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KR102322757B1 - 스위치드 릴럭턴스 모터를 포함하는 조리 기기 및 이의 동작 방법 - Google Patents

스위치드 릴럭턴스 모터를 포함하는 조리 기기 및 이의 동작 방법 Download PDF

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KR102322757B1
KR102322757B1 KR1020190094028A KR20190094028A KR102322757B1 KR 102322757 B1 KR102322757 B1 KR 102322757B1 KR 1020190094028 A KR1020190094028 A KR 1020190094028A KR 20190094028 A KR20190094028 A KR 20190094028A KR 102322757 B1 KR102322757 B1 KR 102322757B1
Authority
KR
South Korea
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temperature
motor
switched reluctance
reluctance motor
braking
Prior art date
Application number
KR1020190094028A
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Inventor
김정훈
Original Assignee
(주)쿠첸
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Filing date
Publication date
Application filed by (주)쿠첸 filed Critical (주)쿠첸
Priority to KR1020190094028A priority Critical patent/KR102322757B1/ko
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Abstract

SR 모터를 포함하는 조리 기기의 동작 방법이 개시된다. 본 개시의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터 및 온도 센서를 포함하는 조리 기기의 동작 방법은, 설정된 주파수 및 회전 방향에 기초하여 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 단계, 온도 센서로부터 스위치드 릴럭턴스 모터의 온도 센싱 데이터를 획득하는 단계, 획득된 온도 센싱 데이터에 기반하여, 온도의 상승 기울기를 식별하는 단계, 및 상승 기울기에 기반하여, 스위치드 릴럭턴스 모터를 제동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터를 포함하는 조리 기기 및 이의 동작 방법{OPERATING METHOD FOR COOCKER INCLUDING SWITCHED RELUCTANCE MOTOR}
본 개시의 기술적 사상은 스위치드 릴럭턴스 모터 (Switched Reluctance Motor; 이하, 'SR 모터'라 한다)를 포함하는 조리 기기의 동작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센싱 데이터에 기반한 SR 모터의 제어 방법에 관한 것이다.
SR 모터는 자기저항(reluctance)의 변화에 따라 발생하는 토크를 이용하여 회전력을 발생시키는 전동기이다. SR 모터는 고성능 및 고내구성을 가지며, 구조가 단순하여 최근 폭넓은 관심을 받고 있으며, 세탁기, 냉장고, 에어컨, 쿠커 등과 같은 각종 가전기기나 다양한 운송기계, 의료 장비 등의 구동장치로서 사용될 수 있다. SR 모터가 고속으로 동작하는 경우, 열이 발생하여 SR 모터의 온도가 상승할 수 있다. 따라서, SR 모터의 온도가 비정상적으로 상승하는 경우 SR 모터를 제동할 필요성이 요구된다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 SR 모터를 제동하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터를 포함하는 조리 기기의 동작 방법은, 설정된 주파수 및 회전 방향에 기초하여 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 단계, 상기 온도 센서로부터 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 온도 센싱 데이터를 획득하는 단계, 상기 획득된 온도 센싱 데이터에 기반하여, 온도의 상승 기울기를 식별하는 단계, 및 상기 상승 기울기에 기반하여, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 제동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 SR 모터를 포함하는 조리 기기의 동작 방법에 따르면, SR 모터의 구동에 따라 온도가 비정상적으로 상승하는 경우, 빠르게 SR 모터를 제동함으로써 화재 및 SR 모터의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 조리 기기의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 구조 및 기본 동작 원리를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 제어기의 동작 순서도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 온도가 선형적으로 증가하는 경우의 온도-시간 그래프이다.
도 6은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 온도가 비선형적으로 증가하는 경우의 온도-시간 그래프이다.
도 7은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 온도 센서의 회로도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 개시에서 사용한 “제1~”, “제2~” 와 같은 서수적인 표현은 “제1~”이 “제2~”보다 앞선 것임을 한정하지 않으며, 유사한 구성을 달리 구분하여 표현하기 위한 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 조리 기기의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 조리 기기(1)는 SR 모터 시스템(10), 입력부(20), 메모리(30), 디스플레이(40), 스피커(50), 프로세서(60), 및 온도 센서(150)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 조리 기기(1)는 조리 기기(1)와 별개로 구성된 조리 용기(미도시)를 가열하거나, 또는 내용물을 분쇄하는 기기일 수 있고, 예를 들어, 멀티 쿠커, 로봇 쿠커 등을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, SR 모터 시스템(10)은 SR 모터(110) 및 SR 모터를 구동 및 제어하기 위한 SR 모터 드라이버(120), 및 구동 드라이버(140)를 포함할 수 있다. SR 모터 시스템(10)은 도 2 및 도 3a, 3b에서 구체적으로 후술하기로 한다.
다양한 실시예들에 따라, 입력부(20)는 사용자 입력을 수신할 수 있고, 다양한 사용자 입력들을 수신하기 위한 복수의 입력 버튼들 및/또는 스마트 다이얼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력은 조리 동작의 개시, 조리 동작의 선택, 조리 동작의 예약 등을 지시하는 터치 입력일 수 있다. 예를 들어, 입력부(20)는 감압 방식 및 정전용량 방식 등을 포함하는 다양한 방식에 따른 터치 입력을 감지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 메모리(30)는 프로세서(60)의 동작과 관련된 제어 알고리즘 및/또는 제어 알고리즘의 실행에 의해 생성되는 각종 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(30)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(30)는 프로세서(60) 내에 구비될 수도 있고, 예를 들어, 프로세서(60) 내에 구비되는 레지스터일 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 디스플레이(40)는 조리 기기(100)의 상태 정보, 설정 정보 또는 사용자 입력에 대응하는 정보 등을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(40)는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), TFT LCD(thin-film-transistor LCD), OLED(organic light emitting diode)를 포함하는 다양한 장치들 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따라, 입력부(20)와 디스플레이(40)는 일체형으로 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 스피커(50)는 조리 기기(1)의 출력 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 스피커(50)는 조리 기기(1)의 내부 온도가 급격하게 상승하여 화재 또는 조리 기기(1)의 오작동을 알리기 위한 오디오 신호를 출력할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 온도 센서(150)는 조리 기기(1) 내부의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(150)는 SR 모터(110)의 온도를 측정하여 SR 모터 시스템(10)에게 제공할 수 있다. SR 모터 시스템(10)은 상기 제공된 온도에 관한 정보에 기반하여, SR 모터(110)를 제동할 것인지 여부를 판단할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 온도 센서(150)는 SR 모터 시스템(10)으로부터 근거리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(150)는 SR 모터 시스템(10)과 히트싱크(heatsink) 사이의 공간에 배치되어, SR 모터(110)의 정확한 온도 정보를 획득할 수 있다.
도 2는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 구조 및 기본 동작 원리를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, SR 모터 시스템(10)은 SR 모터(110), SR모터 드라이버(120)(이하, SRM 드라이버라고 함), 위치 센서부(130) 및 구동 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다. SR모터 드라이버(120), 위치 센서부(130) 및 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 구동을 위한 구동 회로로 지칭될 수 있다.
SR 모터(110)는, 자기저항의 변화에 따라 발생하는 릴럭턴스 토크(Reluctance Torque)를 이용하여 회전력을 얻을 수 있다. 도 2a를 참조하면, SR 모터(110)는 고정자(11)(stator) 및 회전자(12)(rotator)를 포함할 수 있다. 고정자(11) 및 회전자(12)는 투자율이 높은 자성 물질들로 구성될 수 있으며, 예컨대, 규소 강판이 적층된 구조를 가질 수 있다. SR 모터(110)는, 고정자(11)와 회전자(12)가 모두 돌극형 구조를 가지는 이중 돌극형(double salient pole)구조를 가질 수 있다. 고정자(11) 및 회전자(12)는 각각 복수의 돌극(silent-pole)을 포함한다. 고정자(11)의 돌극들에는 코일(13)이 권선된다. 회전자(12)의 중심에는 SR 모터(110)의 샤프트가 연결되며, 회전자(12)와 동시에 회전하는 센싱 마그넷이 샤프트 또는 회전자(12)에 장착될 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 SR 모터(110)는 4상 모터 구조를 가질 수 있다. SR 모터(110)의 고정자(11)는 8개의 돌극들(예컨대, A극, B극, C극, D극, A'극, B'극, C'극, D'극)을 포함하고, 회전자(12)는 6개의 돌극들을 포함할 수 있다. 고정자(11)의 서로 대향하는 돌극들에는 코일이 권선된다. 도 2a에서는 A극과 A'극에 코일(13)이 감겨진 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, A극과 A'극, B극과 B'극, C극과 C'극, D극과 D'극에 각각 A상 코일, B상 코일, C상 코일 및 D상 코일이 권선될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 코일(13)(즉, 권선)의 양단에 전압이 인가되어, 즉 코일(13)이 통전되어 코일(13)에 전류가 흐르면, 코일(13)이 권선된 돌극들이 여자되고(excitation), 전류의 방향에 직교하는 방향으로 자속이 발생한다. 예컨대, A극과 A'극에 권선된 코일(13)의 권선 방향에 따라서, A극의 오른쪽에서 왼쪽으로 전류(I)가 흐르면 A극과 A'극이 여자되고, 전류(I)에 직교하는 F1 방향으로 자속이 발생한다. 이하, 본 개시에서, 돌극이 여자된다는 표현은 상기 돌극에 권선된 코일(13)이 통전됨으로써 여자된다는 의미와 동일하게 사용하기로 한다.
자속이 회전자(12)를 경유함에 따라서, 회전자(12)에 전류가 발생하고, 고정자(11)의 자속과 회전자(12)의 자속이 쇄교함에 따라 토크(torque)가 발생하게 된다. 즉, 고정자(11)와 회전자(12) 간에 작용하는 자기 흡인력에 의하여 토크가 발생할 수 있다. A상, B상, C 상 및 D상의 코일들에 순차적으로 전압이 인가되고 상전류가 흐름으로써 회전자(12)가 회전할 수 있다.
계속하여 도 1을 참조하면, SRM 드라이버(120)(또는 SRM 인버터로 지칭됨)는 스위칭 동작을 통해, 직류전압을 SRM 모터(110)의 코일들(예컨대, A상, B상, C상 및 D상 코일들) 각각에 인가할 수 있다. SR 모터 시스템(10)은 입력되는 상용 교류 전원을 직류 전원(즉, 직류 전압)으로 정류하는 컨버터(미도시)를 더 포함할 수 있으며, SRM 드라이버(120)는 컨버터로부터 제공되는 직류 전압을 SRM 모터(110)의 코일들에 인가할 수 있다.
SRM 드라이버(120)는 스위칭 소자들(후술되는 도 3의 Q1 내지 Q6)을 포함할 수 있으며, 스위칭 소자들이 스위칭 신호들(SSWs)에 응답하여 '턴-온' 또는 '턴-오프'되어 코일들에 전압을 인가할 수 있다. 또한, SRM 드라이버(120)는 SR 모터(110)의 상태를 감지하기 위한 센싱 신호들(Ssen), 예컨대, 전류, 전압 등을 센싱하기 위한 센싱 신호들(Ssen)을 출력할 수 있다.
위치 센서부(130)는 회전자(12)의 각도 위치에 상응하는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 제공한다. 실시예에 있어서, 위치 센서부(130)는 센서 마그넷에 근접하게 배치되는 복수의 홀 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어서, 위치 센서부(130)는 제1 홀 센서(131) 및 제2 홀 센서(132)를 포함할 수 있다. 제1 홀 센서(131) 및 제2 홀 센서(132)는, 회전자(12)가 회전시 센서 마그넷의 자기 신호를 감지하여 각각 제1 위치 센싱 신호(SS1) 및 제2 위치 센싱 신호(SS2)를 출력할 수 있다.
구동 컨트롤러(140)는 스위칭 신호들(SSWs)을 생성하고, 스위칭 신호들(SSWs)을 SRM 드라이버(120)에 제공할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 제어 신호(Ctrl)(예컨대 사용자 입력 또는 미리 설정된 구동 알고리즘에 따른 회전 방향, 속도 지령 및/또는 토크 지령 등을 설정하는 제어 신호), 위치 센서부(130)로부터 제공되는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2) 및 SRM 드라이버(120)로부터 제공되는 센싱 신호들(Ssen) 중 적어도 하나를 기초로 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다.
구동 컨트롤러(140)는 설정된 회전 방향 및 속도 등에 따라서, SR 모터(110) 구동을 위한 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 실시예에 있어서, 구동 컨트롤러(140)는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 기초로 SR 모터(110)의 회전 속도를 검출하고, SRM 드라이버(120)로부터 출력되는 센싱 신호(Ssen)를 기초로, SRM 모터(110)의 코일들을 통해 흐르는 전류량을 검출할 수 있으며, 속도 지령에 따른 타겟 속도와 SR 모터(110)의 회전 속도(즉, 현재 속도)의 차이를 기초로 SRM 모터(110)의 코일들을 통해 흐르는 전류량을 증가시키거나 또는 감소시키기 위하여 스위칭 신호들(SSWs)의 듀티비를 조절할 수 있다.
또한, SR 모터(110) 구동 중 이상 상황 발생 시, 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)를 제동 시키기 위한 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 외부로부터의 제동 요청 신호 또는 이상 상황 발생 감지 시(예컨대, 역회전, 전압 또는 전류의 이상 레벨 감지) SR 모터(110)를 긴급 제동하기 위한 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 온도 값 및 온도 상승의 기울기 값에 기반하여 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 구동 컨트롤러(140)는 온도 센서(150)로부터 획득된 온도 센싱 데이터(TSD)에 기반하여, SR 모터의 온도 값이 임계 온도 값을 초과하거나, 또는 온도 상승의 기울기가 선형(linear)적으로 증가하지 않는 경우, 이상 상황 발생을 감지하고, SR 모터(110)를 제동시킬 수 있다.
실시예에 있어서, 구동 컨트롤러(140)는 마이크로 컨트롤러(또는 마이크로 컴퓨터)로 구현될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 구동 컨트롤러(140)는 CPU(Central Processing Unit), 프로세서, DSP(Digital Signal Processing), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP), MCU(Micro Controller Unit), 또는 미니 컴퓨터와 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
구동 컨트롤러(140)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성기(141)를 포함할 수 있으며, PWM 신호 생성기(141)는 PWM 신호들을 생성하고, PWM 신호들을 스위칭 신호들(SSWs)로서 제공할 수 있다. PWMW 신호 생성기(141)는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2) 및 온도 센싱 데이터(TSD)을 기초로, PWM 신호들, 즉 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있으며, 제어 신호(Ctrl) 및 센싱 신호들(Ssen)을 기초로 PWM 신호의 듀티비(duty ratio)를 조절할 수 있다.
온도 센서(150)는 SR 모터(110)의 온도를 센싱하고, 온도 센싱 데이터(TSD)를 구동 컨트롤러(140)에게 제공할 수 있다. 온도 센싱 데이터(TSD)는 SR 모터(110)를 제동시킬 것인지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 온도 센싱 데이터(TSD)에 기반하여 SR 모터(110)의 현재 온도, 및 이전에 획득된 온도 센싱 데이터들에 기반하여 온도 상승의 기울기 값을 획득할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 온도 센서(150)는 미리 정의된 시간마다 SR 모터(110)의 온도를 센싱하여 온도 센싱 데이터(TSD)를 구동 드라이버(140)에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 시간은 1초일 수 있다. 다만, 상기 미리 정의된 시간은 이에 제한되지 않으며, 온도 센서(150)는 다양한 시간 간격마다 온도 센싱 데이터(TSD)를 구동 드라이버(140)에게 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 온도 센서(150)는 SR 모터(110)와 인접한 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(150)는 SR 모터(110)와 히트싱크 사이에 배치될 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 제어기의 동작 순서도이다.
도 4를 참조하면, 동작 S110에서 SR 모터(110)가 구동될 수 있다. 전술한 바와 같이, 구동 컨트롤러(140), SRM 드라이버(120) 및 위치 센서부(130)의 동작에 기초하여, SR 모터(110)의 회전자(13)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
동작 S120에서, 구동 컨트롤러(140)는 온도 정보를 획득할 수 있다. 온도 센서(150)는 미리 정의된 시간 간격마다 SR 모터(110)의 온도를 센싱하고, 획득된 온도 센싱 데이터(TSD)를 구동 컨트롤러(140)에게 송신할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(150)는 1초마다 온도 센싱 데이터(TSD)를 구동 컨트롤러(140)에게 전송할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다양한 실시예들에 따라, 상기 미리 정의된 시간 간격은 SR 모터 시스템(10)의 전체 부하(load)를 고려하여 결정될 수 있다.
동작 S130에서, 구동 컨트롤러(140)는 온도의 상승 기울기가 선형(linear)적인지 판단할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)의 연산부(미도시)는 일정 시구간 동안 획득한 복수의 온도 센싱 데이터를 이용하여 SR 모터(110)의 온도 변화 즉, SR 모터(110)의 온도가 상승하는 기울기 값을 획득할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 기울기 값의 변화량에 기반하여 상승 기울기의 선형성(linearity) 또는 비선형성(non-linearity)을 판단할 수 있다.
동작 S140에서, 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 비정상적으로 동작함을 결정할 수 있다. 예를 들어, SR 모터(110)의 온도 상승 기울기가 시간이 경과함에 따라 증가하는 경우, SR 모터(110)에 이상 상황이 발생하였음을 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, SR 모터(110)의 온도 상승 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 초과하여 급격하게 상승하는 경우, SR 모터(110)에 이상 상황이 발생하였음을 판단할 수 있다.
동작 S150에서, 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 온도가 임계 온도를 초과하였는지 판단할 수 있다. SR 모터(110)가 정상적으로 동작하는 경우, SR 모터(110)의 온도는 선형적으로 증가하여 포화 온도를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 포화 온도는 100°C일 수 있다. 상기 임계 온도는, 화재 발생 또는 SR 모터(110)의 오작동을 방지하기 위하여, SR 모터(110)를 제동시켜야 하는 온도를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계 온도는 150°C일 수 있다.
동작 S160에서, 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)를 정지할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 온도가 임계 온도를 초과하였거나, 또는 SR 모터(110)의 상승 기울기가 비선형적인 경우, SR 모터(110)를 제동할 것을 지시할 수 있다. 예를 들어, 구동 컨트롤러(140)는 온도 센서(150)로부터 제공된 온도 센싱 데이터(TSD)에 기반하여 현재 온도가 150°C를 초과한 경우, SR 모터(110)를 제동 시키기 위한 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 구동 컨트롤러(140)는 온도 센싱 데이터(TSD)에 기반하여 온도의 상승 기울기를 식별하고, 상승 기울기의 변화가 비선형적인 경우, SR 모터(110)의 제동을 지시하는 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 즉, 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 온도가 포화 온도에 도달하기 이전이라도, 온도 상승 기울기가 비선형적인 경우(예를 들어, 지수(exponential) 함수적으로 증가), 상기 스위칭 신호들(SSWs)을 생성하여 SR 모터(110)를 제동시킴으로써 화재를 미연에 방지하고, SR 모터(110)의 IGBT, FET과 같은 SR 모터(110)에 포함되는 구성들의 오작동을 방지할 수 있다.
동작 S170에서, 구동 컨트롤러(140)는 과열 알림을 출력할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 사용자에게 시각적 또는 청각적 알림을 제공함으로써, SR 모터(110)의 과열 가능성 및 오작동 가능성을 알릴 수 있다. 예를 들어, 구동 컨트롤러(140)는 디스플레이(미도시)를 통해 시각적 알림을 제공할 수 있다. 상기 시각적 알림은, 미리 지정된 문구를 출력함으로써 제공될 수 있다. 상기 미리 지정된 문구는 "모터의 과열이 감지되었습니다", "모터의 오작동으로 인해 동작을 정지합니다" 와 같은 사용자의 주의를 환기시키기 위한 다양한 문구들을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 구동 컨트롤러(140)는 스피커(미도시)를 통해 청각적 알림을 제공할 수도 있다. 일 예로, 스피커(미도시)는 TTS(text to speech) 변환을 통해 상기 미리 지정된 문구를 청각적으로 출력할 수 있다. 다른 예로, 스피커(미도시)는 미리 지정된 경고음을 출력할 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 온도가 선형적으로 증가하는 경우의 온도-시간 그래프이다.
도 5a를 참조하면, t=0인 시점에서 SR 모터(110)가 구동될 수 있다. SR 모터(110)가 회전 동작을 수행함에 따라, SR 모터(110)의 온도는 상승할 수 있다. 여기서, SR 모터(110)의 온도는 일정한 기울기를 따라 상승할 수 있다. 이후, SR 모터(110)의 온도는 포화 온도(Tsat)에서 일정하게 유지될 수 있다. SR 모터(110)가 정상적으로 동작하는 경우, 포화 온도(Tsat)에 도달하고, 추가적인 온도 상승이 없으므로, 임계 온도(Tmax)까지 온도가 상승하지 않는다.
도 5b를 참조하면, t=0인 시점에서 SR 모터(110)가 구동될 수 있다. SR 모터(110)가 회전 동작을 수행함에 따라, SR 모터(110)의 온도는 상승하고, 포화 온도(Tsat)에서 일정하게 유지될 수 있다. 이후, 주변 온도, SR 모터(110)의 구동 환경 등에 따라, SR 모터(110)의 온도는 상승 및 하락을 반복할 수 있다. SR 모터(110)의 구동 중에 온도가 지속적으로 상승하여 t=tstop인 시점에 임계 온도(Tmax)에 도달할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 온도 상승 구간에서 SR 모터(110)가 정상적으로 동작함으로써, 온도가 선형적으로 증가하였다고 하더라도, SR 모터(110)의 온도가 임계 온도에 도달한 이상, SR 모터(110)를 제동시키기 위한 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다.
도 6은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 온도가 비선형적으로 증가하는 경우의 온도-시간 그래프이다.
도 6을 참조하면, t=0인 시점에서 SR 모터(110)가 구동될 수 있다. SR 모터(110)에 오작동이 발생한 경우, 온도는 비선형적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, SR 모터(110)의 온도는 지수 함수적으로 급격하게 증가할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 온도가 포화 온도(Tsat) 또는 임계 온도(Tmax)보다 낮음에도 불구하고, SR 모터(110)를 제동시키기 위한 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 이에 따라, 오작동 초기에 SR 모터(110)를 제동함으로써 화재를 미연에 방지하고, 급격한 온도 상승으로 인한 SR 모터(110)의 구성들(예를 들어, IGBT, FET)의 고장을 방지할 수 있다.
도 7은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 온도 센서(150)의 회로도이다.
도 7을 참조하면, 온도 센서(150)는 저항 Rs 및 필터(160)를 포함할 수 있다. 필터(160)는 저항 Rf와 커패시터 C1 및 커패시터 C2를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 저항 Rs는 온도에 따라 상이한 저항 값들을 가질 수 있다. 저항 Rs는 주변 온도가 상승하는 경우, 저항 값이 작아질 수 있다. 저항 Rb와 저항 Rs는 전원 노드(Vnode)의 전압 값을 저항 값의 비율에 따라 전압 분배(voltage divider)할 수 있다. 예를 들어, 온도가 상승하는 경우, 저항 Rs의 저항 값이 작아지므로, 저항 Rs와 저항 Rb 사이에 노드(ND)의 전압 레벨은 작아질 수 있다. 다른 예를 들어, 온도가 감소하는 경우, 저항 Rs의 저항 값은 증가하므로, 전압 분배에 따라 저항 Rb와 저항 Rs 사이에 위치하는 노드(ND)의 전압 레벨은 증가할 수 있다. 필터(160)는 정확한 전압 값을 측정하도록 잡음을 제거할 수 있다. 온도 측정의 경우, 열 잡음(thermal noise)가 포함될 수 있다. 즉, 저항 Rs와 저항 Rb 사이의 노드(ND) 전압 값에는 열 잡음에 의한 전압 성분이 포함될 수 있다. 상기 열 잡음에 의한 전압 성분은 커패시터 C1, 커패시터 C2 및 저항 Rf를 통과함으로써 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 커패시터 C1의 커패시턴스 값은 0.1uF, 상기 커패시터 C2의 커패시턴스 값은 10nF, 저항 Rf의 저항 값은 1000Ω일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 주파수 대역의 추가적인 잡음을 제거하기 위하여 다양한 값들의 커패시터 및 저항이 사용될 수 있다. 전술한 실시예들에 따라, 온도 센서(150)는 필터(160)를 통과한 전압 값을 센싱함으로써 열 잡음이 제거된 전압 값을 획득하고, ADC(analog to digital conversion) 변환을 통해 SR 모터(110)의 온도를 식별할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (5)

  1. 스위치드 릴럭턴스 모터 및 온도 센서를 포함하는 조리 기기의 동작 방법에 있어서,
    설정된 주파수 및 회전 방향에 기초하여 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 단계;
    상기 온도 센서로부터 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 온도 센싱 데이터를 획득하는 단계;
    상기 획득된 온도 센싱 데이터에 기반하여, 온도의 상승 기울기를 식별하는 단계; 및
    상기 상승 기울기에 기반하여, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 제동하는 단계를 포함하고,
    상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 제동하는 단계는,
    상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 온도가 포화 온도보다 작은 값이라도, 상기 상승 기울기가 비선형적인 경우, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 제동하는 단계를 더 포함하고,
    상기 포화 온도는, 상기 상승 기울기가 선형적인 경우, 포화되는 온도에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상승 기울기가 선형적인 경우, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 온도가 임계 온도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 임계 온도를 초과하는 것을 검출함에 응답하여, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 제동하는 단계를 더 포함하고,
    상기 임계 온도는, 상기 포화 온도보다 높은 온도에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상승 기울기가 비선형적인 경우 또는 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 온도가 상기 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 과열을 지시하는 알림을 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 알림은 디스플레이 및/또는 스피커를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조리 기기는, 히트싱크(heaksink)를 더 포함하고,
    상기 온도 센서는, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터와 상기 히트싱크 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
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인용발명 2: 일본 공개특허공보 특개2015-136217호(2015.07.27.) 1부.*
인용발명 3: 일본 공개특허공보 특개2008-172938호(2008.07.24.) 1부.*

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