WO2024043623A1 - 모터를 포함하는 가전 기기 및 가전 기기 제어 방법 - Google Patents

모터를 포함하는 가전 기기 및 가전 기기 제어 방법 Download PDF

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    • H02P6/28—Arrangements for controlling current

Definitions

  • Embodiments of the present disclosure relate to a home appliance including a motor, a home appliance control method, and a computer-readable recording medium on which a program for execution by a computer performing the home appliance control method is recorded.
  • Home appliances such as refrigerators and air conditioners may include a motor for driving a compressor.
  • motors in the form of brushless permanent magnet three-phase synchronous motors can be used, for example.
  • motor phase current and motor speed sensors are essential.
  • a motor speed sensor cannot be installed inside a compressor used in products such as refrigerators or air conditioners.
  • three current sensors must be used to sense three-phase current, but for low cost, small size, and small volume, a circuit that senses three-phase current using one current sensor in the DC terminal is often used in household products. It is being applied.
  • a method of controlling a home appliance 100 including a motor 120 driven by a driving current comprising: receiving a stop signal for stopping the motor 120; Based on receiving the stop signal, performing open brake control to stop supply of driving current to the motor 120; estimating the initial motor speed of the motor at the start of the open brake control based on the motor phase current of the motor at the start of the open brake control; Based on the estimated initial motor speed, determining a starting point of short brake control for applying torque in a direction opposite to the rotation direction of the motor; And a home appliance control method including the step of performing the short break control at the start of the determined short break control is provided.
  • a motor 120 an inverter 122 that generates an alternating current from a direct current power source and outputs an alternating current driving current to the motor 120;
  • a current sensor 210 that measures the motor phase current of the motor 120;
  • a memory 210 storing at least one instruction; and at least one processor 110, wherein the at least one processor 110 receives a stop signal for stopping the motor 120 by executing the at least one instruction, and executes the stop signal.
  • perform open break control to stop supply of the driving current to the motor 120, and based on the motor phase current measured by the current sensor 210 at the start of the open break control.
  • a computer-readable recording medium on which a program for performing a method of controlling a home appliance is recorded on a computer is provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing the operation of a motor according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 is a diagram showing the structure of a home appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a flowchart showing a method for controlling home appliances according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 is a diagram showing the structure of an inverter and a motor according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 5 is a diagram illustrating a process of performing open break control according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 is a diagram showing a case where reverse current is generated during open break control according to a comparative example.
  • Figure 7 is a diagram illustrating a process for performing short break control according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a case in which a breaking current is generated according to a comparative example of the present disclosure.
  • Figure 8b is a diagram showing braking torque according to motor angular speed.
  • Figure 9 is a diagram showing the structure of a home appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of determining a start point of short brake control and performing short brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 11 is a control block diagram for driving a motor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a process for estimating motor speed during open brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of determining a start point of short brake control and performing short brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is a diagram illustrating a process for estimating motor speed, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a process of determining a start point of short brake control and performing short brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 16 is a diagram illustrating a process for estimating a short break start point according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 17 is a diagram showing the driving voltage and DC (direct current) link capacitor voltage of a comparative example performing open break control and an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 18 is a diagram showing the driving current and DC link capacitor voltage of a comparative example that performs short break control and an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 19 is a block diagram showing the structure of a home appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • the expression “at least one of a, b, or c” refers to “a”, “b”, “c”, “a and b”, “a and c”, “b and c”, “a, b and c”, or variations thereof.
  • module or “unit” used in the specification may be implemented as one or a combination of two or more of software, hardware, or firmware, and may be implemented as a plurality of “modules” or “units” according to embodiments of the present disclosure. ” may be implemented as a single element, or one “module” or “part” may include multiple elements.
  • FIG. 1 is a diagram showing the operation of a motor according to an embodiment of the present disclosure.
  • Embodiments of the present disclosure relate to a home appliance 100 including a motor 120.
  • the home appliance 100 may be implemented in the form of, for example, a refrigerator, air conditioner, dryer, dehumidifier, clothes care device, shoe care device, etc.
  • the home appliance 100 performs operations such as temperature control and drying using the compressor 130.
  • the home appliance 100 may include a motor 110 that drives the compressor 130.
  • the motor 110 may supply driving force to drive the compressor 130.
  • the home appliance 100 may turn on/off the compressor 130 and the motor 120 for operations such as temperature control and drying.
  • the home appliance 100 outputs a stop signal to the motor 120 to stop the operation of the compressor 130 and the motor 120.
  • Motor 120 stops in response to the stop signal.
  • the inverter 122 that controls the motor 120 may receive a stop drive signal from the processor 110 to control the motor 120 to stop.
  • the inverter 122 that drives the motor 120 may perform a stop operation to stop the motor 120 in response to a stop drive signal.
  • Methods for stopping the motor 120 include open brake control 144 and short brake control 146.
  • Open brake control 144 is an operation to stop supply of driving current to the motor 120 by opening all switches of the inverter 122 that supplies driving current to the motor 120. When performing open brake control 144, the motor 120 free-runs and stops.
  • the short brake control 146 stops the motor 120 by applying reverse torque to the rotation direction of the motor 120.
  • the short break control 146 turns on some of the plurality of switches of the inverter 122 and turns off some of them, forming a closed loop between the motor 120 and the inverter 122 to provide reverse torque to the motor 120. can be added.
  • open brake control 144 when stopping the motor 120, open brake control 144 is performed first, and short brake control 146 is initiated at a dynamically determined time point.
  • the timing of performing the short brake control 146 while performing the open brake control 144 is dynamically determined by the home appliance 100 based on the speed of the motor 120 at the start of the stop operation.
  • the home appliance 100 may estimate the speed of the motor 120 (140) and determine the start point of short brake control based on the estimated motor speed.
  • the home appliance 100 determines the short brake control start point to start the short brake control 146 after the speed of the motor 120 decreases below the speed reference value.
  • the motor 120 When performing open brake control, the motor 120 may rotate in reverse due to a pressure difference between the suction unit and the discharge unit of the compressor 130.
  • reverse torque may be applied from the compressor 130 to the motor 120 due to a pressure difference between the suction unit and the discharge unit of the compressor 130.
  • a back electromotive force voltage may be generated in proportion to the reverse rotation speed of the motor. As the back electromotive force voltage charges the direct current (DC) link capacitor (U DC ), the DC link voltage may increase.
  • DC direct current
  • open brake control 144 While the motor 120 is free-run by the open brake control 144, when the motor 120 rotates in reverse due to back electromotive force, the motor 120 acts as a generator and generates current through the diode of the inverter 122. As it flows, the DC voltage across both ends of the DC link capacitor (U DC ) can rise. In the process of increasing the DC link voltage, it is possible that the DC link voltage exceeds the rated voltage of the DC link capacitor (U DC ) and the DC link capacitor (U DC ) is damaged. According to one embodiment of the present disclosure, open brake control 144 is performed until the speed of the motor 120 reaches the speed reference value, and then switches to short brake control 146, thereby performing open brake control 144. ) can prevent destruction of the DC link capacitor (U DC ) that occurs.
  • the short brake control 146 applies reverse torque to the rotating motor 120 to stop it.
  • the motor 120 which is rotating at a high speed
  • the short brake control 146 the current flowing through the DC link capacitor (U DC ) is blocked, but a large braking current is used to reduce the power of the inverter 122. flows through a switch or diode.
  • the breaking current exceeds the rated level of the power switch or diode of the inverter 122, the inverter 122 may be damaged.
  • the short break control 146 is applied to the inverter 122 using a single current sensor on the DC side, the motor current cannot be sensed because there is no current sensor in the motor phase current path.
  • the short brake control 146 in order to prevent excessive destruction current during the short brake control 146, the short brake control 146 is applied after reducing the rotation speed of the motor 120 by the open brake control 144. do. If the timing of entering the short brake control 146 after the open brake control 144 is set consistently, the speed of the motor 120 when entering the short brake control 146 is set to the speed of the motor 120 before the stop signal is input. It varies depending on the operating speed and the difference in suction pressure and discharge pressure. One embodiment of the present disclosure dynamically adjusts the starting point of the transition from open brake control 144 to short brake control 146 to initiate short brake control 146 at the same motor speed.
  • the open brake control 144 is performed only until the speed reference value is reached, thereby preventing the DC link capacitor (U DC ) from being destroyed by reverse current.
  • the short break control 146 by starting the short break control 146 at the point when the speed reference value is reached, it is possible to prevent the switch or diode of the inverter 122 from being destroyed by excessive braking current. There is an effect.
  • Figure 2 is a diagram showing the structure of a home appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • Another home appliance 100 may include a processor 110, a motor 120, an inverter 122, a memory 210, and a current sensor 220.
  • Processor 110 controls the overall operation of the home appliance 100.
  • Processor 110 may be implemented with one or more processors.
  • the processor 110 may perform a predetermined operation by executing instructions or commands stored in the memory 210.
  • the processor 110 controls the operation of components provided in the home appliance 100.
  • the processor 110 may include at least one of a Central Processing Unit (CPU), a Graphics Processing Unit (GPU), or a Neural Processing Unit (NPU), or a combination thereof.
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • NPU Neural Processing Unit
  • the motor 120 outputs driving force to a predetermined home appliance function module of the home appliance 100.
  • the motor 120 may operate by receiving driving current from the inverter 122.
  • the motor 120 may correspond to a brushless permanent magnet three-phase synchronous motor.
  • the inverter 122 supplies driving current to the motor 120.
  • the inverter 122 maintains the torque of the motor 120 and controls the speed.
  • the inverter 122 receives direct current power, generates an alternating current driving current through a switching operation, and outputs the driving current to the motor 120.
  • the inverter 122 may include a DC link capacitor (U DC ), a plurality of switches, and a plurality of diodes.
  • U DC DC link capacitor
  • the inverter 122 generates three-phase driving current by controlling the on and off of a plurality of switches and outputs it to the motor 120.
  • the processor 110 generates and outputs a driving signal for driving the inverter 122.
  • the processor 110 may adjust the driving signal of the inverter 122 to adjust the rotation speed of the motor 120.
  • the processor 110 may control the rotation speed of the motor 120 by adjusting the switching frequency of the switch of the inverter 122.
  • Memory 210 stores various information, data, commands, programs, etc. required for the operation of the home appliance 100.
  • the memory 210 may include at least one of volatile memory or non-volatile memory, or a combination thereof.
  • the memory 210 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory (for example, SD (secure digital) or extreme digital memory, etc.), RAM (Random Access Memory), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory) It may include at least one type of storage medium among (Only Memory), magnetic memory, magnetic disk, and optical disk. Additionally, the memory 210 may correspond to a web storage or cloud server that performs a storage function on the Internet.
  • the current sensor 220 measures the current between the inverter 122 and the DC power source 230.
  • the current sensor 220 may be disposed between the cathode of the DC power source 230 and the inverter 122.
  • the current detected by the current sensor 220 corresponds to the motor phase current supplied to the motor 120.
  • the motor phase current is correlated with the rotation speed of the motor 120.
  • the processor 110 may calculate the rotation speed of the motor 120 based on the motor phase current detected by the current sensor 220 during operation of the motor 120.
  • the direct current power supply 230 may correspond to the power module (1980 in FIG. 19) of the home appliance 100.
  • the power module receives power from an external power source, converts it into the rated voltage and current of the home appliance 100, and supplies driving current to each component.
  • the processor 110 When stopping the motor 120, the processor 110 generates a stop drive signal to stop the motor 120 and outputs it to the inverter 122.
  • the stop drive signal includes an open brake drive signal and a short brake drive signal.
  • the processor 110 generates a stop drive signal and outputs it to the inverter 122 while performing a motor stop operation.
  • the processor 110 estimates the speed of the motor 120 based on the motor phase current.
  • the processor 110 obtains the motor phase current value measured by the current sensor 220 when the stop drive signal is output.
  • the processor 110 estimates the initial motor speed corresponding to the motor speed at the start of the stop operation using the motor phase current value when the stop drive signal is output.
  • the processor 110 may estimate the initial motor speed from the motor phase current value using a lookup table or a function for the correlation between the motor phase current value and the motor speed.
  • the memory 210 may previously store a function or a look-up table for the correlation between the motor phase current value and the motor speed.
  • the processor 110 may use a function or lookup table for the correlation between the motor phase current value and the motor speed stored in the memory 210.
  • the processor 110 determines the timing of starting short brake control based on the initial motor speed.
  • the processor 110 determines the timing of starting short brake control to initiate short brake control when the motor speed reaches the speed reference value.
  • the processor 110 switches from open brake control to short break control at the determined short break control start point.
  • the processor 110 generates a short brake driving signal for short brake control and outputs it to the inverter 122.
  • the processor 110 ends the motor stopping operation after a predetermined time has elapsed or the motor 120 has stopped after controlling the short break.
  • Figure 3 is a flowchart showing a method for controlling home appliances according to an embodiment of the present disclosure.
  • a home appliance control method controls a home appliance including a motor.
  • the description will be centered on an embodiment in which the home appliance 100 performs a home appliance control method according to embodiments of the present disclosure. Therefore, the embodiments described with respect to the home appliance 100 are applicable to embodiments with respect to the home appliance control method, and conversely, the embodiments described with respect to the home appliance control method are applicable to the embodiments with respect to the home appliance 100. Applicable.
  • the home appliance control method according to the disclosed embodiments is not limited to being performed by the home appliance 100 disclosed in the present disclosure, and may be performed by various types of home appliances.
  • step S302 the home appliance 100 measures the motor phase current while driving the motor 120.
  • the home appliance 100 measures the current flowing between the DC power source 230 and the inverter 122 using the current sensor 220.
  • step S304 the home appliance 100 performs a motor stop operation to stop the motor 120.
  • the home appliance 100 may use the motor 120 to drive components such as a compressor.
  • the home appliance 100 controls the compressor for operations such as temperature control and humidity control, for example.
  • the home appliance 100 may turn the compressor on/off according to the set temperature or set humidity.
  • the home appliance 100 may stop the operation of the compressor for temperature control or humidity control while operating the compressor. In order to control the operation of the compressor to stop, the home appliance 100 may stop the motor 120.
  • step S306 the home appliance 100 performs open break control.
  • the home appliance 100 first performs open brake control to perform a motor stop operation.
  • the processor 110 generates an open brake driving signal and outputs it to the inverter 122.
  • the inverter 122 receives the open brake driving signal and opens all switches of the inverter 122. Since all switches of the inverter 122 are open, no driving current is output from the inverter 122 to the motor 120.
  • the motor 120 rotates in a free run state without driving current.
  • step S308 the home appliance 100 estimates the initial motor speed, which is the motor speed at the start of the open brake control, based on the motor phase current at the start of the open brake control.
  • the home appliance 100 may estimate the initial motor speed from the motor phase current using a predefined function or lookup table.
  • step S310 the home appliance 100 determines the start point of short brake control based on the initial motor speed.
  • the starting point of short brake control is determined when the motor speed reaches the speed reference value.
  • the home appliance 100 may estimate the motor speed based on the initial motor speed and determine the start point of the short brake control by determining whether the motor speed reaches the speed reference value. Additionally, according to one embodiment, the home appliance 100 may determine the start point of short brake control from the initial motor speed using a lookup table.
  • step S312 the home appliance 100 switches from open brake control to short brake control at the start of short brake control.
  • the home appliance 100 For short brake control, the home appliance 100 generates a short brake control drive signal and outputs it to the inverter 122.
  • the inverter 122 receives the short brake control drive signal and applies reverse torque to the motor 120 to stop the motor 120.
  • Figure 4 is a diagram showing the structure of an inverter and a motor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the inverter 122 includes a plurality of switches (SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6), a plurality of diodes (D1, D2, D3, D4, D5, D6), and a DC link. It may include a capacitor (U DC ). Each of the plurality of switches (SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6) is connected in parallel with a diode (D1, D2, D3, D4, D5, D6).
  • the first switch (SW1) is connected in parallel with the first diode (D1)
  • the second switch (SW2) is connected in parallel with the second diode (D2).
  • the third switch (SW3) is connected in parallel with the third diode (D3), and the fourth switch (SW4) is connected in parallel with the fourth diode (D4).
  • the fifth switch (SW5) is connected in parallel with the fifth diode (D5), and the sixth switch (SW6) is connected in parallel with the sixth diode (D6).
  • a plurality of switches receive a driving signal output from the driving circuit 410 through a control terminal and perform on/off operations.
  • the driving circuit 410 receives a driving signal from the processor 110 and generates a driving signal to be output to the plurality of switches SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, and SW6.
  • the driving circuit 410 generates a driving signal that determines the on/off timing of each switch (SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, and SW6) to each switch (SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, and SW6). Print out.
  • the plurality of switches may correspond to transistors, for example.
  • a first phase driving current is generated by the on/off operation of the first switch (SW1) and the second switch (SW2).
  • a second-phase driving current is generated by the on/off operation of the third switch (SW3) and the fourth switch (SW4).
  • a third-phase driving current is generated by the on/off operation of the fifth switch (SW5) and the sixth switch (SW6).
  • the first phase drive current, second phase drive current, and third phase drive current are output to the motor 120.
  • the motor 120 receives the first phase drive current, second phase drive current, and third phase drive current from the inverter 122 and rotates.
  • the inverter 122 receives a power supply voltage from the DC power source 230.
  • a DC link capacitor (U DC ) is placed between both ends of the DC power supply voltage.
  • the current sensor 220 is disposed between the DC power source 230 and the inverter 122 and measures the current between the DC power source 230 and the inverter 122.
  • the current sensor 220 may be placed between the low-potential side of the DC power source 230 and the inverter 122.
  • Figure 5 is a diagram illustrating a process for performing open break control according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 is a diagram showing a case where reverse current is generated during open break control according to a comparative example.
  • the motor 120 When the motor 120 is used to drive the compressor, the motor 120 may receive pressure from the compressor. When the motor 120 is stopped by open brake control, the operation of the compressor is also stopped. When the compressor stops operating, the motor 120 may rotate in reverse due to the pressure difference between the suction unit and the discharge unit. When the motor 120 rotates in reverse, as the reverse rotation speed of the motor 120 increases, a back electromotive force voltage is generated in proportion to the motor speed. A reverse current can be generated by the back electromotive force voltage. For example, a reverse current may be generated as shown in FIG. 6.
  • the motor 120 When the motor 120 rotates in reverse, the motor 120 acts as a generator and generates a counter electromotive force voltage.
  • reverse current flows through the diodes (D1, D2, D3, D4, D5, and D6) of the inverter 122.
  • reverse current flows through the diodes (D1, D2, D3, D4, D5, D6) of the inverter 122, the voltage across the DC link capacitor (U DC ) rises.
  • the DC link capacitor (U DC ) is charged by the reverse current, and the DC link voltage corresponding to the voltage across both ends of the DC link capacitor (U DC ) increases. If the DC link voltage exceeds the rated voltage of the DC link capacitor (U DC ), the DC link capacitor (U DC ) may be damaged.
  • open brake control is switched to short brake control before reverse rotation of the motor 120 begins, thereby preventing reverse rotation of the motor 120.
  • the motor 120 moves to reverse rotation after the forward rotation of the motor 120 stops in the open brake control state.
  • short brake control starts when the motor 120 reaches the speed reference value. Therefore, short brake control starts before the motor 120 stops. Therefore, short brake control starts in the forward rotation state of the motor 120, and reverse rotation of the motor 120 does not occur.
  • Figure 7 is a diagram illustrating a process of performing short break control according to an embodiment of the present disclosure.
  • switches (SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, and SW6) of the inverter 122 When performing short break control, some of the switches (SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, and SW6) of the inverter 122 are turned on and some are turned off. During short break control, some switches of the inverter 122 and the motor 120 form a closed loop. According to one embodiment, the second switch (SW2), the fourth switch (SW4), and the sixth switch (SW6) of the inverter 122 are turned on, and the first switch (SW1) and the third switch (SW3) are turned on. , and the fifth switch (SW5) is turned off. When short brake control is performed, rotation of the motor 120 is stopped by applying reverse torque to the motor 120.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a case in which a breaking current is generated according to a comparative example of the present disclosure.
  • the process for calculating the motor current during short brake control is as follows.
  • the rotation of the motor 120 is forcibly stopped.
  • the driving voltage of the motor 120 is determined by motor resistance ( rs ), motor current, motor angular velocity ( ⁇ e ), motor inductance, and back electromotive force constant.
  • the driving voltage becomes 0, so the driving voltage corresponding to 0 can be expressed as Equation 1 and Equation 2.
  • Equation 1 the d-axis current (I d ) during short brake control is defined as Equation 3
  • Equation 4 the q-axis current (I q ) during short brake control is defined as Equation 4.
  • the braking current (I s ), which is the motor current during short brake control, is defined as Equation 5.
  • Equation 6 The breaking torque due to the breaking current generated at this time is defined as Equation 6.
  • Figure 8b is a diagram showing braking torque according to motor angular speed.
  • Equation 3 and Equation 4 when short brake control is performed when the motor angular speed ( ⁇ e ) is high, the magnitude of the braking current rapidly increases. Additionally, referring to Equation 6, when short brake control is performed when the motor angular speed ( ⁇ e ) is high, the braking torque (T e ) rather decreases. Referring to the graph in FIG. 8b, as the motor angular velocity ( ⁇ e ) increases, the magnitude of the braking torque (T e ) increases at low motor angular velocity ( ⁇ e ), and then the motor angular velocity ( ⁇ e ) increases above a certain value. As it increases, the magnitude of the breaking torque (T e ) decreases.
  • the short brake control is started, and a braking current (I s ) above the rated level of the inverter 122 is generated by the short brake control. It not only prevents damage, but also performs optimal braking function. As a result, the inverter 122 can be prevented from being destroyed by the braking current (I s ) during short brake control.
  • Figure 9 is a diagram showing the structure of a home appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • Another home appliance 100 includes a processor 110, a motor 120, a compressor 130, an inverter 122, a memory 210, a current sensor 220, and a first pressure gauge 910. ) and a second pressure gauge 920.
  • a processor 110 a processor 110
  • a motor 120 a motor 120
  • a compressor 130 a compressor
  • an inverter 122 a memory 210
  • a current sensor 220 a current sensor
  • a second pressure gauge 920 a second pressure gauge 920.
  • the motor 120 may provide driving force to the compressor 130.
  • the compressor 130 may be used for temperature control, humidity control, etc.
  • the compressor 130 includes a suction unit that sucks air and a discharge unit that releases high-pressure air.
  • the first pressure gauge 910 measures the suction pressure by measuring the air pressure of the suction part.
  • the first pressure gauge 910 outputs the measured suction pressure to the processor 110.
  • the second pressure gauge 920 measures the discharge pressure by measuring the atmospheric pressure of the discharge unit.
  • the second pressure gauge 920 outputs the measured discharge pressure to the processor 110.
  • the processor 110 obtains the suction pressure value and the discharge pressure value. During open brake control, the processor 110 calculates the load torque of the motor 120 using suction pressure and discharge pressure. The processor 110 calculates the reverse pressure by subtracting the suction pressure from the discharge pressure, and calculates the load torque using the reverse pressure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of determining a start point of short brake control and performing short brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the home appliance 100 repeatedly estimates the motor speed and, when the motor speed reaches the speed reference value, initiates short brake control.
  • step S1002 the home appliance 100 measures suction pressure and discharge pressure.
  • the home appliance 100 measures suction pressure using the first pressure gauge 910 and measures discharge pressure using the second pressure gauge 920.
  • the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure after initiating open brake control. Additionally, the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure while performing open brake control.
  • the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure during a driving section and a motor stop operation section of the compressor 130.
  • the home appliance 100 may monitor the state of the compressor 130 by measuring the suction pressure and discharge pressure of the compressor 130.
  • step S1004 the home appliance 100 calculates the load torque from the suction pressure and discharge pressure. Load torque is determined by subtracting the suction pressure from the discharge pressure.
  • step S1006 the home appliance 100 calculates the sum of the load torque and friction torque.
  • Friction torque is torque generated by the friction force of the motor 120.
  • the sum of load torque and friction torque corresponds to reverse torque.
  • step S1008 the home appliance 100 estimates the motor speed based on the current motor speed and reverse torque.
  • the motor speed ( ⁇ ) is iteratively estimated based on the estimated motor speed ( ⁇ * ).
  • the initial motor speed corresponds to the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ).
  • the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) estimated in the previous loop corresponds to the current motor speed, that is, the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ). Estimation of motor speed is repeated until the motor speed reaches the speed reference value.
  • step S1010 the home appliance 100 determines whether the motor speed is less than or equal to the speed reference value.
  • the speed reference value is determined as a motor speed at which reverse rotation does not occur during open brake control and a braking current exceeding the rated current of the inverter 122 does not occur during short brake control.
  • the home appliance 100 returns to step S1002 and re-estimates the motor speed.
  • the home appliance 100 determines to initiate short brake control in step S1012.
  • the home appliance 100 performs the short brake control in step S312.
  • Figure 11 is a control block diagram for driving a motor according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 11 is a model showing control and motor operation of the motor 120. The operation of the motor will be explained based on the model in FIG. 11.
  • the control operation of the motor 120 shown in FIG. 11 may be performed by the processor 110.
  • the motor model 1130 is a model that represents the motor speed ( ⁇ ) according to the input voltage (Va(s)).
  • the current sensor 220 measures the motor phase current (Ia) during operation of the motor 120.
  • the PID (Proportional Integral Derivation) control unit 1110 receives the difference between the motor phase current (Ia) and the reference current (Iref) and performs PWM control.
  • the PID control unit 1110 inputs Va(s) generated through PWM control to the motor model 1130.
  • the motor model 1130 has a back electromotive force (Back emf) generated by the rotation of the motor 120.
  • Back emf can be calculated by multiplying the rotation speed ( ⁇ ) of the motor by the back electromotive force constant (Ke).
  • the driving voltage (Va(s)) and back electromotive force (Back emf) input from the PID controller 1110 are input to the electrical model 1134 of the motor 120.
  • the electrical model 1134 of the motor 120 represents the motor phase current (Ia) relative to the input voltage.
  • Ra represents motor resistance
  • La represents motor inductance.
  • Motor phase current (Ia) is inversely proportional to the sum of the integral values of motor resistance (Ra) and motor inductance (La).
  • the motor phase current (Ia) is detected by the current sensor 220 and fed back to the input terminal of the PID controller 1110.
  • the motor phase current (Ia) drives the motor 120.
  • Driving torque (T) is generated according to the motor phase current (Ia) and the motor torque constant (Kt). Additionally, the reverse torque (T l +T f ) of the motor 120 is generated by the sum of the load torque (T l ) and the friction torque (T f ).
  • the motor speed ( ⁇ ) can be obtained by inputting the difference between the driving torque (T) and the reverse torque (T l +T f ) into the mechanical model 1136 of the motor.
  • B is the friction coefficient
  • J is the moment of inertia.
  • Motor speed ( ⁇ ) is inversely proportional to the sum of the integral values of the friction coefficient (B) and the moment of inertia (J).
  • the current output from the PID controller 1110 becomes 0. Therefore, in the motor model 1130, the motor phase current (Ia) is 0, so the motor speed ( ⁇ ) can be determined according to the reverse torque (T l +T f ) and the mechanical model 1136 of the motor.
  • the processor 110 estimates the motor speed ⁇ using the mechanical model 1136 of the motor.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a process for estimating motor speed during open brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the motor speed estimation process shown in FIG. 12 corresponds to steps S1004, S1006, and S1008 in FIG. 10.
  • the motor phase current (Ia) becomes 0 during open brake control. Therefore, the motor speed ( ⁇ ) is determined by the mechanical model 1136 of the motor.
  • ⁇ e[n-1] represents the motor speed estimated in the previous loop
  • ⁇ * e[n] represents the motor speed estimated in this loop.
  • the motor speed ⁇ * e[n] estimated in this loop is fed back to the reverse torque estimation unit 1210.
  • the processor 110 repeatedly estimates the motor speed ⁇ during open brake control.
  • the initial motor speed ( ⁇ * e[n] ) is input as the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ).
  • the motor speed estimated in the previous loop is input as the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ).
  • the processor 110 obtains the suction pressure (P suction ) measured by the first pressure gauge 910 and the discharge pressure (P discharge ) measured by the second pressure gauge 920.
  • the processor 110 inputs the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ) to the reverse torque estimation unit 1210.
  • the reverse torque estimation unit 1210 receives the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ), and calculates reverse torque (T l +T f ). Estimate .
  • Load torque (T l ) is determined based on the difference between discharge pressure (P discharge ) and suction pressure (P suction ).
  • the friction torque (T f ) is determined based on the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ).
  • Reverse torque (T l +T f ) corresponds to the sum of load torque (T l ) and friction torque (T f ).
  • the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) is determined by the reverse torque (T l +T f ).
  • the processor 110 estimates the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) using the reverse torque (T l +T f ) and the mechanical model 1136 of the motor. Additionally, the processor 110 feeds back the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) to the reverse torque estimation unit 1210 to repeatedly estimate the motor speed.
  • the processor 110 calculates the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) if the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) is less than or equal to the speed reference value. As previously described in step S1010 of FIG. 10 , the processor 110 determines to initiate short brake control in step S1012 if the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) is less than or equal to the speed reference value. If the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) exceeds the speed reference value, the processor 110 returns to step S1002 and repeats motor speed estimation.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of determining a start point of short brake control and performing short brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is a diagram illustrating a process for estimating motor speed, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the home appliance 100 repeatedly estimates the motor speed and, when the motor speed reaches the speed reference value, initiates short brake control.
  • the home appliance 100 may repeatedly estimate the motor speed using the first lookup table 1410.
  • step S1302 the home appliance 100 measures the suction pressure and discharge pressure.
  • the home appliance 100 measures suction pressure using the first pressure gauge 910 and measures discharge pressure using the second pressure gauge 920.
  • the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure after initiating open brake control. Additionally, the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure while performing open brake control.
  • the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure during a driving section and a motor stop operation section of the compressor 130.
  • the home appliance 100 may monitor the state of the compressor 130 by measuring the suction pressure and discharge pressure of the compressor 130.
  • step S1304 based on the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ), this loop motor is selected from the first lookup table 1410. Estimate the speed ( ⁇ * e[n] ).
  • the home appliance 100 estimates the motor speed ( ⁇ ) using the first lookup table 1410.
  • the first lookup table 1410 includes estimated motor speed values according to the current motor speed, suction pressure, and discharge pressure.
  • the first lookup table 1410 may be previously stored in the memory 210 of the home appliance 100.
  • the processor 110 uses the first lookup table 1410 stored in the memory 210 to calculate the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ). From this, the loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) can be estimated.
  • the motor speed ( ⁇ ) is iteratively estimated based on the estimated motor speed ( ⁇ * ).
  • the initial motor speed corresponds to the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ).
  • the current loop motor speed ( ⁇ * e[n] ) estimated in the previous loop corresponds to the current motor speed, that is, the previous loop motor speed ( ⁇ e[n-1] ).
  • Estimation of motor speed is repeated until the motor speed reaches the speed reference value.
  • step S1306 the home appliance 100 determines whether the motor speed is less than or equal to the speed reference value.
  • the speed reference value is determined as a motor speed at which reverse rotation does not occur during open brake control and a braking current exceeding the rated current of the inverter 122 does not occur during short brake control.
  • the home appliance 100 returns to step S1302 and re-estimates the motor speed.
  • the home appliance 100 determines to initiate short brake control in step S1308.
  • the home appliance 100 performs the short brake control in step S312.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a process of determining a start point of short brake control and performing short brake control, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 16 is a diagram illustrating a process for estimating a short break start point according to an embodiment of the present disclosure.
  • the home appliance 100 determines the start point of short brake control based on the initial motor speed ( ⁇ i ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ). You can.
  • the home appliance 100 can obtain the start point of short brake control from the second lookup table 1610 based on the initial motor speed ( ⁇ i ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ). there is.
  • step S1502 the home appliance 100 measures the suction pressure and discharge pressure.
  • the home appliance 100 measures suction pressure using the first pressure gauge 910 and measures discharge pressure using the second pressure gauge 920.
  • the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure after initiating open brake control. Additionally, the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure while performing open brake control.
  • the home appliance 100 may measure suction pressure and discharge pressure during a driving section and a motor stop operation section of the compressor 130.
  • the home appliance 100 may monitor the state of the compressor 130 by measuring the suction pressure and discharge pressure of the compressor 130.
  • the short brake control start point is determined from the second lookup table 1610 based on the initial motor speed ( ⁇ i ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ).
  • the short break control start time may define the time from the current time to the short break control start time.
  • the short break control start point may be defined as 34:05 seconds later.
  • the home appliance 100 estimates the start point of short break control using the second lookup table 1610.
  • the second lookup table 1610 includes short brake control start point values according to the current motor speed, suction pressure, and discharge pressure.
  • the second lookup table 1610 may be previously stored in the memory 210 of the home appliance 100.
  • the processor 110 uses the second lookup table 1610 stored in the memory 210 to determine the starting point of short brake control from the initial motor speed ( ⁇ i ), discharge pressure (P discharge ), and suction pressure (P suction ). can be decided.
  • step S1506 the home appliance 100 performs short break control when the short break control start point is reached.
  • Figure 17 is a diagram showing the driving voltage and DC link capacitor voltage of a comparative example performing open break control and an embodiment of the present disclosure.
  • the comparative example in FIG. 17 shows a case where only open brake control is applied.
  • An embodiment of the present disclosure represents a case in which a short break is performed at a dynamically determined short break control start time after open break control.
  • the DC link voltage increases during open break control.
  • open break control and short break control are performed without increasing the DC link voltage.
  • the braking current was at a similar level to the driving current.
  • Figure 18 is a diagram showing the driving current and DC link capacitor voltage of a comparative example that performs short break control and an embodiment of the present disclosure.
  • the comparative example in FIG. 18 shows a case where only short brake control is applied.
  • An embodiment of the present disclosure represents a case in which short break control is performed at a dynamically determined short break control start time after open break control.
  • the braking current rises rapidly after the start of short brake control.
  • the magnitude of the braking current in the comparative example greatly exceeds the magnitude of the general driving current.
  • short brake control is initiated from the same motor speed even under various conditions where the motor speed, pressure difference between discharge pressure and suction pressure is different. Therefore, according to the embodiments of the present disclosure, the braking current can be significantly reduced and an increase in DC link voltage can be prevented. Additionally, by adjusting the start point of short brake control, there is an effect of reducing noise when the motor 120 is driven to a stop.
  • Figure 19 is a block diagram showing the structure of a home appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • Home appliance 100 may correspond to home appliance 1900.
  • the home appliance device 1900 includes a sensor 1910, an output interface 1920, an input interface 1930, a memory 1940, a communication module 1950, a home appliance function module 1960, and power. Includes a module 1980, and a processor 1990.
  • the home appliance 1900 may be composed of various combinations of the components shown in FIG. 19, and not all of the components shown in FIG. 19 are essential.
  • the home appliance 1900 of FIG. 19 corresponds to the home appliance 100 illustrated in FIG. 2
  • the memory 1940 corresponds to the memory 210 illustrated in FIG. 2
  • the processor 1990 is the processor illustrated in FIG. 2 ( 110).
  • the sensor 1910 may include various types of sensors.
  • the sensor 1910 may include a pressure gauge, current sensor, image sensor, infrared sensor, ultrasonic sensor, lidar sensor, human detection sensor, motion detection sensor, It may include various types of sensors, such as proximity sensors and illumination sensors. Since the function of each sensor can be intuitively deduced by a person skilled in the art from its name, detailed description will be omitted.
  • the output interface 1920 may include a display 1921, a speaker 1922, etc.
  • the output interface 1920 outputs various notifications, messages, information, etc. generated by the processor 1990.
  • the input interface 1930 may include keys 1931, a touch screen 1932, etc.
  • the input interface 1930 receives user input and transmits it to the processor 1990.
  • the memory 1940 stores various information, data, commands, programs, etc. required for the operation of the home appliance 1900.
  • the memory 1940 may include at least one of volatile memory or non-volatile memory, or a combination thereof.
  • the memory 1940 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory (for example, SD (secure digital) or extrem digital memory, etc.), RAM (Random Access Memory), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory) Memory), magnetic memory, magnetic disk, and optical disk may include at least one type of storage medium.
  • the home appliance 1900 may operate a web storage or cloud server that performs a storage function on the Internet.
  • the communication module 1950 may include at least one of a short-range communication module 1952 or a long-distance communication module 1954, or a combination thereof.
  • the communication module 1950 may include at least one antenna for wireless communication with other devices.
  • Short-range wireless communication module refers to a Bluetooth communication module, BLE (Bluetooth Low Energy) communication module, Near Field Communication module, and WLAN (Wireless local area network) communication. module, Zigbee communication module, IrDA (infrared Data Association) communication module, WFD (Wi-Fi Direct) communication module, UWB (ultrawideband) communication module, Ant+ communication module, microwave (uWave) communication module, etc. It may include, but is not limited to this.
  • the long-distance communication module 1954 may include a communication module that performs various types of long-distance communication and may include a mobile communication unit.
  • the mobile communication unit transmits and receives wireless signals to at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • the wireless signal may include various types of data according to voice call signals, video call signals, or text/multimedia message transmission and reception.
  • the home appliance function module 1960 includes an operation module that performs the original function of the home appliance 1900.
  • the home appliance function module 1960 may include a compressor 130, a motor 120, and an inverter 122.
  • the power module 1980 is connected to a power source and supplies power to the home appliance 1900.
  • the processor 1990 controls the overall operation of the home appliance 1900.
  • the processor 1990 may execute a program stored in the memory 1940 to control the components of the home appliance 1900.
  • the processor 1990 may include a separate NPU that performs the operation of an artificial intelligence model. Additionally, the processor 1990 may include a central processing unit (CPU), a graphics processor (GPU), and the like.
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processor
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory storage medium' simply means that it is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves). This term refers to cases where data is semi-permanently stored in a storage medium and temporary storage media. It does not distinguish between cases where it is stored as .
  • a 'non-transitory storage medium' may include a buffer where data is temporarily stored.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • a computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store or between two user devices (e.g. smartphones). It may be distributed in person or online (e.g., downloaded or uploaded). In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product (e.g., a downloadable app) is stored on a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.
  • a machine-readable storage medium such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.
  • a method of controlling a home appliance 100 including a motor 120 driven by a driving current comprising: receiving a stop signal for stopping the motor 120; Based on receiving the stop signal, performing open brake control to stop supply of driving current to the motor 120; estimating the initial motor speed of the motor at the start of the open brake control based on the motor phase current of the motor at the start of the open brake control; Based on the estimated initial motor speed, determining a starting point of short brake control for applying torque in a direction opposite to the rotation direction of the motor; And a home appliance control method including the step of performing the short break control at the start of the determined short break control is provided.
  • the motor 120 may correspond to a permanent magnet three-phase synchronous motor without a brush.
  • the drive current is an alternating current drive current
  • the motor receives a drive rectification from the inverter 122 that receives current from a direct current power source
  • the home appliance control method includes the direct current It may further include measuring the motor phase current of the motor 120 at the start of the open brake control by measuring the current input from the power source to the inverter 122.
  • the motor 120 drives the compressor 130
  • the step of determining the start point of the short brake control includes the motor speed of the motor decreasing from the initial motor speed. repeatedly estimating; And it may include determining a starting point of the short brake control so that the short brake control is started after the estimated motor speed decreases below the speed reference value.
  • the home appliance control method includes measuring a suction pressure value of the compressor 130; And further comprising measuring the discharge pressure value of the compressor 130, wherein the step of repeatedly estimating the motor speed includes the estimated motor speed, the measured suction pressure value, and the measured It may include repeatedly estimating the motor speed based on the discharge pressure value.
  • the step of repeatedly estimating the motor speed includes calculating a load torque of the motor based on a difference between the measured suction pressure value and the measured discharge pressure value; and based on the sum of the calculated load torque of the motor 120 and the friction torque of the motor, the estimated motor speed, the friction coefficient of the motor 120, and the integral value of the moment of inertia of the motor 120. It may include repeatedly estimating the motor speed.
  • the step of determining the start point of the short brake control is based on a lookup table including an estimated motor speed value according to the current motor speed, suction pressure, and discharge pressure, repeatedly estimating a motor speed from the estimated motor speed value, the measured suction pressure value, and the measured discharge pressure value; And it may include determining a starting point of the short brake control so that the short brake control is started after the estimated motor speed decreases below the speed reference value.
  • the motor 120 is configured to drive the compressor 130
  • the home appliance control method includes measuring a suction pressure value of the compressor 130; And further comprising measuring the discharge pressure value of the compressor 130, wherein the step of determining the start time of the short brake control includes the short brake conversion time according to the current motor speed, suction pressure, and discharge pressure. It may include determining a starting point of the short brake control from the initial motor speed, the measured suction pressure value, and the measured discharge pressure value, based on a second lookup table including the values.
  • the step of performing the open brake control includes turning off the switch of the inverter 122 that drives the motor 120 to supply driving current to the motor 120. It may include a stopping step.
  • the step of performing the short break control includes turning on some of the switches of the inverter 122 to create a closed loop between the motor 120 and the inverter 122 circuit. It may include a creation step.
  • a motor 120 an inverter 122 that generates an alternating current from a direct current power source and outputs an alternating current driving current to the motor 120;
  • a current sensor 210 that measures the motor phase current of the motor 120;
  • a memory 210 storing at least one instruction; and at least one processor 110, wherein the at least one processor 110 receives a stop signal for stopping the motor 120 by executing the at least one instruction, and executes the stop signal.
  • the at least one processor 110 receives a stop signal for stopping the motor 120 by executing the at least one instruction, and executes the stop signal. Based on what is received, perform open break control to stop supply of driving current to the motor 120, and perform the open break control based on the motor phase current measured by the current sensor 210 at the start of the open break control.
  • a home appliance 100 determines and performs the short break control at the determined start point of the short break control.
  • the motor 120 may be a permanent magnet three-phase synchronous motor without brushes.
  • the current sensor 210 may measure the current input from the DC power source to the inverter 122 to measure the motor phase current.
  • the home appliance 100 further includes a compressor 130 driven by the motor 120, and the at least one processor 110 includes the at least one By executing the instructions, the motor speed of the motor 120 is repeatedly estimated to decrease from the initial motor speed, and the short brake control is started after the estimated motor speed decreases below the speed reference value. The starting point of short brake control can be determined.
  • the home appliance 100 includes a first pressure gauge 910 that measures the suction pressure of the compressor 130; and a second pressure gauge 920 that measures a discharge pressure of the compressor 130, wherein the at least one processor 110 executes the at least one instruction,
  • the motor speed may be repeatedly estimated based on the motor speed, the measured suction pressure value, and the measured discharge pressure value.
  • the at least one processor 110 executes the at least one instruction to load the motor based on the difference between the suction pressure value and the discharge pressure value. Calculate the torque, based on the integral value of the sum of the load torque of the motor 120 and the friction torque of the motor, the estimated motor speed, the friction coefficient of the motor, and the moment of inertia of the motor 120. Motor speed can be repeatedly estimated.
  • the home appliance 100 includes a compressor 130 driven by the motor 120; A first pressure gauge 910 that measures the suction pressure of the compressor 130; and a second pressure gauge 920 that measures the discharge pressure of the compressor 130, wherein the at least one processor 110 determines the current motor speed by executing the at least one instruction. Based on a first lookup table including estimated motor speed values according to , suction pressure, and discharge pressure, motor speed from the estimated motor speed value, the measured suction pressure value, and the measured discharge pressure value. It may be repeatedly estimated, and the starting point of the short brake control may be determined to start the short brake control after the estimated motor speed decreases below the speed reference value.
  • the home appliance 100 includes a compressor 130 driven by the motor 120; A first pressure gauge 910 that measures the suction pressure of the compressor 130; and a second pressure gauge 920 that measures the discharge pressure of the compressor 130, wherein the at least one processor 110 determines the current motor speed by executing the at least one instruction. Based on a second lookup table including short brake transition time values according to , suction pressure, and discharge pressure, the short brake from the initial motor speed, the measured suction pressure value, and the measured discharge pressure value. The starting point of control can be determined.
  • the at least one processor 110 turns off the switch of the inverter 122 that drives the motor 120 by executing the at least one instruction.
  • the open brake control can be performed by stopping the current supply to the motor 120.
  • the at least one processor 110 turns some of the switches of the inverter 122 that drives the motor 120 by executing the at least one instruction. By turning on, a closed loop can be created between the motor 120 and the inverter 122 circuit to perform the short break control.
  • a computer-readable recording medium on which a program for performing a method of controlling a home appliance is recorded on a computer is provided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

구동 전류에 의해 구동되는 모터(120)를 포함하는 가전 기기(100)의 제어 방법에 있어서, 상기 모터(120)를 정지시키는 정지 신호를 수신하는 단계; 상기 정지 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 모터(120)로 구동 전류의 공급을 중단하는 오픈 브레이크 제어를 수행하는 단계; 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 모터 상전류에 기초하여, 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 초기 모터 속도를 추정하는 단계; 상기 추정된 초기 모터 속도에 기초하여, 상기 모터의 회전 방향의 역방향으로 토크를 가하는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 가전 기기 제어 방법이 제공된다.

Description

모터를 포함하는 가전 기기 및 가전 기기 제어 방법
본 개시의 실시예는 모터를 포함하는 가전 기기, 가전 기기 제어 방법, 및 가전 기기 제어 방법을 수행하는 컴퓨터에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
냉장고, 에어컨 등의 가전 기기는 압축기를 구동하기 위한 모터를 포함할 수 있다. 가전 기기에는 예를 들면 브러시가 없는 영구자석 3상 동기전동기 형태의 모터를 이용할 수 있다. 브러시가 없는 영구자석 3상 동기전동기를 구동하기 위해서는 모터 상전류와 모터 속도 센서가 필수적이다. 그러나 냉장고나 에어컨과 같은 제품에 쓰이는 압축기 내부에는 모터 속도 센서를 설치할 수 없다. 또한, 3상의 전류 센싱을 위해 3개의 전류 센서가 사용되어야 하지만, 낮은 코스트, 작은 사이즈, 및 작은 부피를 위해 직류단에 1개의 전류 센서를 이용하여 3상의 전류를 센싱하는 회로가 가정용 제품에 많이 적용되고 있다.
본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 구동 전류에 의해 구동되는 모터(120)를 포함하는 가전 기기(100)의 제어 방법에 있어서, 상기 모터(120)를 정지시키는 정지 신호를 수신하는 단계; 상기 정지 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 모터(120)로 구동 전류의 공급을 중단하는 오픈 브레이크 제어를 수행하는 단계; 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 모터 상전류에 기초하여 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 초기 모터 속도를 추정하는 단계; 상기 추정된 초기 모터 속도에 기초하여, 상기 모터의 회전 방향의 역방향으로 토크를 가하는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 가전 기기 제어 방법이 제공된다.
또한, 본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 모터(120); 직류 전원으로부터 교류 전류를 생성하여 상기 모터(120)에 교류 구동 전류를 출력하는 인버터(122); 상기 모터(120)의 모터 상전류를 측정하는 전류 센서(210); 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하는 메모리(210); 및 적어도 하나의 프로세서(110)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 상기 모터(120)를 정지시키는 정지 신호를 수신하고, 상기 정지 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 모터(120)로 상기 구동 전류의 공급을 중단하는 오픈 브레이크 제어를 수행하고, 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시에 상기 전류 센서(210)에 의해 측정된 상기 모터 상전류에 기초하여 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 초기 모터 속도를 추정하고, 상기 추정된 초기 모터 속도에 기초하여, 상기 모터(120)의 회전 방향의 역방향으로 토크를 가하는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 상기 결정된 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 가전 기기가 제공된다.
본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 가전 기기 제어 방법을 컴퓨터에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 모터의 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 인버터 및 모터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 오픈 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 비교예에 따라 오픈 브레이크 제어 시에 역방향 전류가 발생하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8a은 본 개시의 비교예에 따라 브레이킹 전류가 발생하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 8b는 모터 각속도에 따른 브레이킹 토크를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 모터를 구동하는 제어 블록도를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라, 오픈 브레이크 제어 중에 모터 속도를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따라, 모터 속도를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 개시 시점을 추정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 17은 오픈 브레이크 제어를 수행하는 비교예 및 본 개시의 일 실시예의 구동 전압 및 DC(direct current) 링크 커패시터 전압을 나타낸 도면이다.
도 18은 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 비교예 및 본 개시의 일 실시예의 구동 전류 및 DC 링크 커패시터 전압을 나타낸 도면이다.
도 19은 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기의 구조를 나타낸 블록도이다.
본 개시에서, "a, b 또는 c 중 적어도 하나" 표현은 " a", " b", " c", "a 및 b", "a 및 c", "b 및 c", "a, b 및 c 모두", 혹은 그 변형들을 지칭할 수 있다.
본 명세서는 청구항의 권리범위를 명확히 하고, 본 개시의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구항에 기재된 본 개시의 실시예를 실시할 수 있도록, 본 개시의 실시예들의 원리를 설명하고 개시한다. 개시된 본 개시의 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 본 개시의 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 개시의 실시예들이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 본 개시의 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 “모듈” 또는 “부”(unit)라는 용어는 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어 중 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있으며, 본 개시의 실시예들에 따라 복수의 “모듈” 또는 “부”가 하나의 요소(element)로 구현되거나, 하나의 “모듈” 또는 “부”가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 개시의 실시예들의 작용 원리 및 다양한 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 모터의 동작을 나타낸 도면이다.
본 개시의 실시예들은 모터(120)를 포함하는 가전 기기(100)에 관한 것이다. 가전 기기(100)는 예를 들면, 냉장고, 에어컨, 건조기, 제습기, 의류 관리 장치, 신발 관리 장치 등의 형태로 구현될 수 있다. 가전 기기(100)는 압축기(130)를 이용하여 온도 조절, 건조 등의 동작을 수행한다. 가전 기기(100)는 압축기(130)를 구동하는 모터(110)를 포함할 수 있다. 모터(110)는 압축기(130)를 구동하는 구동력을 공급할 수 있다. 가전 기기(100)는 온도 조절, 건조 등의 동작을 위해, 압축기(130) 및 모터(120)를 온/오프할 수 있다. 가전 기기(100)는 압축기(130) 및 모터(120)의 동작을 정지시키기 위해, 모터(120)에 정지 신호를 출력한다.
모터(120)는 정지 신호에 응답하여 정지한다. 모터(120)를 제어하는 인버터(122)는 프로세서(110)로부터 모터(120)를 정지시키도록 제어하는 정지 구동 신호를 수신할 수 있다. 모터(120)를 구동하는 인버터(122)는 정지 구동 신호에 응답하여 모터(120)를 정지시키는 정지 동작을 수행할 수 있다. 모터(120)를 정지시키는 방법에는, 오픈 브레이크 제어(144) 및 쇼트 브레이크 제어(146)가 있다.
오픈 브레이크 제어(144)는 모터(120)에 구동 전류를 공급하는 인버터(122)의 스위치를 모두 오픈하여 모터(120)에 구동 전류의 공급을 중단하는 동작이다. 오픈 브레이크 제어(144)를 하는 경우, 모터(120)는 free-run 하여 정지한다.
쇼트 브레이크 제어(146)는 모터(120)의 회전 방향에 역방향 토크를 가하여 모터(120)를 정지시킨다. 쇼트 브레이크 제어(146)는 인버터(122)의 복수의 스위치 중 일부를 턴 온하고 일부는 턴 오프하여, 모터(120)와 인버터(122) 사이에 폐루프를 형성하여 모터(120)에 역방향 토크를 가할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 모터(120)를 정지시킬 때, 오픈 브레이크 제어(144)를 먼저 수행하고, 동적으로 결정된 시점에 쇼트 브레이크 제어(146)를 개시한다. 오픈 브레이크 제어(144)를 수행하다가 쇼트 브레이크 제어(146)를 수행하는 시점은 정지 동작 개시 시의 모터(120)의 속도에 기초하여 가전 기기(100)에서 동적으로 결정한다. 가전 기기(100)는 모터(120)의 속도를 추정하고(140), 추정된 모터 속도에 기초하여 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 결정할 수 있다. 가전 기기(100)는 모터(120)의 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 후에 쇼트 브레이크 제어(146)를 개시하도록 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 결정한다.
오픈 브레이크 제어를 수행하는 경우, 압축기(130)의 석션부와 디스차지부 사이의 압력 차이로 인해 모터(120)가 역회전할 수 있다. 오픈 브레이크 제어(144) 중, 압축기(130)의 석션부와 디스차지부 사이의 압력 차이로 인해 압축기(130)로부터 모터(120)로 역방향 토크가 가해질 수 있다. 모터(120)가 역방향 토크에 의해 역회전하는 경우, 모터 역회전 속도에 비례하여 역기전력 전압이 생성될 수 있다. 역기전력 전압이 DC(direct current) 링크 커패시터(UDC)을 충전함으로써, DC 링크 전압이 상승할 수 있다. 오픈 브레이크 제어(144)에 의해 모터(120)가 free-run 하는 동안, 역기전력에 의해 모터(120)가 역회전하면, 모터(120)는 발전기 역할을 하여 인버터(122)의 다이오드를 통해 전류가 흐르면서 DC 링크 커패시터(UDC) 양단의 DC 전압을 상승시킬 수 있다. DC 링크 전압이 상승하는 과정에서 DC 링크 전압이 DC 링크 커패시터(UDC)의 정격 전압을 초과하여, DC 링크 커패시터(UDC)가 파손되는 것도 가능하다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 모터(120)의 속도가 속도 기준 값에 도달할 때까지 오픈 브레이크 제어(144)를 수행하고, 쇼트 브레이크 제어(146)로 전환함에 의해, 오픈 브레이크 제어(144) 시 발생하는 DC 링크 커패시터(UDC)의 파괴를 방지할 수 있다.
한편, 쇼트 브레이크 제어(146)는 회전하고 있는 모터(120)에 역방향 토크를 가해 정지시킨다. 그런데 빠른 속도로 회전하고 있는 모터(120)를 쇼트 브레이크 제어(146)로 정지시킬 경우, DC 링크 커패시터(UDC)로 흐르는 전류는 차단되지만, 큰 브레이킹(braking) 전류가 인버터(122)의 파워 스위치 또는 다이오드로 흐르게 된다. 이 때, 브레이킹 전류가 인버터(122)의 파워 스위치 또는 다이오드의 정격 레벨을 초과하게 되면, 인버터(122)가 파손될 가능성이 있다. 또한, 직류단 단일 전류 센서를 사용하는 인버터(122)에 쇼트 브레이크 제어(146)를 적용할 경우, 모터 상전류 경로에 전류 센서가 존재하지 않기 때문에 모터 전류를 센싱할 수 없다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 쇼트 브레이크 제어(146) 시 과도한 파괴 전류를 막기 위해, 오픈 브레이크 제어(144)에 의해 모터(120)의 회전 속도를 감소시킨 후에 쇼트 브레이크 제어(146)를 적용한다. 만약 오픈 브레이크 제어(144) 후 쇼트 브레이크 제어(146)로 진입하는 타이밍을 일정하게 정하는 경우, 쇼트 브레이크 제어(146) 진입 시 모터(120)의 속도는 정지 신호가 입력되기 전 모터(120)의 운전 속도와 석션 압력 및 디스차지 압력 차이에 따라 달라진다. 본 개시의 일 실시예는 동일한 모터 속도에서 쇼트 브레이크 제어(146)를 개시하도록, 오픈 브레이크 제어(144)로부터 쇼트 브레이크 제어(146)로 전환되는 개시 시점을 동적으로 조절한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 속도 기준 값에 도달할 때까지만 오픈 브레이크 제어(144)를 수행함에 의해, 역방향 전류에 의해 DC 링크 커패시터(UDC)가 파괴되는 것을 방지한다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 속도 기준 값에 도달한 시점에 쇼트 브레이크 제어(146)를 개시함에 의해, 과도한 브레이킹 전류에 의해 인버터(122)의 스위치 또는 다이오드가 파괴되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기의 구조를 나타낸 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 다른 가전 기기(100)는 프로세서(110), 모터(120), 인버터(122), 메모리(210), 및 전류 센서(220)를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 가전 기기(100) 전반의 동작을 제어한다. 프로세서(110)는 하나 또는 그 이상의 프로세서로 구현될 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(210)에 저장된 인스트럭션 또는 커맨드를 실행하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 가전 기기(100)에 구비된 구성요소들의 동작을 제어한다. 프로세서(110)는 CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), 또는 NPU(Neural Processing Unit) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
모터(120)는 가전 기기(100)의 소정의 가전 기능 모듈에 구동력을 출력한다. 모터(120)는 인버터(122)로부터 구동 전류를 입력 받아 동작할 수 있다. 모터(120)는 브러시가 없는 영구자석 3상 동기전동기에 대응될 수 있다.
인버터(122)는 모터(120)에 구동 전류를 공급한다. 인버터(122)는 모터(120)의 토크를 유지하고 속도를 제어한다. 인버터(122)는 직류 전원을 입력 받아, 스위칭 동작에 의해 교류의 구동 전류를 생성하여 모터(120)로 구동 전류를 출력한다. 인버터(122)는 DC 링크 커패시터(UDC), 복수의 스위치 및 복수의 다이오드를 포함할 수 있다. 인버터(122)는 복수의 스위치의 온오프 제어에 의해, 3상의 구동 전류를 생성하여 모터(120)로 출력한다.
프로세서(110)는 인버터(122)를 구동하기 위한 구동 신호를 생성하여 출력한다. 프로세서(110)는 모터(120)의 회전 속도를 조절하기 위해, 인버터(122)의 구동 신호를 조절할 수 있다. 프로세서(110)는 인버터(122)의 스위치의 스위칭 주파수를 조절함에 의해 모터(120)의 회전 속도를 조절할 수 있다.
메모리(210)는 가전 기기(100)의 동작에 필요한 다양한 정보, 데이터, 명령어, 프로그램 등을 저장한다. 메모리(210)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 메모리(210)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD(secure digital) 또는 XD(extreme digital) 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(210)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버에 대응될 수 있다.
전류 센서(220)는 인버터(122)와 직류 전원(230) 사이의 전류를 측정한다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 전류 센서(220)는 직류 전원(230)의 음극과 인버터(122) 사이에 배치될 수 있다. 모터(120)가 압축기(130)로 구동력을 공급하는 모터 동작 상태에서 전류 센서(220)에 의해 검출된 전류는 모터(120)로 공급되는 모터 상전류에 대응한다. 모터 상전류는 모터(120)의 회전 속도와 상관 관계가 있다. 따라서 프로세서(110)는 모터(120)의 동작 중에 전류 센서(220)에 의해 검출된 모터 상전류에 기초하여 모터(120)의 회전 속도를 산출하 수 있다. 다만, 모터(120)에 전류를 공급하지 않는 모터 정지 상태에서는 직류 전원(230)으로부터 인버터(122)로 전류가 공급되지 않는다. 따라서 모터 정지 상태에서는 전류 센서(220)에 의하더라도 인버터(122) 및 모터(120)를 통해 흐르는 전류를 측정할 수 없다.
직류 전원(230)은 가전 기기(100)의 전원 모듈(도 19의 1980)에 대응될 수 있다. 전원 모듈은 외부 전원으로부터 전력을 공급받아, 가전 기기(100)의 정격 전압 및 전류로 변환하여, 각 구성요소로 구동 전류를 공급한다.
프로세서(110)는 모터(120)를 정지시키는 경우, 모터(120)를 정지시키기 위한 정지 구동 신호를 생성하여 인버터(122)로 출력한다. 정지 구동 신호는 오픈 브레이크 구동 신호와 쇼트 브레이크 구동 신호를 포함한다. 프로세서(110)는 모터 정지 동작을 수행하는 동안 정지 구동 신호를 생성하여 인버터(122)로 출력한다.
프로세서(110)는 모터 상전류에 기초하여 모터(120)의 속도를 추정한다. 프로세서(110)는 정지 구동 신호 출력 시에 전류 센서(220)에 의해 측정된 모터 상전류 값을 획득한다. 프로세서(110)는 정지 구동 신호 출력 시의 모터 상전류 값을 이용하여 정지 동작의 개시 시의 모터 속도에 대응하는 초기 모터 속도를 추정한다. 프로세서(110)는 모터 상전류 값과 모터 속도의 상관 관계에 대한 함수 또는 룩업 테이블을 이용하여, 모터 상전류 값으로부터 초기 모터 속도를 추정할 수 있다. 메모리(210)는 모터 상전류 값과 모터 속도의 상관 관계에 대한 함수 또는 룩업 테이블을 미리 저장할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(210)에 저장된 모터 상전류 값과 모터 속도의 상관 관계에 대한 함수 또는 룩업 테이블을 이용할 수 있다.
프로세서(110)는 초기 모터 속도에 기초하여 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 결정한다. 프로세서(110)는 모터 속도가 속도 기준 값에 도달한 때에, 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 결정한다. 프로세서(110)는 쇼트 브레이크 제어 개시 시점이 결정되면, 결정된 쇼트 브레이크 제어 개시 시점에 오픈 브레이크 제어로부터 쇼트 브레이크 제어로 전환한다. 프로세서(110)는 쇼트 브레이크 제어를 위한 쇼트 브레이크 구동 신호를 생성하여, 인버터(122)로 출력한다.
프로세서(110)는 쇼트 브레이크 제어 후, 소정 시간이 경과된 후 또는 모터(120)가 정지한 후에 모터 정지 동작을 종료한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기 제어 방법은 모터를 포함하는 가전 기기를 제어한다. 본 개시에서는 본 개시의 실시예들에 따른 가전 기기(100)가 가전 기기 제어 방법을 수행하는 실시예를 중심으로 설명한다. 따라서 가전 기기(100)에 대해 설명된 실시예들은 가전 기기 제어 방법에 대한 실시예들에 적용 가능하고, 반대로 가전 기기 제어 방법에 대해 설명된 실시예들은 가전 기기(100)에 대한 실시예들에 적용 가능하다. 개시된 실시예들에 따른 가전 기기 제어 방법은 본 개시에 개시된 가전 기기(100)에 의해 수행되는 것으로 그 실시예가 한정되지 않고, 다양한 형태의 가전 기기에 의해 수행될 수 있다.
단계 S302에서, 가전 기기(100)는 모터(120)를 구동하면서 모터 상전류를 측정한다. 가전 기기(100)는 전류 센서(220)를 이용하여 직류 전원(230)과 인버터(122) 사이에 흐르는 전류를 측정한다.
다음으로 단계 S304에서, 가전 기기(100)는 모터(120)를 정지시키기 위해 모터 정지 동작을 수행한다. 가전 기기(100)는 압축기 등의 구성 요소를 구동하기 위해 모터(120)를 이용할 수 있다. 가전 기기(100)는 예를 들면, 온도 제어, 습도 제어 등의 동작을 위해 압축기를 제어한다. 가전 기기(100)는 설정 온도 또는 설정 습도에 따라 압축기를 온/오프할 수 있다. 가전 기기(100)는 압축기를 동작시키는 중에, 온도 제어 또는 습도 제어를 위해 압축기의 동작을 정지시킬 수 있다. 이와 같이 압축기의 동작을 정지시키도록 제어하기 위해, 가전 기기(100)는 모터(120)를 정지시킬 수 있다.
다음으로 단계 S306에서, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어를 수행한다. 가전 기기(100)는 모터 정지 동작을 수행하기 위해 먼저 오픈 브레이크 제어를 수행한다. 프로세서(110)는 오픈 브레이크 구동 신호를 생성하여 인버터(122)로 출력한다. 인버터(122)는 오픈 브레이크 구동 신호를 수신하여, 인버터(122)의 스위치를 모두 오픈한다. 인버터(122)의 스위치가 모두 오픈됨에 의해, 인버터(122)로부터 모터(120)로 구동 전류가 출력되지 않는다. 모터(120)는 구동 전류 없이 free run 상태로 회전한다.
다음으로 단계 S308에서, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어 개시 시의 모터 상전류에 기초하여, 오픈 브레이크 제어 개시 시의 모터 속도인 초기 모터 속도를 추정한다. 가전 기기(100)는 미리 정의된 함수 또는 룩업 테이블을 이용하여 모터 상전류로부터 초기 모터 속도를 추정할 수 있다.
다음으로, 단계 S310에서, 가전 기기(100)는 초기 모터 속도에 기초하여, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정한다. 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점은 모터 속도가 속도 기준 값에 도달한 시점으로 결정된다. 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 초기 모터 속도에 기초하여 모터 속도를 추정하고, 모터 속도가 속도 기준 값에 도달하는지 여부를 판단하여 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 룩업 테이블을 이용하여 초기 모터 속도로부터 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정할 수 있다.
다음으로, 단계 S312에서, 가전 기기(100)는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에 오픈 브레이크 제어로부터 쇼트 브레이크 제어로 전환한다. 가전 기기(100)는 쇼트 브레이크 제어를 위해, 쇼트 브레이크 제어 구동 신호를 생성하여 인버터(122)로 출력한다. 인버터(122)는 쇼트 브레이크 제어 구동 신호를 입력 받아, 모터(120)에 역방향 토크를 가하여 모터(120)를 정지시킨다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 인버터 및 모터의 구조를 나타낸 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 인버터(122)는 복수의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6), 복수의 다이오드(D1, D2, D3, D4, D5, D6), 및 DC 링크 커패시터(UDC)를 포함할 수 있다. 복수의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6) 각각은 다이오드(D1, D2, D3, D4, D5, D6)와 병렬 연결된다. 제1 스위치(SW1)는 제1 다이오드(D1)와 병렬 연결되고, 제2 스위치(SW2)는 제2 다이오드(D2)와 병렬 연결된다. 제3 스위치(SW3)는 제3 다이오드(D3)와 병렬 연결되고, 제4 스위치(SW4)는 제4 다이오드(D4)와 병렬 연결된다. 제5 스위치(SW5)는 제5 다이오드(D5)와 병렬 연결되고, 제6 스위치(SW6)는 제6 다이오드(D6)와 병렬 연결된다.
복수의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)는 구동 회로(410)로부터 출력되는 구동 신호를 제어 단자로 입력 받아 온/오프 동작을 수행한다. 구동 회로(410)는 프로세서(110)로부터 구동 신호를 수신하여, 복수의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)로 출력할 구동 신호를 생성한다. 구동 회로(410)는 각 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)의 온/오프 타이밍을 결정하는 구동 신호를 생성하여 각 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)로 출력한다. 복수의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)는 예를 들면, 트랜지스터에 대응될 수 있다.
제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2)의 온/오프 동작에 의해, 제1상 구동 전류가 생성된다. 제3 스위치(SW3)와 제4 스위치(SW4)의 온/오프 동작에 의해, 제2상 구동 전류가 생성된다. 제5 스위치(SW5)와 제6 스위치(SW6)의 온/오프 동작에 의해, 제3상 구동 전류가 생성된다. 제1상 구동 전류, 제2상 구동 전류, 및 제3상 구동 전류는 모터(120)로 출력된다. 모터(120)는 인버터(122)로부터 제1상 구동 전류, 제2상 구동 전류, 및 제3상 구동 전류를 수신하여 회전한다.
인버터(122)는 직류 전원(230)으로부터 전원 전압을 입력 받는다. 직류 전원 전압 양단 사이에 DC 링크 커패시터(UDC)가 배치된다.
전류 센서(220)는 직류 전원(230)과 인버터(122) 사이에 배치되어, 직류 전원(230)과 인버터(122) 사이의 전류를 측정한다. 전류 센서(220)는 직류 전원(230)의 저전위 측과 인버터(122) 사이에 배치될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 오픈 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 도면이다.
오픈 브레이크 제어를 수행하는 경우, 인버터(122)의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)가 모두 오프된다. 오픈 브레이크 구동 신호는 인버터(122)의 스위치가 모두 오프되도록 생성된다. 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)가 모두 오프되면, 모터(120)로 구동 전류가 공급되지 않고, free run 상태가 된다.
도 6은 비교예에 따라 오픈 브레이크 제어 시에 역방향 전류가 발생하는 경우를 나타낸 도면이다.
모터(120)가 압축기 구동을 위해 이용되는 경우, 모터(120)는 압축기의 압력을 받을 수 있다. 오픈 브레이크 제어로 모터(120)를 정지시키는 경우, 압축기의 구동도 정지된다. 압축기의 구동 정지 시, 석션부와 디스차지부의 압력 차이로 인해 모터(120)가 역회전할 수 있다. 모터(120)가 역회전하는 경우, 모터(120)의 역회전 속도가 상승함에 따라, 모터 속도에 비례하여 역기전력 전압이 생성된다. 역기전력 전압에 의해, 역방향 전류가 생성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 역방향 전류가 생성될 수 있다.
모터(120)가 역회전하는 경우, 모터(120)는 발전기 역할을 하여 역기전력 전압을 발생시킨다. 역기전력이 발생하면 역방향 전류가 인버터(122)의 다이오드(D1, D2, D3, D4, D5, D6)를 통해 흐르게 된다. 인버터(122)의 다이오드(D1, D2, D3, D4, D5, D6)를 통해 역방향 전류가 흐르는 경우, DC 링크 커패시터(UDC) 양단의 전압이 상승한다. 또한, 역방향 전류에 의해 DC 링크 커패시터(UDC)가 충전되어 DC 링크 커패시터(UDC) 양단의 전압에 대응하는 DC 링크 전압이 상승한다. 만약 DC 링크 전압이 DC 링크 커패시터(UDC)의 정격 전압을 초과하는 경우, DC 링크 커패시터(UDC)가 파손될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 모터(120)의 역회전이 시작되기 전에 오픈 브레이크 제어로부터 쇼트 브레이크 제어로 전환되어, 모터(120)의 역회전을 방지할 수 있다. 모터(120)는 오픈 브레이크 제어 상태에서 모터(120)의 정방향 회전이 멈춘 후에 역회전으로 넘어간다. 본 개시의 일 실시예는, 모터(120)가 속도 기준 값에 도달하면 쇼트 브레이크 제어를 시작한다. 따라서 모터(120)가 정지하기 전에 쇼트 브레이크 제어가 시작된다. 따라서 모터(120)의 정방향 회전 상태에서 쇼트 브레이크 제어가 시작되어, 모터(120)의 역회전이 일어나지 않는다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 도면이다.
쇼트 브레이크 제어를 수행하는 경우, 인버터(122)의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6) 중 일부는 온되고, 일부는 오프된다. 쇼트 브레이크 제어 시, 인버터(122)의 일부 스위치와 모터(120)가 폐루프를 형성하게 된다. 일 실시예에 따르면, 인버터(122)의 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4), 및 제6 스위치(SW6)가 턴 온되고, 제1 스위치(SW1), 제3 스위치(SW3), 및 제5 스위치(SW5)가 턴 오프된다. 쇼트 브레이크 제어를 수행하면, 모터(120)에 역방향 토크를 가함에 의해 모터(120)의 회전이 정지된다.
도 8a은 본 개시의 비교예에 따라 브레이킹 전류가 발생하는 경우를 나타낸 도면이다.
만약 모터 속도가 소정 크기 이상인 상태에서 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 경우, DC 링크 커패시터(UDC)로 역방향 전류는 흐르지 않지만, 큰 브레이킹 전류가 인버터(122)의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6) 또는 다이오드(D1, D2, D3, D4, D5, D6)로 흐르게 된다. 만약 브레이킹 전류가 인버터(122)의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6) 또는 다이오드(D1, D2, D3, D4, D5, D6)의 정격 레벨을 초과하면, 인버터(122)가 파손될 가능성이 있다. 또한, 직류단 단일 전류 센서를 사용하는 인버터(122)에 쇼트 브레이크 제어를 적용하는 경우, 모터 상전류 경로에 전류 센서가 존재하지 않기 때문에, 모터 전류를 센싱할 수 없다.
쇼트 브레이크 제어 시의 모터 전류는 구하는 과정을 나타내면 다음과 같다. 쇼트 브레이크 제어의 경우, 모터(120)의 회전을 강제로 중단시킨다. 모터(120)의 구동 전압은 모터 저항(rs), 모터 전류, 모터 각속도(ωe), 모터 인덕턴스, 및 역기전력 상수에 의해 결정된다. 쇼트 브레이크 제어 시, 구동 전압은 0이 되기 때문에, 0에 대응하는 구동 전압을 수학식 1과 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2023012264-appb-img-000001
Figure PCTKR2023012264-appb-img-000002
여기서 ie d는 d축(Direct axis) 전류, ie q는 q축(Quadrature axis) 전류, Ld는 d축 인덕턴스, Lq는 q축 인덕턴스를 나타낸다. 수학식 1과 수학식 2로부터 쇼트 브레이크 제어 시 d축 전류(Id)는 수학식 3과 같이 정의되고, 쇼트 브레이크 제어 시 q축 전류(Iq)는 수학식 4와 같이 정의된다.
Figure PCTKR2023012264-appb-img-000003
Figure PCTKR2023012264-appb-img-000004
쇼트 브레이크 제어 시 모터 전류인 브레이킹 전류(Is)는 수학식 5와 같이 정의된다.
Figure PCTKR2023012264-appb-img-000005
쇼트 브레이크 제어 시, 역방향의 브레이킹 전류로 인해 모터 각속도(ωe)가 감소된다. 이 때 발생되는 브레이킹 전류로 인한 브레이킹 토크는 수학식 6과 같이 정의된다.
Figure PCTKR2023012264-appb-img-000006
도 8b는 모터 각속도에 따른 브레이킹 토크를 나타낸 도면이다.
수학식 3과 수학식 4를 참고하면, 모터 각속도(ωe)가 높을 때 쇼트 브레이크 제어가 실시될 경우, 브레이킹 전류의 크기가 급속도로 증가하게 된다. 또한, 수학식 6을 참조하면, 모터 각속도(ωe)가 높을 때 쇼트 브레이크 제어가 실시될 경우, 오히려 브레이킹 토크(Te)는 감소한다. 도 8b의 그래프를 참고하면, 모터 각속도(ωe)가 증가함에 따라, 낮은 모터 각속도(ωe)에서는 브레이킹 토크(Te)의 크기가 증가하다가, 일정 값 이상으로 모터 각속도(ωe)가 증가하면 브레이킹 토크(Te)의 크기가 감소한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 오픈 브레이크 제어에 의해, 모터 속도가 감소한 후에, 쇼트 브레이크 제어를 개시함에 의해, 쇼트 브레이크 제어에 의해 인버터(122)의 정격 레벨 이상의 브레이킹 전류(Is)가 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 최적의 브레이크 기능을 수행할 수 있다. 이로 인해, 쇼트 브레이크 제어 시의 브레이킹 전류(Is)에 의해, 인버터(122)가 파괴되는 것이 방지될 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기의 구조를 나타낸 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 다른 가전 기기(100)는 프로세서(110), 모터(120), 압축기(130), 인버터(122), 메모리(210), 전류 센서(220), 제1 압력계(910) 및 제2 압력계(920)를 포함할 수 있다. 도 9에서는 도 2의 가전 기기(100)와 차이점을 중심으로 설명한다.
모터(120)는 압축기(130)에 구동력을 제공할 수 있다. 압축기(130)는 온도 조절, 습도 조절 등을 위해 이용될 수 있다. 압축기(130)는 공기를 흡입하는 석션부와, 고압의 공기를 방출하는 디스차지부를 포함한다. 제1 압력계(910)는 석션부의 기압을 측정하여 석션 압력을 측정한다. 제1 압력계(910)는 측정된 석션 압력을 프로세서(110)로 출력한다. 제2 압력계(920)는 디스차지부의 기압을 측정하여 디스차지 압력을 측정한다. 제2 압력계(920)는 측정된 디스차지 압력을 프로세서(110)로 출력한다.
프로세서(110)는 석션 압력 값 및 디스차지 압력 값을 획득한다. 프로세서(110)는 오픈 브레이크 제어 시에, 석션 압력 및 디스차지 압력을 이용하여 모터(120)의 로드 토크를 산출한다. 프로세서(110)는 디스차지 압력으로부터 석션 압력을 뺀 역방향 압력을 산출하고, 역방향 압력에 의해 로드 토크를 산출한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 모터 속도를 반복 추정하여, 모터 속도가 속도 기준 값에 도달한 경우, 쇼트 브레이크 제어를 개시한다.
우선, 단계 S1002에서, 가전 기기(100)는 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정한다. 가전 기기(100)는 제1 압력계(910)를 이용하여 석션 압력을 측정하고, 제2 압력계(920)를 이용하여 디스차지 압력을 측정한다.
일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어를 개시한 이후에, 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다. 또한, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어를 수행하는 동안, 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 압축기(130)를 구동하는 구간 및 모터 정지 동작 구간 동안 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다. 가전 기기(100)는 압축기(130)의 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정하여, 압축기(130)의 상태를 모니터링할 수 있다.
다음으로 단계 S1004에서, 가전 기기(100)는 석션 압력 및 디스차지 압력으로부터 로드 토크를 산출한다. 로드 토크는 디스차지 압력으로부터 석션 압력을 뺀 값에 의해 결정된다.
다음으로 단계 S1006에서, 가전 기기(100)는 로드 토크와 마찰 토크의 합을 산출한다. 마찰 토크는 모터(120)의 마찰력에 의해 생성되는 토크이다. 로드 토크와 마찰 토크의 합은 역방향 토크에 대응된다.
다음으로 단계 S1008에서, 가전 기기(100)는 현재 모터 속도와 역방향 토크에 기초하여 모터 속도를 추정한다. 모터 속도(ω)는 추정된 모터 속도(ω*)에 기초하여 반복 추정된다. 오픈 브레이크 제어 개시 시에는, 초기 모터 속도가 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1])에 대응된다. 이후에는 이전 루프에서 추정된 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])가 현재 모터 속도, 즉 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1])에 대응된다. 모터 속도의 추정은 모터 속도가 속도 기준 값에 도달할 때까지 반복된다.
다음으로 단계 S1010에서, 가전 기기(100)는 모터 속도가 속도 기준 값 이하인지 여부를 판단한다. 속도 기준 값은 오픈 브레이크 제어 시에 역회전이 발생하지 않고, 쇼트 브레이크 제어 시에 인버터(122)의 정격 전류를 초과하는 브레이킹 전류가 발생하지 않는 모터 속도로 결정된다.
가전 기기(100)는 모터 속도가 속도 기준 값 이하가 아닌 경우, 단계 S1002로 돌아가서 모터 속도를 다시 추정한다.
가전 기기(100)는 모터 속도가 속도 기준 값 이하인 경우, 단계 S1012에서 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 결정한다.
가전 기기(100)는 쇼트 브레이크 제어를 개시하는 개시 시점이 결정됨에 따라, 단계 S312에서 쇼트 브레이크 제어를 수행한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 모터를 구동하는 제어 블록도를 나타낸 도면이다.
도 11은 모터(120)의 제어 및 모터 동작을 나타낸 모델이다. 도 11의 모델에 기초하여 모터의 동작을 설명한다. 도 11에 도시한 모터(120)의 제어 동작은 프로세서(110)에 의해 수행될 수 있다. 모터 모델(1130)은 입력 전압(Va(s))에 따른 모터 속도(ω)를 나타낸 모델이다.
전류 센서(220)는 모터(120)의 동작 중에 모터 상전류(Ia)를 측정한다. PID(Proportional Integral Derivation) 제어부(1110)는 모터 상전류(Ia)와 기준 전류(Iref)의 차이 값을 입력 받아 PWM 제어를 수행한다. PID 제어부(1110)는 PWM 제어를 통해 생성된 Va(s)를 모터 모델(1130)로 입력한다.
모터 모델(1130)은 모터(120)의 회전에 의한 역기전력(Back emf)을 갖는다. 역기전력(Back emf)은 모터의 회전 속도(ω)에 역기전력 상수(Ke)를 곱하여 산출될 수 있다.
PID 제어부(1110)로부터 입력된 구동 전압(Va(s))과 역기전력(Back emf)이 모터(120)의 전기적 모델(1134)로 입력된다. 모터(120)의 전기적 모델(1134)은 입력 전압에 대한 모터 상전류(Ia)를 나타낸다. 모터(120)의 전기적 모델(1134)에서 Ra는 모터 저항, La는 모터 인덕턴스를 나타낸다. 모터 상전류(Ia)는 모터 저항(Ra)과 모터 인덕턴스(La)의 적분 값의 합에 반비례한다. 모터 상전류(Ia)는 전류 센서(220)에 의해 검출되어, 다시 PID 제어부(1110)의 입력단으로 피드백된다.
모터 상전류(Ia)는 모터(120)를 구동시킨다. 모터 상전류(Ia)와 모터의 토크 상수(Kt)에 따라 구동 토크(T)가 생성된다. 또한, 로드 토크(Tl) 및 마찰 토크(Tf)의 합에 의해 모터(120)의 역방향 토크(Tl+Tf)가 생성된다. 구동 토크(T)와 역방향 토크(Tl+Tf)의 차를 모터의 기계적 모델(1136)에 입력하여 모터 속도(ω)를 구할 수 있다. 모터의 기계적 모델(1136)에서 B는 마찰 계수, J는 관성 모먼트이다. 모터 속도(ω)는 마찰 계수(B)와 관성 모먼트(J)의 적분 값의 합에 반비례한다.
오픈 브레이크 제어를 수행하는 경우, PID 제어부(1110)로부터 출력되는 전류는 0이된다. 따라서 모터 모델(1130)에서 모터 상전류(Ia)는 0이 되므로, 역방향 토크(Tl+Tf)와 모터의 기계적 모델(1136)에 따라 모터 속도(ω)가 결정될 수 있다. 프로세서(110)는 모터의 기계적 모델(1136)을 이용하여 모터 속도(ω)를 추정한다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라, 오픈 브레이크 제어 중에 모터 속도를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 모터 속도 추정 과정은 도 10의 단계 S1004, S1006, 및 S1008에 대응된다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 오픈 브레이크 제어 중에는 모터 상전류(Ia)가 0이된다. 따라서 모터 속도(ω)는 모터의 기계적 모델(1136)에 의해 결정된다. 도 12에서 ωe[n-1]은 이전 루프에서 추정된 모터 속도이고, ω* e[n]는 금번 루프에서 추정된 모터 속도를 나타낸다. 금번 루프에서 추정된 모터 속도 ω* e[n]는 다시 역방향 토크 추정부(1210)로 피드백된다.
프로세서(110)는 오픈 브레이크 제어 중에, 모터 속도(ω)를 반복 추정한다. 첫 번째 추정에서는 초기 모터 속도(ω* e[n])가 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1])로 입력된다. 두 번째 이후의 추정에서는 이전 루프에서 추정된 모터 속도가 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1])로 입력된다.
프로세서(110)는 제1 압력계(910)에 의해 측정된 석션 압력(Psuction) 및 제2 압력계(920)에 의해 측정된 디스차지 압력(Pdischarge)을 획득한다. 프로세서(110)는 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1]), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)을 역방향 토크 추정부(1210)로 입력한다. 역방향 토크 추정부(1210)는 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1]), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)를 입력받아, 역방향 토크(Tl+Tf)를 추정한다. 로드 토크(Tl)는 디스차지 압력(Pdischarge)과 석션 압력(Psuction)의 차이에 기초하여 결정된다. 마찰 토크(Tf)는 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1])에 기초하여 결정된다. 역방향 토크(Tl+Tf)는 로드 토크(Tl)와 마찰 토크(Tf)의 합에 대응한다.
오픈 브레이크 제어 중에 구동 토크(T)는 0이다. 따라서 역방향 토크(Tl+Tf)에 의해 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])가 결정된다. 프로세서(110)는 역방향 토크(Tl+Tf)와 모터의 기계적 모델(1136)을 이용하여 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])를 추정한다. 또한, 프로세서(110)는 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])를 역방향 토크 추정부(1210)로 피드백하여 모터 속도를 반복 추정한다.
프로세서(110)는 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])를 산출하면, 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])가 속도 기준 값 이하인지 여부를 판단한다. 프로세서(110)는 앞서 도 10의 단계 S1010에서 설명한 바와 같이, 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])가 속도 기준 값 이하이면 단계 S1012에서 쇼트 브레이크 제어를 개시하는 것으로 결정한다. 프로세서(110)는 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])가 속도 기준 값을 초과하면, 단계 S1002로 돌아가 모터 속도 추정을 반복한다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따라, 모터 속도를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 모터 속도를 반복 추정하여, 모터 속도가 속도 기준 값에 도달한 경우, 쇼트 브레이크 제어를 개시한다. 가전 기기(100)는 제1 룩업 테이블(1410)을 이용하여, 모터 속도를 반복 추정할 수 있다.
우선, 단계 S1302에서, 가전 기기(100)는 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정한다. 가전 기기(100)는 제1 압력계(910)를 이용하여 석션 압력을 측정하고, 제2 압력계(920)를 이용하여 디스차지 압력을 측정한다.
일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어를 개시한 이후에, 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다. 또한, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어를 수행하는 동안, 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 압축기(130)를 구동하는 구간 및 모터 정지 동작 구간 동안 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다. 가전 기기(100)는 압축기(130)의 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정하여, 압축기(130)의 상태를 모니터링할 수 있다.
다음으로 단계 S1304에서, 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1]), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)에 기초하여, 제1 룩업 테이블(1410)로부터 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])를 추정한다.
도 14를 참조하면, 가전 기기(100)는 제1 룩업 테이블(1410)을 이용하여 모터 속도(ω)를 추정한다. 제1 룩업 테이블(1410)은 현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 추정 모터 속도 값을 포함한다. 제1 룩업 테이블(1410)은 가전 기기(100)의 메모리(210)에 미리 저장될 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(210)에 저장된 제1 룩업 테이블(1410)을 이용하여 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1]), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)로부터 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])를 추정할 수 있다.
모터 속도(ω)는 추정된 모터 속도(ω*)에 기초하여 반복 추정된다. 오픈 브레이크 제어 개시 시에는, 초기 모터 속도가 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1])에 대응된다. 이후에는 이전 루프에서 추정된 금번 루프 모터 속도(ω* e[n])가 현재 모터 속도, 즉 이전 루프 모터 속도(ωe[n-1])에 대응된다. 모터 속도의 추정은 모터 속도가 속도 기준 값에 도달할 때까지 반복된다.
다음으로 단계 S1306에서, 가전 기기(100)는 모터 속도가 속도 기준 값 이하인지 여부를 판단한다. 속도 기준 값은 오픈 브레이크 제어 시에 역회전이 발생하지 않고, 쇼트 브레이크 제어 시에 인버터(122)의 정격 전류를 초과하는 브레이킹 전류가 발생하지 않는 모터 속도로 결정된다.
가전 기기(100)는 모터 속도가 속도 기준 값 이하가 아닌 경우, 단계 S1302로 돌아가서 모터 속도를 다시 추정한다.
가전 기기(100)는 모터 속도가 속도 기준 값 이하인 경우, 단계 S1308에서 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 결정한다.
가전 기기(100)는 쇼트 브레이크 제어를 개시하는 개시 시점이 결정됨에 따라, 단계 S312에서 쇼트 브레이크 제어를 수행한다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따라, 쇼트 브레이크 개시 시점을 추정하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 초기 모터 속도(ωi), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)에 기초하여, 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정할 수 있다. 가전 기기(100)는 초기 모터 속도(ωi), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)에 기초하여, 제2 룩업 테이블(1610)로부터 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 구할 수 있다.
우선, 단계 S1502에서, 가전 기기(100)는 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정한다. 가전 기기(100)는 제1 압력계(910)를 이용하여 석션 압력을 측정하고, 제2 압력계(920)를 이용하여 디스차지 압력을 측정한다.
일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어를 개시한 이후에, 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다. 또한, 가전 기기(100)는 오픈 브레이크 제어를 수행하는 동안, 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 가전 기기(100)는 압축기(130)를 구동하는 구간 및 모터 정지 동작 구간 동안 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정할 수 있다. 가전 기기(100)는 압축기(130)의 석션 압력 및 디스차지 압력을 측정하여, 압축기(130)의 상태를 모니터링할 수 있다.
다음으로 단계 S1504에서, 초기 모터 속도(ωi), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)에 기초하여, 제2 룩업 테이블(1610)로부터 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 결정한다. 쇼트 브레이크 제어 개시 시점은 현재 시점으로부터 쇼트 브레이크 제어 개시 시점까지의 시간을 정의할 수 있다. 예를 들면, 쇼트 브레이크 제어 개시 시점은 34:05초 후로 정의될 수 있다.
도 16을 참조하면, 가전 기기(100)는 제2 룩업 테이블(1610)을 이용하여 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 추정한다. 제2 룩업 테이블(1610)은 현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 쇼트 브레이크 제어 개시 시점 값을 포함한다. 제2 룩업 테이블(1610)은 가전 기기(100)의 메모리(210)에 미리 저장될 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(210)에 저장된 제2 룩업 테이블(1610)을 이용하여 초기 모터 속도(ωi), 디스차지 압력(Pdischarge), 및 석션 압력(Psuction)로부터 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 결정할 수 있다.
다음으로, 단계 S1506에서, 가전 기기(100)는 쇼트 브레이크 제어 개시 시점에 도달하면, 쇼트 브레이크 제어를 수행한다.
도 17은 오픈 브레이크 제어를 수행하는 비교예 및 본 개시의 일 실시예의 구동 전압 및 DC 링크 커패시터 전압을 나타낸 도면이다.
도 17의 비교예는 오픈 브레이크 제어만 적용한 경우를 나타낸다. 본 개시의 일 실시예는 오픈 브레이크 제어 후 동적으로 결정된 쇼트 브레이크 제어 개시 시점에 쇼트 브레이크를 수행하는 경우를 나타낸다. 비교예의 경우, 오픈 브레이크 제어 중, DC 링크 전압이 상승하는 것을 볼 수 있다. 반면에, 본 개시의 일 실시예에 따르면, DC 링크 전압의 증가 없이 오픈 브레이크 제어와 쇼트 브레이크 제어가 수행되는 것을 볼 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 브레이킹 전류가 운전 전류와 비슷한 레벨임을 확인하였다.
도 18은 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 비교예 및 본 개시의 일 실시예의 구동 전류 및 DC 링크 커패시터 전압을 나타낸 도면이다.
도 18의 비교예는 쇼트 브레이크 제어만 적용한 경우를 나타낸다. 본 개시의 일 실시예는 오픈 브레이크 제어 후 동적으로 결정된 쇼트 브레이크 제어 개시 시점에 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 경우를 나타낸다.
비교예에 따르면, 쇼트 브레이크 제어 개시 후에 브레이킹 전류가 급격하게 상승하는 모습을 볼 수 있다. 비교예의 브레이킹 전류의 크기는 일반적인 구동 전류의 크기를 크게 초과한다.
반면에 본 개시의 일 실시예에 따르면, 브레이킹 전류가 비교예에 비해 50% 이상 감소함을 확인하였다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 오픈 브레이크 제어 시간을 동적으로 조절함으로써, 모터 속도, 디스차지 압력과 석션 압력의 압력 차가 다른 여러 조건에서도 동일한 모터 속도로부터 쇼트 브레이크 제어가 개시된다. 따라서 본 개시의 실시예들에 따르면, 브레이킹 전류가 현저하게 감소하고, DC 링크 전압 상승을 방지할 수 있다. 또한, 쇼트 브레이크 제어 개시 시점을 조절함에 의해, 모터(120)의 정지 구동 시 소음을 감소시키는 효과가 있다.
도 19은 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기의 구조를 나타낸 블록도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기(100)는 가전 기기(1900)에 대응될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 가전 기기(1900)는 센서(1910), 출력 인터페이스(1920), 입력 인터페이스(1930), 메모리(1940), 통신 모듈(1950), 가전 기능 모듈(1960), 전력 모듈(1980), 및 프로세서(1990)를 포함한다. 가전 기기 (1900)은 도 19에 도시된 구성요소들의 다양한 조합으로 구성될 수 있으며, 도 19에 도시된 구성요소가 모두 필수적인 구성은 아니다.
도 19의 가전 기기 (1900)은 도 2에서 설명한 가전 기기 (100)에 대응되고, 메모리(1940)는 도 2에서 설명한 메모리(210)에 대응되고, 프로세서(1990)는 도 2에서 설명한 프로세서(110)에 대응된다.
센서(1910)는 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 센서(1910)는 압력계, 전류 센서, 이미지 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 라이다 센서, 인감지 센서, 동작 감지 센서, 근접 센서, 조도 센서 등 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 당업자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
출력 인터페이스(1920)는 디스플레이(1921), 스피커(1922) 등을 포함할 수 있다. 출력 인터페이스(1920)는 프로세서(1990)에서 생성된 다양한 알림, 메시지, 정보 등을 출력한다.
입력 인터페이스(1930)는 키(1931), 터치스크린(1932) 등을 포함할 수 있다. 입력 인터페이스(1930)는 사용자 입력을 수신하여 프로세서(1990)로 전달한다.
메모리(1940)는 가전기기(1900)의 동작에 필요한 다양한 정보, 데이터, 명령어, 프로그램 등을 저장한다. 메모리(1940)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 메모리(1940)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD(secure digital) 또는 XD(extrem digital) 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 가전기기(1900)은 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
통신 모듈(1950)은 근거리 통신 모듈(1952) 또는 원거리 통신 모듈(1954) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 통신 모듈(1950)은 다른 장치와 무선으로 통신하기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈(short-range wireless communication module)(1952)는, 블루투스 통신 모듈, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈(Near Field Communication module), WLAN(와이파이; wireless local area network) 통신 모듈, 지그비(Zigbee) 통신 모듈, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신 모듈, WFD(Wi-Fi Direct) 통신 모듈, UWB(ultrawideband) 통신 모듈, Ant+ 통신 모듈, 마이크로 웨이브(uWave) 통신 모듈 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
원거리 통신 모듈(1954)은, 다양한 종류의 원거리 통신을 수행하는 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 이동 통신부를 포함할 수 있다. 이동 통신부는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
가전 기능 모듈(1960)은 가전 기기(1900) 본연의 기능을 수행하는 동작 모듈을 포함한다. 가전 기능 모듈(1960)은 압축기(130), 모터(120), 및 인버터(122)를 포함할 수 있다.
전력 모듈(1980)은 전원에 연결되어, 가전 기기(1900)에 전력을 공급한다.
프로세서(1990)는 가전 기기(1900) 전반의 동작을 제어한다. 프로세서(1990)는 메모리(1940)에 저장된 프로그램을 실행하여, 가전 기기(1900)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(1990)는 인공지능 모델의 동작을 수행하는 별도의 NPU를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(1990)는 중앙 처리부(CPU), 그래픽 전용 프로세서(GPU; Graphic Processing Unit) 등을 포함할 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 구동 전류에 의해 구동되는 모터(120)를 포함하는 가전 기기(100)의 제어 방법에 있어서, 상기 모터(120)를 정지시키는 정지 신호를 수신하는 단계; 상기 정지 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 모터(120)로 구동 전류의 공급을 중단하는 오픈 브레이크 제어를 수행하는 단계; 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 모터 상전류에 기초하여 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 초기 모터 속도를 추정하는 단계; 상기 추정된 초기 모터 속도에 기초하여, 상기 모터의 회전 방향의 역방향으로 토크를 가하는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 가전 기기 제어 방법이 제공된다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 모터(120)는 브러시(brush)가 없는 영구자석 3상 동기전동기에 대응할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 전류는 교류 구동 전류이고, 상기 모터는 직류 전원으로부터 전류를 입력 받는 인버터(122)로부터 구동 정류를 수신하고, 상기 가전 기기 제어 방법은, 상기 직류 전원으로부터 상기 인버터(122)로 입력되는 전류를 측정함에 의해 상기 오픈 브레이크 제어의 개시에서의 상기 모터(120)의 모터 상전류를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 모터(120)는 압축기(130)를 구동하고, 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계는, 상기 초기 모터 속도로부터 감소하는 상기 모터의 모터 속도를 반복 추정하는 단계; 및 상기 추정된 모터 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 시점 이후에 상기 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 가전 기기 제어 방법은, 상기 압축기(130)의 석션(suction) 압력 값을 측정하는 단계; 및 상기 압축기(130)의 디스차지(discharge) 압력 값을 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계는, 상기 추정된 모터 속도, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값에 기초하여 상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계는, 상기 측정된 석션 압력 값 및 상기 측정된 디스차지 압력 값의 차에 기초하여 상기 모터의 로드 토크를 산출하는 단계; 및 상기 모터(120)의 산출된 로드 토크와 상기 모터의 마찰 토크의 합, 상기 추정된 모터 속도, 상기 모터(120)의 마찰 계수, 및 상기 모터(120)의 관성 모멘트의 적분 값에 기초하여 상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계는, 현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 추정 모터 속도 값을 포함하는 룩업 테이블에 기초하여, 상기 추정된 모터 속도 값, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값으로부터 모터 속도를 반복 추정하는 단계; 및 상기 추정된 모터 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 시점 이후에 상기 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 모터(120)는 압축기(130)를 구동하도록 구성되고, 상기 가전 기기 제어 방법은, 상기 압축기(130)의 석션 압력 값을 측정하는 단계; 및 상기 압축기(130)의 디스차지 압력 값을 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계는, 현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 쇼트 브레이크 전환 시간 값을 포함하는 제2 룩업 테이블에 기초하여, 상기 초기 모터 속도, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값으로부터 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 오픈 브레이크 제어를 수행하는 단계는, 상기 모터(120)를 구동하는 인버터(122)의 스위치를 턴 오프하여 상기 모터(120)로 구동 전류의 공급을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 단계는, 인버터(122)의 스위치 중 일부를 턴 온하여, 상기 모터(120)와 인버터(122) 회로 사이에 폐루프를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 모터(120); 직류 전원으로부터 교류 전류를 생성하여 상기 모터(120)에 교류 구동 전류를 출력하는 인버터(122); 상기 모터(120)의 모터 상전류를 측정하는 전류 센서(210); 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하는 메모리(210); 및 적어도 하나의 프로세서(110)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 상기 모터(120)를 정지시키는 정지 신호를 수신하고, 상기 정지 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 모터(120)로 구동 전류의 공급을 중단하는 오픈 브레이크 제어를 수행하고, 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시에 상기 전류 센서(210)에 의해 측정된 상기 모터 상전류에 기초하여 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터(120)의 초기 모터 속도를 추정하고, 상기 추정된 초기 모터 속도에 기초하여, 상기 모터(120)의 회전 방향의 역방향으로 토크를 가하는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고, 상기 결정된 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 가전 기기(100)가 제공된다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 모터(120)는 브러시(brush)가 없는 영구자석 3상 동기전동기일 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 전류 센서(210)는, 상기 모터 상 전류를 측정하도록 상기 직류 전원으로부터 상기 인버터(122)로 입력되는 전류를 측정할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 가전 기기(100)는, 상기 모터(120)에 의해 구동되는 압축기(130)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 상기 초기 모터 속도로부터 감소하는 상기 모터(120)의 모터 속도를 반복 추정하고, 상기 추정된 모터 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 시점 이후에 상기 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 가전 기기(100)는, 상기 압축기(130)의 석션(suction) 압력을 측정하는 제1 압력계(910); 및 상기 압축기(130)의 디스차지(discharge) 압력을 측정하는 제2 압력계(920)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 상기 추정된 모터 속도, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값에 기초하여 상기 모터 속도를 반복 추정할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 상기 석션 압력 값 및 상기 디스차지 압력 값의 차에 기초하여 상기 모터의 로드 토크를 산출하고, 상기 모터(120)의 로드 토크와 상기 모터의 마찰 토크의 합, 상기 추정된 모터 속도, 상기 모터의 마찰 계수, 및 상기 모터(120)의 관성 모멘트의 적분 값에 기초하여 상기 모터 속도를 반복 추정할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 가전 기기(100)는, 상기 모터(120)에 의해 구동되는 압축기(130); 상기 압축기(130)의 석션(suction) 압력을 측정하는 제1 압력계(910); 및 상기 압축기(130)의 디스차지(discharge) 압력을 측정하는 제2 압력계(920)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 추정 모터 속도 값을 포함하는 제1 룩업 테이블에 기초하여, 상기 추정된 모터 속도 값, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값으로부터 모터 속도를 반복 추정하고, 상기 추정된 모터 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 시점 이후에 상기 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 가전 기기(100)는, 상기 모터(120)에 의해 구동되는 압축기(130); 상기 압축기(130)의 석션(suction) 압력을 측정하는 제1 압력계(910); 및 상기 압축기(130)의 디스차지(discharge) 압력을 측정하는 제2 압력계(920)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 쇼트 브레이크 전환 시간 값을 포함하는 제2 룩업 테이블에 기초하여, 상기 초기 모터 속도, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값으로부터 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 상기 모터(120)를 구동하는 상기 인버터(122)의 스위치를 턴 오프하여 상기 모터(120)로 전류 공급을 중단하여, 상기 오픈 브레이크 제어를 수행할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해, 상기 모터(120)를 구동하는 상기 인버터(122)의 스위치 중 일부를 턴 온하여, 상기 모터(120)와 상기 인버터(122) 회로 사이에 폐루프를 생성하여 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 가전 기기 제어 방법을 컴퓨터에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.

Claims (15)

  1. 구동 전류에 의해 구동되는 모터(120)를 포함하는 가전 기기(100)의 제어 방법에 있어서,
    상기 모터(120)를 정지시키는 정지 신호를 수신하는 단계;
    상기 정지 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 모터(120)로 구동 전류의 공급을 중단하는 오픈 브레이크 제어를 수행하는 단계;
    상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 모터 상전류에 기초하여, 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터의 초기 모터 속도를 추정하는 단계;
    상기 추정된 초기 모터 속도에 기초하여, 상기 모터의 회전 방향의 역방향으로 토크를 가하는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 가전 기기 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터(120)는 브러시(brush)가 없는 영구자석 3상 동기전동기인, 가전 기기 제어 방법.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 전류는 교류 구동 전류이고,
    상기 모터는 직류 전원으로부터 전류를 입력 받는 인버터(122)로부터 구동 정류를 수신하고,
    상기 가전 기기 제어 방법은, 상기 직류 전원으로부터 상기 인버터(122)로 입력되는 전류를 측정함에 의해 상기 오픈 브레이크 제어의 개시에서의 상기 모터(120)의 모터 상전류를 측정하는 단계를 더 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터(120)는 압축기(130)를 구동하고,
    상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계는,
    상기 초기 모터 속도로부터 감소하는 상기 모터의 모터 속도를 반복 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 모터 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 시점 이후에 상기 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계를 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가전 기기 제어 방법은,
    상기 압축기(130)의 석션(suction) 압력 값을 측정하는 단계; 및
    상기 압축기(130)의 디스차지(discharge) 압력 값을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계는, 상기 추정된 모터 속도, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값에 기초하여 상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계를 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계는,
    상기 측정된 석션 압력 값 및 상기 측정된 디스차지 압력 값의 차에 기초하여 상기 모터의 로드 토크를 산출하는 단계; 및
    상기 모터(120)의 산출된 로드 토크와 상기 모터의 마찰 토크의 합, 상기 추정된 모터 속도, 상기 모터(120)의 마찰 계수, 및 상기 모터(120)의 관성 모멘트의 적분 값에 기초하여 상기 모터 속도를 반복 추정하는 단계를 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계는,
    현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 추정 모터 속도 값을 포함하는 룩업 테이블에 기초하여, 상기 추정된 모터 속도 값, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값으로부터 모터 속도를 반복 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 모터 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 시점 이후에 상기 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계를 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터(120)는 압축기(130)를 구동하도록 구성되고,
    상기 가전 기기 제어 방법은,
    상기 압축기(130)의 석션 압력 값을 측정하는 단계; 및
    상기 압축기(130)의 디스차지 압력 값을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계는,
    현재 모터 속도, 석션 압력, 및 디스차지 압력에 따른 쇼트 브레이크 전환 시간 값을 포함하는 룩업 테이블에 기초하여, 상기 초기 모터 속도, 상기 측정된 석션 압력 값, 및 상기 측정된 디스차지 압력 값으로부터 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는 단계를 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오픈 브레이크 제어를 수행하는 단계는, 상기 모터(120)를 구동하는 인버터(122)의 스위치를 턴 오프하여 상기 모터(120)로 구동 전류의 공급을 중단하는 단계를 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 단계는, 인버터(122)의 스위치 중 일부를 턴 온하여, 상기 모터(120)와 인버터(122) 회로 사이에 폐루프를 생성하는 단계를 포함하는, 가전 기기 제어 방법.
  11. 모터(120);
    직류 전원으로부터 교류 전류를 생성하여 상기 모터(120)에 교류 구동 전류를 출력하는 인버터(122);
    상기 모터(120)의 모터 상전류를 측정하는 전류 센서(210);
    적어도 하나의 인스트럭션을 저장하는 메모리(210); 및
    적어도 하나의 프로세서(110)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해,
    상기 모터(120)를 정지시키는 정지 신호를 수신하고,
    상기 정지 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 모터(120)로 상기 구동 전류의 공급을 중단하는 오픈 브레이크 제어를 수행하고,
    상기 오픈 브레이크 제어 개시 시에 상기 전류 센서(210)에 의해 측정된 상기 모터 상전류에 기초하여 상기 오픈 브레이크 제어 개시 시의 상기 모터(120)의 초기 모터 속도를 추정하고,
    상기 추정된 초기 모터 속도에 기초하여, 상기 모터(120)의 회전 방향의 역방향으로 토크를 가하는 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하고,
    상기 결정된 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점에, 상기 쇼트 브레이크 제어를 수행하는 가전 기기(100).
  12. 제11항에 있어서, 상기 모터(120)는 브러시(brush)가 없는 영구자석 3상 동기전동기인, 가전 기기(100).
  13. 제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전류 센서(210)는, 상기 모터 상 전류를 측정하도록 상기 직류 전원으로부터 상기 인버터(122)로 입력되는 전류를 측정하는, 가전 기기(100).
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가전 기기(100)는, 상기 모터(120)에 의해 구동되는 압축기(130)를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서(110)는, 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함에 의해,
    상기 초기 모터 속도로부터 감소하는 상기 모터(120)의 모터 속도를 반복 추정하고,
    상기 추정된 모터 속도가 속도 기준 값 이하로 감소한 시점 이후에 상기 쇼트 브레이크 제어를 개시하도록 상기 쇼트 브레이크 제어의 개시 시점을 결정하는, 가전 기기(100).
  15. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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