コイル１０３ｂに供給する。
【０１００】
また、前記第３相内側スイッチ素子２０６ｂ及び第３相共通スイッチ素子２０７ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ｂから供給される電圧を第３相内側コイル１０４ｂに供給する。
【０１０１】
これと同様に、前記第３相外側スイッチ素子２０８ｂ及び第３相共通スイッチ素子２０７ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第３相外側コイル１０５ｂに供給する。
【０１０２】
一方、第１フリーホイールダイオード４００ｂ、４０３ｂ、４０６ｂ及び第２フリーホイールダイオード４０１ｂ、４０２ｂ、４０４ｂ、４０５ｂ、４０７ｂ、４０８ｂは、それぞれに対応するスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされる時、各相の内側または外側コイル１００ｂ〜１０５ｂに誘起された残留電流がキャパシタ３００ｂに充電されるように電流経路を提供することで、各相の内側または外側コイル１００ｂ〜１０５ｂに誘起された残留電流が除去されるようにする。
【０１０３】
また、スイッチ駆動部５００ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を生成して、上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂ及び共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂを順にターンオンまたはターンオフ制御する。
【０１０４】
このように構成されるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の動作について説明すると、次のとおりである。
【０１０５】
まず、キャパシタ３００ｂが、電源部１０ｂから入力される電源を平滑化して生成された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【０１０６】
これによりＳＲＭが回転され、モータの内部にフォト内側タラプタ及び各相に連携されたスロットを有するディスクを設けることにより、ロータの位置をフォトセンサで検出する。
【０１０７】
その後、前記スイッチ駆動部５００ｂは、第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに磁界が誘導されるように、ハイ状態の第１相の駆動制御信号を第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに直列連結された第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂのゲートにそれぞれ供給する。
【０１０８】
これにより、前記第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂが同時にターンオンされる。
【０１０９】
このように前記第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂがターンオンされることにより第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに電流が流れるようになり、これによって第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに磁界が誘導される。
【０１１０】
このように第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ｂは、ロー状態の駆動制御信号を第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂに出力する。
【０１１１】
これにより、前記第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂが同時にターンオフされ、第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４００ｂ、キャパシタ３００ｂ、第２フリーホイールダイオード４０１ｂ、４０２ｂ、第１相コイル１００ｂ、１０１ｂによって除去され、モータが円滑に回転される。
【０１１２】
その後、再び第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに磁界が誘導されるように、前記スイッチ駆動部５００ｂは、ハイ状態の第２相の駆動制御信号を第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに直列連結された第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂのゲートにそれぞれ供給する。
【０１１３】
これにより、前記第２相の上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂが同時にターンオンされる。
【０１１４】
前記第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂがターンオンされることにより第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに電流が流れるようになり、これによって第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに磁界が誘導される。
【０１１５】
このように第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ｂは、ロー状態の駆動制御信号を第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂに出力する。
【０１１６】
これにより、前記第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂが同時にターンオフされ、第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４０３ｂ、キャパシタ３００ｂ、第２フリーホイールダイオード４０４ｂ、４０５ｂ、第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂによって除去され、モータが円滑に回転される。
【０１１７】
また、第３相の場合も、上記の動作と同様に動作される。このような動作を繰り返すことにより、ＳＲＭが回転される。
【０１１８】
一方、スイッチ駆動部５００ｂは、高トルク区間、例えばモータの毎分当りの回転数が０〜２００ｒｐｍである高トルク区間の場合、図７に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１１９】
この際、スイッチ駆動部５００ｂは、電源部１０ｂを制御して、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに最大電流（例えば、１４４Ｖで７０Ａが定格電流である場合、最大電流は２００〜３００Ａであることができる）が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１２０】
このように、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに最大電流が供給されると、ＳＲＭのトルクは供給される電流に比例するようになり、高いトルクを維持することができる。
【０１２１】
勿論、トルクが増加するほど、ＳＲＭの速度は増加させることが難しくなる。その理由は、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに該当する各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされる区間で、残留電流によって残留トルクが発生し、発生した残留トルクがロータの回転力に対する抵抗力として作用して、この残留電流と残留トルクは、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオンされる区間での印加電流に比例するためである。
【０１２２】
即ち、スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオンされる区間での印加電流が最大電流になると、それによってスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフ状態にある時の残留電流も最大になって、モータの回転力に対する最大抵抗力を発生させるためである。
【０１２３】
次に、スイッチ駆動部５００ｂは、トルクは低くなるが速度が増加する高効率区間、例えばモータの毎分当りの回転数が２００〜６００ｒｐｍである場合、図７に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１２４】
この際、スイッチ駆動部５００ｂは、電源部１０ｂを制御して、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【０１２５】
このように、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流が供給されると、最大電流が供給される時よりはトルクが低くなるが、速度は高トルク区間より高く維持することができる。
【０１２６】
また、スイッチ駆動部５００ｂは、トルクは高効率区間より低くなるが速度が増加する高速度区間、例えばモータの毎分当りの回転数が６００〜１００００ｒｐｍである場合、、図８に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１２７】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ｂは、高速度区間で、図９に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【０１２８】
この際、スイッチ駆動部５００ｂは、電源部１０ｂを制御して、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂまたは外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【０１２９】
このように、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂまたは外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂのうち何れか一つにのみ定格電流が供給されると、内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流が供給される時よりは電流供給量が減少してトルクがより低くなるが、速度は高効率区間より高く維持することができる。
【０１３０】
上記のような本発明によると、内側ロータ及び外側ロータを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎にもっとも最適化された制御が可能になる。
【０１３１】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【０１３２】
図１０は本発明の第１及び２実施例による駆動装置が適用されたスイッチドリラクタンスモータの概略的な断面図であり、図１１は図１０に図示されたスイッチドリラクタンスモータの斜視図である。
【０１３３】
図示されたように、前記スイッチドリラクタンスモータ１１００は、外側ロータ１１１０と、ステータ１１２０と、内側ロータ１１３０と、を含むダブルロータ型スイッチドリラクタンスモータである。
【０１３４】
前記外側ロータ１１１０は前記ステータ１１２０の外周部に位置され、前記内側ロータ１１３０は前記ステータ１１２０の内周部に回転可能に位置されており、前記外側ロータ１１１０及び内側ロータ１１３０は、それぞれ前記ステータ１１２０とのリラクタンストルクによって一方向に回転する。
【０１３５】
より具体的には、前記外側ロータ１１１０には、内周面に沿って等間隔に突出された複数の突極１１１１が形成される。また、前記内側ロータ１１３０には、外周面に沿って等間隔に突出された複数の突極１１３１が形成される。
【０１３６】
また、前記ステータ１１２０は、前記外側ロータ１１１０の内部に備えられ、複数個の外側ステータコア１１２１と、コイル１１２２と、支持材１１２３と、冷却パイプ１１２４と、内側ステータコア１１２５と、を含む。
【０１３７】
前記外側ステータコア１１２１は、前記外側ロータ１１１０の突極１１１１に向って突出された一対の外側ステータ突極１１２１ａと、前記一対の外側ステータ突極１１２１ａの一端部を連結支持する外側ステータヨーク１１２１ｂとを備え、パイ（π）状からなる。
【０１３８】
また、前記一対の外側ステータ突極１１２１ａに、それぞれコイル１１２２が巻回される。
【０１３９】
前記内側ステータコア１１２５は、前記内側ロータ１１３０の突極１１３１に向って突出された一対の内側ステータ突極１１２５ａと、前記内側ステータ突極１１２５ａの一端部を連結支持する内側ステータヨーク１１２５ｂとを備え、パイ（π）状からなる。また、前記一対の内側ステータ突極１１２５ａは互いに平行に配置される。このように形成される場合、磁束の方向が内側ステータ突極１１２５ａの両側方向に偏ることを防止することができる。
【０１４０】
また、前記一対の内側ステータ突極１１２５ａに、それぞれコイル１１２２が巻回される。
【０１４１】
また、前記支持材１１２３は、前記複数個の外側ステータコア１１２１の間、内側ステータコア１１２５の間、コイル１１２２が巻回された外側ステータ突極１１２１ａの間、コイル１１２２が巻回された内側ステータ突極１１２５ａの間に満たされる。前記支持材により、ステータ１１２０の強度が向上され、騷音及び振動が低減される。また、前記支持材は、非磁性体または絶縁物質からなる。
【０１４２】
前記冷却パイプ１１２４は、高速運転により発生した熱を放出させるためのものであり、前記支持材１１２３に挿入された状態で、前記複数個の外側ステータコア１１２１の間に位置される。また、前記冷却パイプ１１２４は、内部に水が流れる水冷パイプに構成されることができる。
【０１４３】
このように構成されることにより、前記スイッチドリラクタンスモータ１１００において、前記コイル１１２２に電流を印加することにより励磁されて発生した磁束は、図１０に矢印で示したように、外側ステータコア１１２１の一対の外側ステータ突極１１２１ａのうち一方の外側ステータ突極１１２１ａから外側ロータ１１１０の突極１１１１を経て流れ、他方の外側ステータ突極１１２１ａに流れるようになる。
【０１４４】
また、内側ステータコア１１２５の一対の内側ステータ突極１１２５ａのうち一方の内側ステータ突極１１２５ａから内側ロータ１１３０の突極１１３１を経て流れ、他方の内側ステータ突極１１２５ａに流れるようになる。
【０１４５】
これにより、磁束が外側ロータ１１１０及び内側ロータ１１３０の両方で短い経路を解して流れ、コアロス（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が減少し、スイッチドリラクタンスモータがダブルロータに構成されることにより、高い効率のトルク及び出力が得られるだけでなく、磁束の流れにバランスが取れることができる。
【０１４６】
また、前記外側ロータは、前記複数個の突極の間に満たされた防音材（不図示）をさらに含むことができ、前記防音材は非磁性体または絶縁物質からなる。
【０１４７】
また、前記スイッチドリラクタンスモータ１１００は、前記外側ステータコア１１２１がステータ１１２０の円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコア１１２５がステータ１１２０の円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されており、前記外側ステータ突極１１２１ａ及び内側ステータ突極１１２５ａにそれぞれコイル１１２２が巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータ１１１０の突極１１１１は外側ロータ１１１０の円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータ１１３０の突極１１３１は内側ロータ１１３０の円周方向に対して等ピッチで１０個が形成される。
【０１４８】
また、前記スイッチドリラクタンスモータは、内側ステータコア及び外側ステータコアがステータの円周方向に対して等ピッチで１２個が形成され、外側ロータの突極及び内側ロータの突極が円周方向に対して等ピッチでそれぞれ２０個が形成された倍数構造に構成されることもできる。
【０１４９】
図１２は本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法のフローチャートである。
【０１５０】
まず、電源をターンオンすると（Ｓ１０１）、初期整列を行う（Ｓ１０２）。このように初期整列を行う理由は、ＳＲＭのロータの突極及びステータの特性上、トルク（ｔｏｒｑｕｅ）がゼロ（Ｚｅｒｏ）である点が存在するためである。即ち、ステータとロータの突極との間の斥力による非正常的なパーキングを防止するためである。
【０１５１】
ここで、初期整列の方法としては、スイッチ駆動部がスイッチ素子（図２の場合は共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子、図６の場合は上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子）に小さいパルスを多数出力して、電流をコイルに一時的に印加する方法が用いられることができる。
【０１５２】
前記段階Ｓ１０２のように初期整列を終了すると、ロータが正常なパーキング位置に位置するように、一定時間の空白時間を置く（Ｓ１０３）。本発明では、空白時間を約１秒程度置くと仮定する。
【０１５３】
上記のような段階を経てロータが正常なパーキング位置に位置されると、パーキング位置からロータが離脱するように、スイッチ駆動部は大きいパルス（離脱パルス）、即ち、多くの電流をコイルに印加する（Ｓ１０４）。
【０１５４】
上記のように離脱パルスをコイルに加えて瞬間トルクを発生させると、ロータが回転を始めるようになり、スイッチ駆動部は、各相のスイッチ素子（図２の場合は共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子、図６の場合は上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子）に駆動制御信号を順に印加し、電源部を制御して最大電流がＳＲＭに供給されるようにしてロータを回転させ、継続して制御信号のデューティ比を増加させることによりロータの回転速度を増加させる（Ｓ１０５）。
【０１５５】
ここで、デューティ比を増加させるということは、スイッチ素子のターンオン時間を長くするということであり、これは、コイルにより多くの電流を流してロータが速く回転するようになることを意味する。
【０１５６】
その後、フォトセンサを用いてロータの回転速度及び位相を検知し、毎分当りの回転数を第１基準数と比較する（Ｓ１０６）。
【０１５７】
前記段階Ｓ１０６の比較結果、検知されたモータの毎分当りの回転数が第１基準数（例えば２００ｒｐｍ）より速くなると、スイッチ駆動部は高効率区間に進入したと判断し、電源部を制御して、ＳＲＭに印加される電流を最大電流から定格電流に変換して供給されるようにする（Ｓ１０７）。
【０１５８】
その後、スイッチ駆動部は継続して駆動制御信号のデューティ比を増加させることにより、ロータの回転速度を増加させる（Ｓ１０８）。
【０１５９】
ここで、デューティ比を増加させるということは、スイッチ素子（図２の場合は共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子、図６の場合は上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子）のターンオン時間を長くするということであり、これは、コイルにより多くの電流を流して、ロータが速く回転するようになることを意味する。
【０１６０】
その後、フォトセンサを用いてロータの回転速度及び位相を検知し、毎分当りの回転数を第２基準数と比較する（Ｓ１０９）。
【０１６１】
前記段階Ｓ１０９の比較結果、検知されたモータの毎分当りの回転数が第２基準数（例えば６００ｒｐｍ）より速くなると、スイッチ駆動部は高速度区間に進入したと判断し、各相のスイッチ素子のうち内側コイルまたは外側コイルに対応するスイッチ素子にのみターンオン制御信号を供給することで、内側コイルまたは外側コイルにのみ電流が供給されるようにする（Ｓ１１０）。
【０１６２】
例えば、図２に図示された駆動装置を用いて上記の駆動方法を施す場合には、スイッチ駆動部５００ａは、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１６３】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ａは、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【０１６４】
また、他の例としては、図６に図示された駆動装置を用いて上記の駆動方法を施す場合には、スイッチ駆動部５００ｂは、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１６５】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ｂは、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【０１６６】
一方、スイッチ駆動部は、比較結果、モータの毎分当りの回転数が第２基準数以下であると、デューティ比を調整する過程を継続する。
【０１６７】
また、外部電源をターンオフすると（Ｓ１１１）終了し、以後に外部電源が再びターンオンされるか否かを判断して（Ｓ１０１）、電源がターンオンされると前記過程を繰り返す。
【０１６８】
上記のような本発明によると、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎にもっとも最適化された制御が可能になる。
【０１６９】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【０１７０】
以上、本発明の好ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述の特定実施例に限定されず、請求範囲にて請求する本発明の旨を外れずに、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは明らかであり、このような変形実施は本発明の技術的思想から個別的に理解されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】従来発明によるスイッチドリラクタンスモータの概略的な断面図である。
【図２】本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【図３】図２のスイッチ駆動部において、高トルク区間と高効率区間で出力される制御信号の波形図である。
【図４】図２のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第１実施例による波形図である。
【図５】図２のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第２実施例による波形図である。
【図６】本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【図７】図６のスイッチ駆動部において、高トルク区間と高効率区間で出力される制御信号の波形図である。
【図８】図６のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第１実施例による波形図である。
【図９】図６のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第２実施例による波形図である。
【図１０】本発明の第１及び第２実施例による駆動装置が適用されたスイッチドリラクタンスモータの概略的な断面図である。
【図１１】図１０に図示されたスイッチドリラクタンスモータの斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７２】
１０ａ、１０ｂ 電源部
１００ａ〜１０５ａ、１００ｂ〜１０５ｂ コイル
２００ａ〜２０８ａ、２００ｂ〜２０８ｂ スイッチ素子
３００ａ、３００ｂ キャパシタ
４００ａ〜４０８ａ、４００ｂ〜４０８ｂ ダイオード
５００ａ、５００ｂ スイッチ駆動部
１１００ スイッチドリラクタンスモータ
１１１０ 外側ロータ
１１１１ 突極
１１２０ ステータ
１１２１ ステータコア
１１２２ コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車、航空宇宙、軍需産業、医療機器などの多様な分野において電動機の需要が大幅に増加している。特に、希土類物質の価格高騰により永久磁石を活用するモータの価格が上昇したため、新しい代案としてスイッチドリラクタンスモータ（ＳＲＭ:Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ）が再度注目を集めている。
【０００３】
スイッチドリラクタンスモータの駆動原理は、磁気抵抗（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）の変化により発生するリラクタンストルク（Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｔｏｒｑｕｅ）を用いてロータを回転させることである。
【０００４】
図１に図示されたように、従来技術によるスイッチドリラクタンスモータ１は、ロータ１１及びステータ１２を含み、前記ロータ１１には複数の回転子突極１１−１が形成され、前記ステータ１２には前記回転子突極１１−１に対向する複数個の固定子突極１２−１が形成される。そして、前記固定子突極１２−１にコイル１３が巻回される。
【０００５】
また、前記ロータ１１は、如何なる励磁装置、例えばコイルの巻線または永久磁石なしに鉄心のみで構成される。
【０００６】
従って、外部から前記コイル１３に電流が流れると、前記コイル１３で発生する磁気力によって、前記ロータ１１が前記コイル１３方向に移動するリラクタンストルクが発生し、前記ロータ１１は磁気回路の抵抗が最小となる方向に回転する。
【０００７】
しかし、従来技術によるスイッチドリラクタンスモータ１は、磁束の経路が前記ステート１２及びロータ１１を全て通過するため、コアロス（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が発生するという問題点を有していた。
【０００８】
最近は、このような従来技術の問題点を解決するために、改善された技術として、内側ロータ及び外側ロータを含むダブルロータ型スイッチドリラクタンスモータが開発されている。
【０００９】
しかし、このような改善された技術では、駆動制御のために、依然として従来技術による６個のスイッチを用いる非対称ハーフブリッジ形態の駆動装置を用いるため、効率的な弱め界磁制御が困難であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国特許公開１０−２００８−００５４４９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記のような問題点を解決するために導き出されたものであり、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、弱め界磁において効率的な駆動を可能にするスイッチドリラクタンスモータの駆動装置及びその方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような問題点を解決するための本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、直流電流を供給する電源部と、前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ対の下位スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ対の下位スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結された２Ｎ個の第１フリーホイールダイオードと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ個の第２フリーホイールダイオードと、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含む。
【００１３】
また、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む。
【００１４】
また、本発明の装置の第１実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の装置の第１実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の装置の第１実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の装置の第１実施例による前記モータは、内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の装置の第１実施例による前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の装置の第１実施例による前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする。
【００２０】
一方、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、直流電流を供給する電源部と、前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ対の上位スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ個の共通スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結されたＮ個の第１フリーホイールダイオードと、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ対の第２フリーホイールダイオードと、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含む。
【００２１】
また、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む。
【００２２】
また、本発明の装置の第２実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の装置の第２実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の装置の第２実施例による前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の装置の第２実施例による前記モータは、内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極と内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の装置の第２実施例による前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の装置の第２実施例による前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする。
【００２８】
一方、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ対の下位スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含む。
【００２９】
また、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む。
【００３０】
また、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む。
【００３１】
一方、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ対の上位スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含む。
【００３２】
また、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む。
【００３３】
また、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法は、（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む。
【００３４】
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【００３５】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００３６】
上記の本発明によると、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎に最も最適化された制御が可能になる。
【００３７】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面と以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するために用いられることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するためにのみ用いられる。また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００４０】
図２は本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【００４１】
図２を参照すると、本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の内側コイルと３個の外側コイルとで構成されており、より具体的には、第１相内側コイル１００ａと、第１相外側コイル１０１ａと、第２相内側コイル１０２ａと、第２相外側コイル１０３ａと、第３相内側コイル１０４ａと、第３相外側コイル１０５ａと、で構成される。
【００４２】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の共通スイッチと、３個の内側スイッチと、３個の外側スイッチと、で構成されており、より具体的には、第１〜第３相共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａそれぞれは、内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａをそれぞれを介して第１〜第３相内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａ及び第１〜第３相外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａと直列に接続される。
【００４３】
ここで、説明の便宜のために、内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａ及び外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａを下位スイッチ素子と総称する。
【００４４】
このようなスイッチとしては、ＭＯＳＦＥＴ素子や、ＢＪＴ素子またはリレースイッチ素子などを用いて構成することができ、本発明の第１実施例ではＭＯＳＦＥＴ素子を用いた。
【００４５】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ａから提供される電源を平滑化し、前記第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａと前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされた時に残留電流が充電され、共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａと、下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａと、第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａと、でそれぞれ構成される回路と並列に接続されるキャパシタ３００ａを含む。
【００４６】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ａの供給端子と下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａのドレ内側との間に連結された第１フリーホイールダイオード４００ａ、４０１ａ、４０３ａ、４０４ａ、４０６ａ、４０７ａと、前記共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａのソースと接地（ＧＮＤ）との間に連結された第２フリーホイールダイオード４０２ａ、４０５ａ、４０８ａと、を含む。
【００４７】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａを駆動制御信号を用いてターンオンまたはターンオフ制御するスイッチ駆動部５００ａを含む。
【００４８】
このような構成において、前記キャパシタ３００ａは、電源部１０ａから入力される電源を平滑化し、平滑化された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【００４９】
また、前記キャパシタ３００ａは、前記第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａ及び前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされた時に残留電流が充電されることにより、前記第１、第２及び第３相コイル１００ａ〜１０５ａの残留電流を除去する。
【００５０】
また、前記第１相共通スイッチ素子２００ａ及び第１相内側スイッチ素子２０１ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ａから供給される電圧を第１相内側コイル１００ａに供給する。
【００５１】
これと同様に、前記第１相共通スイッチ素子２００ａ及び第１相外側スイッチ素子２０２ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第１相外側コイル１０１ａに供給する。
【００５２】
また、前記第２相共通スイッチ素子２０３ａ及び第２相内側スイッチ素子２０４ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ａから供給される電圧を第２相内側コイル１０２ａに供給する。
【００５３】
これと同様に、前記第２相共通スイッチ素子２０３ａ及び第２相外側スイッチ素子２０５ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第２相外側コイル１０３ａに供給する。
【００５４】
また、前記第３相共通スイッチ素子２０６ａ及び第３相内側スイッチ素子２０７ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ａから供給される電圧を第３相内側コイル１０４ａに供給する。
【００５５】
これと同様に、前記第３相共通スイッチ素子２０６ａ及び第３相外側スイッチ素子２０８ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ａの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第３相外側コイル１０５ａに供給する。
【００５６】
一方、第１フリーホイールダイオード４００ａ、４０１ａ、４０３ａ、４０４ａ、４０６ａ、４０７ａ及び第２フリーホイールダイオード４０２ａ、４０５ａ、４０８ａは、それぞれに対応するスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされる時、各相の内側または外側コイル１００ａ〜１０５ａに誘起された残留電流がキャパシタ３００ａに充電されるように電流経路を提供することで、各相の内側または外側コイル１００ａ〜１０５ａに誘起された残留電流が除去されるようにする。
【００５７】
また、スイッチ駆動部５００ａは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を生成して、共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び下位スイッチ素子２０１ａ、２０２ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０７ａ、２０８ａを順にターンオンまたはターンオフ制御する。
【００５８】
このように構成されるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の動作について説明すると、次のとおりである。
【００５９】
まず、キャパシタ３００ａが、電源部１０ａから入力される電源を平滑化して生成された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【００６０】
これによりＳＲＭが回転され、モータの内部にフォト内側タラプタ及び各相に連携されたスロットを有するディスクを設けることにより、ロータの位置をフォトセンサで検出する。
【００６１】
その後、前記スイッチ駆動部５００ａは、第１相コイル１００ａ、１０１ａに磁界が誘導されるように、ハイ状態の第１相の駆動制御信号を第１相コイル１００ａ、１０１ａに直列連結された第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａのゲートにそれぞれ供給する。
【００６２】
これにより、前記第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａが同時にターンオンされる。
【００６３】
このように前記第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａがターンオンされることにより第１相コイル１００ａ、１０１ａに電流が流れるようになり、これによって第１相コイル１００ａ、１０１ａに磁界が誘導される。
【００６４】
このように第１相コイル１００ａ、１０１ａに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ａは、ロー状態の駆動制御信号を第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａに出力する。
【００６５】
これにより、前記第１相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２００ａ、２０１ａ、２０２ａが同時にターンオフされ、第１相コイル１００ａ、１０１ａに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４００ａ、４０１ａ、キャパシタ３００ａ、第２フリーホイールダイオード４０２ａ、第１相コイル１００ａ、１０１ａによって除去され、モータが円滑に回転される。
【００６６】
その後、再び第２相コイル１０２ａ、１０３ａに磁界が誘導されるように、前記スイッチ駆動部５００ａは、ハイ状態の第２相の駆動制御信号を第２相コイル１０２ａ、１０３ａに直列連結された第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａのゲートにそれぞれ供給する。
【００６７】
これにより、前記第２相の共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａが同時にターンオンされる。
【００６８】
前記第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａがターンオンされることにより第２相コイル１０２ａ、１０３ａに電流が流れるようになり、これによって第２相コイル１０２ａ、１０３ａに磁界が誘導される。
【００６９】
このように第２相コイル１０２ａ、１０３ａに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ａは、ロー状態の駆動制御信号を第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａに出力する。
【００７０】
これにより、前記第２相共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子２０３ａ、２０４ａ、２０５ａが同時にターンオフされ、第２相コイル１０２ａ、１０３ａに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４０３ａ、４０４ａ、キャパシタ３００ａ、第２フリーホイールダイオード４０５ａ、第２相コイル１０２ａ、１０３ａによって除去され、モータが円滑に回転される。
【００７１】
また、第３相の場合も、上記の動作と同様に動作される。このような動作を繰り返すことにより、ＳＲＭが回転される。
【００７２】
一方、スイッチ駆動部５００ａは、高トルク区間、例えばモータの毎分当りの回転数が０〜２００ｒｐｍである高トルク区間の場合、図３に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００７３】
この際、スイッチ駆動部５００ａは、電源部１０ａを制御して、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに最大電流（例えば、１４４Ｖで７０Ａが定格電流である場合、最大電流は２００〜３００Ａであることができる）が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００７４】
このように、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに最大電流が供給されると、ＳＲＭのトルクは供給される電流に比例するようになり、高いトルクを維持することができる。
【００７５】
勿論、トルクが増加するほど、ＳＲＭの速度は増加させることが難しくなる。その理由は、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに該当する各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフされる区間で、残留電流によって残留トルクが発生し、発生した残留トルクがロータの回転力に対する抵抗力として作用して、この残留電流と残留トルクは、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオンされる区間での印加電流に比例するためである。
【００７６】
即ち、スイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオンされる区間での印加電流が最大電流になると、それによってスイッチ素子２００ａ〜２０８ａがターンオフ状態にある時の残留電流も最大になって、モータの回転力に対する最大抵抗力を発生させるためである。
【００７７】
次に、スイッチ駆動部５００ａは、トルクは低くなるが速度が増加する高効率区間、例えばモータの毎分当りの回転数が２００〜６００ｒｐｍである場合、図３に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００７８】
この際、スイッチ駆動部５００ａは、電源部１０ａを制御して、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【００７９】
このように、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流が供給されると、最大電流が供給される時よりはトルクが低くなるが、速度は高トルク区間より高く維持することができる。
【００８０】
また、スイッチ駆動部５００ａは、トルクは高効率区間より低くなるが速度が増加する高速度区間、例えばモータの毎分当りの回転数が６００〜１００００ｒｐｍである場合、図４に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【００８１】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ａは、高速度区間で、図５に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【００８２】
この際、スイッチ駆動部５００ａは、電源部１０ａを制御して、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａまたは外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【００８３】
このように、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａまたは外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａのうち何れか一つにのみ定格電流が供給されると、内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａ及び外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａに定格電流が供給される時よりは電流供給量が減少してトルクがより低くなるが、速度は高効率区間より高く維持することができる。
【００８４】
上記のような本発明によると、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎にもっとも最適化された制御が可能になる。
【００８５】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【００８６】
図６は本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【００８７】
図６を参照すると、本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の内側コイルと３個の外側コイルとで構成されており、より具体的には、第１相内側コイル１００ｂと、第１相外側コイル１０１ｂと、第２相内側コイル１０２ｂと、第２相外側コイル１０３ｂと、第３相内側コイル１０４ｂと、第３相外側コイル１０５ｂと、で構成される。
【００８８】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、３個の内側スイッチと、３個の外側スイッチと、３個の共通スイッチと、で構成されており、より具体的には、第１〜第３相共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂそれぞれは、内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂそれぞれを介して第１〜第３相内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂ及び第１〜第３相外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂと直列に接続される。
【００８９】
ここで、説明の便宜のために、内側スイッチ素子及び外側スイッチ素子を上位スイッチ素子と総称する。
【００９０】
このようなスイッチとしては、ＭＯＳＦＥＴ素子や、ＢＪＴ素子またはリレースイッチ素子などを用いて構成することができ、本発明の第２実施例ではＭＯＳＦＥＴ素子を用いて構成した。
【００９１】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ｂから提供される電源を平滑化し、前記第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂ及び前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされた時に残留電流が充電され、上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂと、共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂと、第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂと、でそれぞれ構成される回路と並列に接続されるキャパシタ３００ｂを含む。
【００９２】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、電源部１０ｂの供給端子と共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂのドレ内側との間に連結された第１フリーホイールダイオード４００ｂ、４０３ｂ、４０６ｂと、前記上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂのソースと接地（ＧＮＤ）との間に連結された第２フリーホイールダイオード４０１ｂ、４０２ｂ、４０４ｂ、４０５ｂ、４０７ｂ、４０８ｂと、を含む。
【００９３】
また、前記スイッチドリラクタンスモータの駆動装置は、上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂ及び共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂを駆動制御信号を用いてターンオンまたはターンオフ制御するスイッチ駆動部５００ｂを含む。
【００９４】
このような構成において、前記キャパシタ３００ｂは、電源部１０ｂから入力される電源を平滑化し、平滑化された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【００９５】
また、前記キャパシタ３００ｂは、前記第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂ及び前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂが動作された後、前記第１、第２及び第３相スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされた時に残留電流が充電されることにより、前記第１、第２及び第３相コイル１００ｂ〜１０５ｂの残留電流を除去する。
【００９６】
また、前記第１相内側スイッチ素子２００ｂ及び第１共通スイッチ素子２０１ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ｂから供給される電圧を第１相内側コイル１００ｂに供給する。
【００９７】
これと同様に、前記第１相外側スイッチ素子２０２ｂ及び第１相共通スイッチ素子２０１ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第１相外側コイル１０１ｂに供給する。
【００９８】
また、前記第２相内側スイッチ素子２０３ｂ及び第２相共通スイッチ素子２０４ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ｂから供給される電圧を第２相内側コイル１０２ｂに供給する。
【００９９】
これと同様に、前記第２相外側スイッチ素子２０５ｂ及び第２相共通スイッチ素子２０４ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第２相外側コイル１０３ｂに供給する。
【０１００】
また、前記第３相内側スイッチ素子２０６ｂ及び第３相共通スイッチ素子２０７ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源部１０ｂから供給される電圧を第３相内側コイル１０４ｂに供給する。
【０１０１】
これと同様に、前記第３相外側スイッチ素子２０８ｂ及び第３相共通スイッチ素子２０７ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を出力するスイッチ駆動部５００ｂの駆動制御信号に応じてターンオンまたはターンオフされ、ターンオンされる時に電源から供給される電圧を第３相外側コイル１０５ｂに供給する。
【０１０２】
一方、第１フリーホイールダイオード４００ｂ、４０３ｂ、４０６ｂ及び第２フリーホイールダイオード４０１ｂ、４０２ｂ、４０４ｂ、４０５ｂ、４０７ｂ、４０８ｂは、それぞれに対応するスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされる時、各相の内側または外側コイル１００ｂ〜１０５ｂに誘起された残留電流がキャパシタ３００ｂに充電されるように電流経路を提供することで、各相の内側または外側コイル１００ｂ〜１０５ｂに誘起された残留電流が除去されるようにする。
【０１０３】
また、スイッチ駆動部５００ｂは、ＳＲＭのロータ位置信号に応じてＳＲＭを正方向または逆方向に回転させるための駆動制御信号を生成して、上位スイッチ素子２００ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０８ｂ及び共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂを順にターンオンまたはターンオフ制御する。
【０１０４】
このように構成されるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の動作について説明すると、次のとおりである。
【０１０５】
まず、キャパシタ３００ｂが、電源部１０ｂから入力される電源を平滑化して生成された直流電圧をＳＲＭに供給する。
【０１０６】
これによりＳＲＭが回転され、モータの内部にフォト内側タラプタ及び各相に連携されたスロットを有するディスクを設けることにより、ロータの位置をフォトセンサで検出する。
【０１０７】
その後、前記スイッチ駆動部５００ｂは、第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに磁界が誘導されるように、ハイ状態の第１相の駆動制御信号を第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに直列連結された第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂのゲートにそれぞれ供給する。
【０１０８】
これにより、前記第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂが同時にターンオンされる。
【０１０９】
このように前記第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂがターンオンされることにより第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに電流が流れるようになり、これによって第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに磁界が誘導される。
【０１１０】
このように第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ｂは、ロー状態の駆動制御信号を第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂに出力する。
【０１１１】
これにより、前記第１相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２００ｂ、２０１ｂ、２０２ｂが同時にターンオフされ、第１相コイル１００ｂ、１０１ｂに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４００ｂ、キャパシタ３００ｂ、第２フリーホイールダイオード４０１ｂ、４０２ｂ、第１相コイル１００ｂ、１０１ｂによって除去され、モータが円滑に回転される。
【０１１２】
その後、再び第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに磁界が誘導されるように、前記スイッチ駆動部５００ｂは、ハイ状態の第２相の駆動制御信号を第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに直列連結された第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂのゲートにそれぞれ供給する。
【０１１３】
これにより、前記第２相の上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂが同時にターンオンされる。
【０１１４】
前記第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂがターンオンされることにより第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに電流が流れるようになり、これによって第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに磁界が誘導される。
【０１１５】
このように第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに電流が流れるようにした後、スイッチ駆動部５００ｂは、ロー状態の駆動制御信号を第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂに出力する。
【０１１６】
これにより、前記第２相上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂが同時にターンオフされ、第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂに誘導された磁界によって発生した残留電流は、第１フリーホイールダイオード４０３ｂ、キャパシタ３００ｂ、第２フリーホイールダイオード４０４ｂ、４０５ｂ、第２相コイル１０２ｂ、１０３ｂによって除去され、モータが円滑に回転される。
【０１１７】
また、第３相の場合も、上記の動作と同様に動作される。このような動作を繰り返すことにより、ＳＲＭが回転される。
【０１１８】
一方、スイッチ駆動部５００ｂは、高トルク区間、例えばモータの毎分当りの回転数が０〜２００ｒｐｍである高トルク区間の場合、図７に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１１９】
この際、スイッチ駆動部５００ｂは、電源部１０ｂを制御して、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに最大電流（例えば、１４４Ｖで７０Ａが定格電流である場合、最大電流は２００〜３００Ａであることができる）が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１２０】
このように、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに最大電流が供給されると、ＳＲＭのトルクは供給される電流に比例するようになり、高いトルクを維持することができる。
【０１２１】
勿論、トルクが増加するほど、ＳＲＭの速度は増加させることが難しくなる。その理由は、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに該当する各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフされる区間で、残留電流によって残留トルクが発生し、発生した残留トルクがロータの回転力に対する抵抗力として作用して、この残留電流と残留トルクは、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオンされる区間での印加電流に比例するためである。
【０１２２】
即ち、スイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオンされる区間での印加電流が最大電流になると、それによってスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂがターンオフ状態にある時の残留電流も最大になって、モータの回転力に対する最大抵抗力を発生させるためである。
【０１２３】
次に、スイッチ駆動部５００ｂは、トルクは低くなるが速度が増加する高効率区間、例えばモータの毎分当りの回転数が２００〜６００ｒｐｍである場合、図７に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１２４】
この際、スイッチ駆動部５００ｂは、電源部１０ｂを制御して、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【０１２５】
このように、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流が供給されると、最大電流が供給される時よりはトルクが低くなるが、速度は高トルク区間より高く維持することができる。
【０１２６】
また、スイッチ駆動部５００ｂは、トルクは高効率区間より低くなるが速度が増加する高速度区間、例えばモータの毎分当りの回転数が６００〜１００００ｒｐｍである場合、、図８に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１２７】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ｂは、高速度区間で、図９に図示されたように、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【０１２８】
この際、スイッチ駆動部５００ｂは、電源部１０ｂを制御して、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂまたは外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流（例えば、７０Ａ）が供給されるようにする。
【０１２９】
このように、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂまたは外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂのうち何れか一つにのみ定格電流が供給されると、内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂ及び外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂに定格電流が供給される時よりは電流供給量が減少してトルクがより低くなるが、速度は高効率区間より高く維持することができる。
【０１３０】
上記のような本発明によると、内側ロータ及び外側ロータを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎にもっとも最適化された制御が可能になる。
【０１３１】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【０１３２】
図１０は本発明の第１及び２実施例による駆動装置が適用されたスイッチドリラクタンスモータの概略的な断面図であり、図１１は図１０に図示されたスイッチドリラクタンスモータの斜視図である。
【０１３３】
図示されたように、前記スイッチドリラクタンスモータ１１００は、外側ロータ１１１０と、ステータ１１２０と、内側ロータ１１３０と、を含むダブルロータ型スイッチドリラクタンスモータである。
【０１３４】
前記外側ロータ１１１０は前記ステータ１１２０の外周部に位置され、前記内側ロータ１１３０は前記ステータ１１２０の内周部に回転可能に位置されており、前記外側ロータ１１１０及び内側ロータ１１３０は、それぞれ前記ステータ１１２０とのリラクタンストルクによって一方向に回転する。
【０１３５】
より具体的には、前記外側ロータ１１１０には、内周面に沿って等間隔に突出された複数の突極１１１１が形成される。また、前記内側ロータ１１３０には、外周面に沿って等間隔に突出された複数の突極１１３１が形成される。
【０１３６】
また、前記ステータ１１２０は、前記外側ロータ１１１０の内部に備えられ、複数個の外側ステータコア１１２１と、コイル１１２２と、支持材１１２３と、冷却パイプ１１２４と、内側ステータコア１１２５と、を含む。
【０１３７】
前記外側ステータコア１１２１は、前記外側ロータ１１１０の突極１１１１に向って突出された一対の外側ステータ突極１１２１ａと、前記一対の外側ステータ突極１１２１ａの一端部を連結支持する外側ステータヨーク１１２１ｂとを備え、パイ（π）状からなる。
【０１３８】
また、前記一対の外側ステータ突極１１２１ａに、それぞれコイル１１２２が巻回される。
【０１３９】
前記内側ステータコア１１２５は、前記内側ロータ１１３０の突極１１３１に向って突出された一対の内側ステータ突極１１２５ａと、前記内側ステータ突極１１２５ａの一端部を連結支持する内側ステータヨーク１１２５ｂとを備え、パイ（π）状からなる。また、前記一対の内側ステータ突極１１２５ａは互いに平行に配置される。このように形成される場合、磁束の方向が内側ステータ突極１１２５ａの両側方向に偏ることを防止することができる。
【０１４０】
また、前記一対の内側ステータ突極１１２５ａに、それぞれコイル１１２２が巻回される。
【０１４１】
また、前記支持材１１２３は、前記複数個の外側ステータコア１１２１の間、内側ステータコア１１２５の間、コイル１１２２が巻回された外側ステータ突極１１２１ａの間、コイル１１２２が巻回された内側ステータ突極１１２５ａの間に満たされる。前記支持材により、ステータ１１２０の強度が向上され、騷音及び振動が低減される。また、前記支持材は、非磁性体または絶縁物質からなる。
【０１４２】
前記冷却パイプ１１２４は、高速運転により発生した熱を放出させるためのものであり、前記支持材１１２３に挿入された状態で、前記複数個の外側ステータコア１１２１の間に位置される。また、前記冷却パイプ１１２４は、内部に水が流れる水冷パイプに構成されることができる。
【０１４３】
このように構成されることにより、前記スイッチドリラクタンスモータ１１００において、前記コイル１１２２に電流を印加することにより励磁されて発生した磁束は、図１０に矢印で示したように、外側ステータコア１１２１の一対の外側ステータ突極１１２１ａのうち一方の外側ステータ突極１１２１ａから外側ロータ１１１０の突極１１１１を経て流れ、他方の外側ステータ突極１１２１ａに流れるようになる。
【０１４４】
また、内側ステータコア１１２５の一対の内側ステータ突極１１２５ａのうち一方の内側ステータ突極１１２５ａから内側ロータ１１３０の突極１１３１を経て流れ、他方の内側ステータ突極１１２５ａに流れるようになる。
【０１４５】
これにより、磁束が外側ロータ１１１０及び内側ロータ１１３０の両方で短い経路を解して流れ、コアロス（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が減少し、スイッチドリラクタンスモータがダブルロータに構成されることにより、高い効率のトルク及び出力が得られるだけでなく、磁束の流れにバランスが取れることができる。
【０１４６】
また、前記外側ロータは、前記複数個の突極の間に満たされた防音材（不図示）をさらに含むことができ、前記防音材は非磁性体または絶縁物質からなる。
【０１４７】
また、前記スイッチドリラクタンスモータ１１００は、前記外側ステータコア１１２１がステータ１１２０の円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコア１１２５がステータ１１２０の円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されており、前記外側ステータ突極１１２１ａ及び内側ステータ突極１１２５ａにそれぞれコイル１１２２が巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータ１１１０の突極１１１１は外側ロータ１１１０の円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータ１１３０の突極１１３１は内側ロータ１１３０の円周方向に対して等ピッチで１０個が形成される。
【０１４８】
また、前記スイッチドリラクタンスモータは、内側ステータコア及び外側ステータコアがステータの円周方向に対して等ピッチで１２個が形成され、外側ロータの突極及び内側ロータの突極が円周方向に対して等ピッチでそれぞれ２０個が形成された倍数構造に構成されることもできる。
【０１４９】
図１２は本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法のフローチャートである。
【０１５０】
まず、電源をターンオンすると（Ｓ１０１）、初期整列を行う（Ｓ１０２）。このように初期整列を行う理由は、ＳＲＭのロータの突極及びステータの特性上、トルク（ｔｏｒｑｕｅ）がゼロ（Ｚｅｒｏ）である点が存在するためである。即ち、ステータとロータの突極との間の斥力による非正常的なパーキングを防止するためである。
【０１５１】
ここで、初期整列の方法としては、スイッチ駆動部がスイッチ素子（図２の場合は共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子、図６の場合は上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子）に小さいパルスを多数出力して、電流をコイルに一時的に印加する方法が用いられることができる。
【０１５２】
前記段階Ｓ１０２のように初期整列を終了すると、ロータが正常なパーキング位置に位置するように、一定時間の空白時間を置く（Ｓ１０３）。本発明では、空白時間を約１秒程度置くと仮定する。
【０１５３】
上記のような段階を経てロータが正常なパーキング位置に位置されると、パーキング位置からロータが離脱するように、スイッチ駆動部は大きいパルス（離脱パルス）、即ち、多くの電流をコイルに印加する（Ｓ１０４）。
【０１５４】
上記のように離脱パルスをコイルに加えて瞬間トルクを発生させると、ロータが回転を始めるようになり、スイッチ駆動部は、各相のスイッチ素子（図２の場合は共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子、図６の場合は上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子）に駆動制御信号を順に印加し、電源部を制御して最大電流がＳＲＭに供給されるようにしてロータを回転させ、継続して制御信号のデューティ比を増加させることによりロータの回転速度を増加させる（Ｓ１０５）。
【０１５５】
ここで、デューティ比を増加させるということは、スイッチ素子のターンオン時間を長くするということであり、これは、コイルにより多くの電流を流してロータが速く回転するようになることを意味する。
【０１５６】
その後、フォトセンサを用いてロータの回転速度及び位相を検知し、毎分当りの回転数を第１基準数と比較する（Ｓ１０６）。
【０１５７】
前記段階Ｓ１０６の比較結果、検知されたモータの毎分当りの回転数が第１基準数（例えば２００ｒｐｍ）より速くなると、スイッチ駆動部は高効率区間に進入したと判断し、電源部を制御して、ＳＲＭに印加される電流を最大電流から定格電流に変換して供給されるようにする（Ｓ１０７）。
【０１５８】
その後、スイッチ駆動部は継続して駆動制御信号のデューティ比を増加させることにより、ロータの回転速度を増加させる（Ｓ１０８）。
【０１５９】
ここで、デューティ比を増加させるということは、スイッチ素子（図２の場合は共通スイッチ素子及び下位スイッチ素子、図６の場合は上位スイッチ素子及び共通スイッチ素子）のターンオン時間を長くするということであり、これは、コイルにより多くの電流を流して、ロータが速く回転するようになることを意味する。
【０１６０】
その後、フォトセンサを用いてロータの回転速度及び位相を検知し、毎分当りの回転数を第２基準数と比較する（Ｓ１０９）。
【０１６１】
前記段階Ｓ１０９の比較結果、検知されたモータの毎分当りの回転数が第２基準数（例えば６００ｒｐｍ）より速くなると、スイッチ駆動部は高速度区間に進入したと判断し、各相のスイッチ素子のうち内側コイルまたは外側コイルに対応するスイッチ素子にのみターンオン制御信号を供給することで、内側コイルまたは外側コイルにのみ電流が供給されるようにする（Ｓ１１０）。
【０１６２】
例えば、図２に図示された駆動装置を用いて上記の駆動方法を施す場合には、スイッチ駆動部５００ａは、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ａ、１０２ａ、１０４ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１６３】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ａは、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち内側スイッチ素子２０１ａ、２０４ａ、２０７ａをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ａ〜２０８ａのうち共通スイッチ素子２００ａ、２０３ａ、２０６ａ及び外側スイッチ素子２０２ａ、２０５ａ、２０８ａを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【０１６４】
また、他の例としては、図６に図示された駆動装置を用いて上記の駆動方法を施す場合には、スイッチ駆動部５００ｂは、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂを順にターンオンさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂをターンオフさせることで、各相の内側コイル１００ｂ、１０２ｂ、１０４ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにする。
【０１６５】
これと異なって、スイッチ駆動部５００ｂは、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち内側スイッチ素子２００ｂ、２０３ｂ、２０６ｂをターンオフさせ、各相のスイッチ素子２００ｂ〜２０８ｂのうち共通スイッチ素子２０１ｂ、２０４ｂ、２０７ｂ及び外側スイッチ素子２０２ｂ、２０５ｂ、２０８ｂを順にターンオンさせることで、各相の外側コイル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂにのみ電流が供給されて磁界が誘導されるようにすることもできる。
【０１６６】
一方、スイッチ駆動部は、比較結果、モータの毎分当りの回転数が第２基準数以下であると、デューティ比を調整する過程を継続する。
【０１６７】
また、外部電源をターンオフすると（Ｓ１１１）終了し、以後に外部電源が再びターンオンされるか否かを判断して（Ｓ１０１）、電源がターンオンされると前記過程を繰り返す。
【０１６８】
上記のような本発明によると、内側ロータと外側ロータとを個別的に駆動させることにより、高トルク区間、高効率区間及び高速度区間からなる駆動状態に応じて、区間毎にもっとも最適化された制御が可能になる。
【０１６９】
特に、本発明によると、高速度区間で内側ロータと外側ロータのうち何れか一つのみを駆動させることにより、効率的な駆動が可能になる。
【０１７０】
以上、本発明の好ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述の特定実施例に限定されず、請求範囲にて請求する本発明の旨を外れずに、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは明らかであり、このような変形実施は本発明の技術的思想から個別的に理解されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】従来発明によるスイッチドリラクタンスモータの概略的な断面図である。
【図２】本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【図３】図２のスイッチ駆動部において、高トルク区間と高効率区間で出力される制御信号の波形図である。
【図４】図２のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第１実施例による波形図である。
【図５】図２のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第２実施例による波形図である。
【図６】本発明の第２実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動装置の回路図である。
【図７】図６のスイッチ駆動部において、高トルク区間と高効率区間で出力される制御信号の波形図である。
【図８】図６のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第１実施例による波形図である。
【図９】図６のスイッチ駆動部において、高速度区間で出力される制御信号の第２実施例による波形図である。
【図１０】本発明の第１及び第２実施例による駆動装置が適用されたスイッチドリラクタンスモータの概略的な断面図である。
【図１１】図１０に図示されたスイッチドリラクタンスモータの斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施例によるスイッチドリラクタンスモータの駆動方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７２】
１０ａ、１０ｂ 電源部
１００ａ〜１０５ａ、１００ｂ〜１０５ｂ コイル
２００ａ〜２０８ａ、２００ｂ〜２０８ｂ スイッチ素子
３００ａ、３００ｂ キャパシタ
４００ａ〜４０８ａ、４００ｂ〜４０８ｂ ダイオード
５００ａ、５００ｂ スイッチ駆動部
１１００ スイッチドリラクタンスモータ
１１１０ 外側ロータ
１１１１ 突極
１１２０ ステータ
１１２１ ステータコア
１１２２ コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電流を供給する電源部と、
前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ対の下位スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ対の下位スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結された２Ｎ個の第１フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ個の第２フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項２】
前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項３に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項５】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項６】
前記モータは、
内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、
外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、
前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、
前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項７】
前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする請求項６に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項８】
前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする請求項６に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項９】
直流電流を供給する電源部と、
前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ対の上位スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ個の共通スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結されたＮ個の第１フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ対の第２フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１０】
前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１１】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１２】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１３】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１４】
前記モータは、
内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、
外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、
前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、
前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１５】
前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする請求項１４に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１６】
前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする請求項１４に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１７】
（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ対の下位スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、
（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項１８】
（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、
（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む請求項１７に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項１９】
（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、
（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む請求項１８に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項２０】
（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ対の上位スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、
（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項２１】
（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、
（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む請求項２０に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項２２】
（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、
（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む請求項２１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項１】
直流電流を供給する電源部と、
前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ対の下位スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ対の下位スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結された２Ｎ個の第１フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ個の第２フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項２】
前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項３に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項５】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項６】
前記モータは、
内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、
外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、
前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、
前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項７】
前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする請求項６に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項８】
前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする請求項６に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項９】
直流電流を供給する電源部と、
前記電源部から供給される電流によって磁界を誘導して、スイッチドリラクタンスモータに駆動力を提供する、並列に２個が対をなすＮ対のコイルと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結され、前記電源部から供給される直流電流を開閉するＮ対の上位スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結され、前記Ｎ対のコイルを経由した電流を開閉するＮ個の共通スイッチ素子と、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれの下部と前記Ｎ個の共通スイッチ素子とのそれぞれの連結点に一端子が連結され、電源供給端子に他端子がそれぞれ連結されたＮ個の第１フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部と接地との間に連結されたＮ対の第２フリーホイールダイオードと、
前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供して、Ｎ対のコイルに順に電流が供給されるようにするスイッチ駆動部と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１０】
前記電源部から供給される直流電流を平滑化して前記Ｎ対のコイルに供給し、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子がターンオフされる時、前記Ｎ対のコイルの残留電流を充電するキャパシタをさらに含む請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１１】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より小さいと、前記電源部を制御して最大電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１２】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第１基準数より大きいと、前記電源部を制御して定格電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１３】
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して、第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子に制御信号を提供することを特徴とする請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１４】
前記モータは、
内周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された外側ロータと、
外周面に沿って等間隔に突出された複数個の突極が形成された内側ロータと、
前記外側ロータの内部に備えられ、前記内側ロータが回転可能であるように内周部に備えられており、前記外側ロータの突極に向って突出された一対の外側ステータ突極及び前記外側ステータ突極を連結支持する外側ステータヨークからなる複数個の外側ステータコアと、前記内側ロータの突極に向って突出された一対の内側ステータ突極及び前記内側ステータ突極を連結支持する内側ステータヨークからなる複数個の内側ステータコアと、を含むステータと、を備え、
前記Ｎ対のコイルは、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ巻回されていることを特徴とする請求項９に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１５】
前記外側ステータコアは、パイ（π）状からなることを特徴とする請求項１４に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１６】
前記外側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して外周面に沿って等ピッチで６個が形成され、前記内側ステータコアは前記ステータの円周方向に対して内周面に沿って等ピッチで６個が形成されて、前記外側ステータ突極及び内側ステータ突極にそれぞれ前記コイルが巻回されて３相巻線からなり、前記外側ロータの突極は外側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成され、前記内側ロータの突極は内側ロータの円周方向に対して等ピッチで１０個が形成されることを特徴とする請求項１４に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動装置。
【請求項１７】
（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ対の下位スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、
（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項１８】
（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、
（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む請求項１７に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項１９】
（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、
（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ個の共通スイッチ素子及びＮ対の下位スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む請求項１８に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項２０】
（Ａ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル上部に直列連結されたＮ対の上位スイッチ素子及び前記Ｎ対のコイルのそれぞれのコイル下部に直列連結されたＮ個の共通スイッチ素子を制御して離脱パルスを加えることにより、前記スイッチドリラクタンスモータを駆動させる段階と、
（Ｂ）前記スイッチ駆動部が、前記スイッチドリラクタンスモータのＮ対のコイルに、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御して最大電流を供給することにより、前記スイッチドリラクタンスモータを回転させる段階と、を含むスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項２１】
（Ｃ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第１基準数と比較する段階と、
（Ｄ）スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第１基準数より大きいと、電源部を制御して定格電流が前記Ｎ対のコイルに供給されるようにする段階と、をさらに含む請求項２０に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【請求項２２】
（Ｅ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数を検出して第２基準数と比較する段階と、
（Ｆ）前記スイッチ駆動部が、スイッチドリラクタンスモータの毎分当りの回転数が第２基準数より大きいと、前記Ｎ対のコイルに対してそれぞれのコイルのうち何れか一つのコイルにのみ電流が流れるように、前記Ｎ対の上位スイッチ素子及びＮ個の共通スイッチ素子を制御する段階と、をさらに含む請求項２１に記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９９２４１（Ｐ２０１３−９９２４１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３９７１０（Ｐ２０１２−３９７１０）
【出願日】平成２４年２月２７日（２０１２．２．２７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２７日（２０１２．２．２７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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