KR101084639B1 - System for estimating load impedance of induction heating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도가열장치에 있어서, 피가열체 부하인 금속판재의 폭, 두께, 재질이 바뀜에 따라 변하게 되는 등가 인덕턴스와 등가 저항을 예측하기 위한 부하 예측 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 유도코일, 축전기 및 가열코일을 포함하는 유도가열장치의 상기 가열코일 및/또는 피가열체의 임피던스를 예측하는 부하 예측 시스템에 있어서, 상기 유도가열장치의 전압 또는 전류 특성을 측정하는 측정부 및 상기 측정된 전압 또는 전류 특성을 이용하여 상기 가열코일 및/또는 상기 피가열체의 상기 임피던스를 예측하는 부하예측부를 포함하되, 상기 부하예측부는 적응 추정 알고리즘(Adative Estimation Algorithm)을 이용하여 상기 가열코일 및/또는 상기 피가열체의 상기 임피던스를 예측하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 개시한다. 상기와 같은 유도가열장치의 부하 예측 시스템은 피가열 금속 판재의 끊김과 같은 갑작스러운 부하의 변동을 감지하고, 피가열체의 특성을 미리 파악함으로써 유도가열장치에서의 과전류 발생이나 설비의 고장을 예방할 수 있으며, 피가열체의 발열량을 예측함으로써 유도가열장치에 투입되는 전력량을 적절하게 조절할 수 있는 기능을 제공한다.The present invention relates to a load prediction system for estimating the equivalent inductance and the equivalent resistance which change as the width, thickness, and material of a metal plate, which is a heating object load, change according to the present invention. The present invention is a load prediction system for predicting the impedance of the heating coil and / or the heating element of the induction heating apparatus including an induction coil, a capacitor and a heating coil, the measurement for measuring the voltage or current characteristics of the induction heating apparatus And a load predictor for predicting the impedance of the heating coil and / or the heated object using the measured voltage or current characteristics, wherein the load predictor is configured by using an adaptive estimating algorithm. Disclosed is a load prediction system of an induction heating apparatus, characterized by predicting the impedance of a heating coil and / or the heated object. The load prediction system of the induction heating apparatus as described above detects sudden load fluctuations such as breakage of the metal plate to be heated and prevents the occurrence of overcurrent or equipment failure in the induction heating apparatus by grasping the characteristics of the heating element in advance. And, by predicting the amount of heat of the heating element to provide a function to properly adjust the amount of power input to the induction heating device.
유도가열장치, 부하 예측 Induction Heater, Load Prediction
Description
본 발명은 유도가열장치에 있어서, 피가열체 부하인 금속판재의 폭, 두께, 재질이 바뀜에 따라 변하게 되는 등가 인덕턴스와 등가 저항을 예측하기 위한 부하 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a load prediction system for estimating the equivalent inductance and the equivalent resistance which change as the width, thickness, and material of a metal plate, which is a heating object load, change according to the present invention.
유도가열(Induction Heating)이란, 전자기 유도를 이용하여 금속물체를 가열시키는 방법이다. 유도가열장치는 감겨진 코일로 구성되어 있으며, 그 코일로 고주파의 교류전류가 공급되면 전자기 유도현상에 의해 가열하고자 하는 피가열 금속 표면에 유도전류가 발생한다. 피가열 금속에 전류가 흐르면, 금속의 저항에 의해 발생된 줄(Joule)열이 피가열 금속의 온도를 높이게 된다. Induction Heating is a method of heating a metal object using electromagnetic induction. Induction heating device is composed of a coil wound, and when the high-frequency alternating current is supplied to the coil, induction current is generated on the surface of the metal to be heated by electromagnetic induction. When current flows through the metal to be heated, Joule heat generated by the resistance of the metal increases the temperature of the metal to be heated.
피가열체 또는 피가열 금속은 유도가열장치와 연결된 전기 회로 상에서 부하(Load)로 표현될 수 있으며, 상기 회로에서는 등가 인덕턴스(equivalent inductance)와 등가 저항(equivalent resistance)으로 치환될 수 있다. 그런데 피가열 금속의 폭, 두께, 재질 등이 바뀌면, 회로에서 환산된 등가 임피던스(equivalent impedance) 값도 바뀌게 된다. 이에 따라 피가열 금속에서 발열되는 열량도 변하게 되고 공진회로의 Q 인자(Q-factor)가 변화되어 공진회로의 유효전력 또는 무효전력도 변하게 된다. 즉 피가열 금속이 바뀌면 유도가열장치에 동일한 전류를 흘려 보내더라도 목표 온도까지 가열되지 못하는 경우가 발생하고, 이러한 경우 가열을 위해 유도가열장치에 인가되는 전압을 무리하게 증가시키다 보면 회로에 연결된 다른 소자가 손상될 위험까지 발생하게 된다. 따라서 피가열 금속의 등가 임피던스의 변화 상황을 직접 측정하거나 예측하는 방법을 통해 모니터링 해야 할 필요가 있다.The object to be heated or the metal to be heated may be represented as a load on an electrical circuit connected to the induction heating apparatus, and may be replaced with equivalent inductance and equivalent resistance in the circuit. However, when the width, thickness, material, etc. of the metal to be heated change, the equivalent impedance value converted in the circuit also changes. Accordingly, the amount of heat generated from the metal to be heated is also changed, and the Q factor (Q-factor) of the resonant circuit is changed to change the effective power or reactive power of the resonant circuit. In other words, when the metal to be heated changes, even though the same current flows through the induction heating device, it cannot be heated to the target temperature.In this case, if the voltage applied to the induction heating device is excessively increased, other elements connected to the circuit To the risk of damage. Therefore, there is a need to monitor by directly measuring or predicting the change in the equivalent impedance of the metal to be heated.
일반적으로 상기와 같은 부하 임피던스의 변화 상황을 모니터링 하기 위해서는 유도가열장치 코일의 양단전압과 코일에 흐르는 전류를 측정한다. 그러나 실제에 있어, 유도가열장치 코일의 전류를 측정하기 위한 장비(Current Transducer)는 설치하기가 어렵고 매우 고가라는 문제가 있다. In general, in order to monitor the change of the load impedance as described above, the voltage across the induction heater coil and the current flowing through the coil is measured. In practice, however, the equipment for measuring the current of the induction heater coil has a problem that it is difficult to install and very expensive.
또한 상기와 같은 부하 임피던스를 예측할 수 있는 기술도 개발되지 않아, 유도가열장치가 가지는 입력전력의 한계치 안에서 부하 소재를 목표 온도까지 가열할 수 있는지에 대해 판단을 하기 어려운 문제가 있다.In addition, since the technology for predicting the load impedance as described above is not developed, it is difficult to determine whether the heating material can be heated to the target temperature within the limit of the input power of the induction heating apparatus.
본 발명은 피가열 금속 판재의 끊김과 같은 갑작스러운 부하의 변동을 감지함으로써 과전류 발생이나 설비의 고장을 예방할 수 있는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 제공한다.The present invention provides a load prediction system of an induction heating apparatus capable of preventing an overcurrent or a failure of a facility by detecting a sudden change in load such as breakage of a metal plate to be heated.
또한 본 발명은 부하의 발열량을 예측함으로써 유도가열장치에 투입되는 전력량을 적절하게 조절할 수 있는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a load prediction system of an induction heating apparatus that can appropriately adjust the amount of power input to the induction heating apparatus by predicting the heat generation amount of the load.
아울러 본 발명은 유도가열장치의 가열효율을 계산할 수 있는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a load prediction system of the induction heating apparatus capable of calculating the heating efficiency of the induction heating apparatus.
본 발명은 유도코일, 축전기 및 가열코일을 포함하는 유도가열장치의 상기 가열코일 및/또는 피가열체의 임피던스를 예측하는 부하 예측 시스템에 있어서, 상기 유도가열장치의 전압 또는 전류 특성을 측정하는 측정부 및 상기 측정된 전압 또는 전류 특성을 이용하여 상기 가열코일 및/또는 상기 피가열체의 상기 임피던스를 예측하는 부하예측부를 포함하되, 상기 부하예측부는 적응 추정 알고리즘(Adative Estimation Algorithm)을 이용하여 상기 가열코일 및/또는 상기 피가열체의 상기 임피던스를 예측하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 개시한다.The present invention is a load prediction system for predicting the impedance of the heating coil and / or the heating element of the induction heating apparatus including an induction coil, a capacitor and a heating coil, the measurement for measuring the voltage or current characteristics of the induction heating apparatus And a load predictor for predicting the impedance of the heating coil and / or the heated object using the measured voltage or current characteristics, wherein the load predictor is configured by using an adaptive estimating algorithm. Disclosed is a load prediction system of an induction heating apparatus, characterized by predicting the impedance of a heating coil and / or the heated object.
또한 상기 유도가열장치의 부하 예측 시스템은, 상기 측정부가 상기 유도가열장치의 입력 전압 및 상기 축전기 양단의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 개시한다.In addition, the load prediction system of the induction heating apparatus, the measurement unit discloses the load prediction system of the induction heating apparatus, characterized in that for measuring the input voltage of the induction heating apparatus and the voltage across the capacitor.
또한 상기 유도가열장치의 부하 예측 시스템은, 상기 부하예측부가 상기 측정된 전압 또는 전류 특성을 디지털 신호로 입력받아 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing) 방식으로 상기 적응 추정 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 개시한다.In addition, in the load prediction system of the induction heating apparatus, the load prediction unit receives the measured voltage or current characteristics as a digital signal and performs the adaptive estimation algorithm by a digital signal processing method. The load prediction system of a heating apparatus is started.
또한 상기 유도가열장치의 부하 예측 시스템은, 상기 부하예측부가 상기 유도코일의 인덕턴스 및 상기 축전기의 전기용량 값을 더 이용하고, 상기 적응 추정 알고리즘은 추정 오차(Estimation Error)의 순간 비용 함수(Instantaneous Cost Function)를 최소로 하기 위한 그라디언트 업데이트 룰(Gradient Update Rule)에 따라 상기 가열코일 및/또는 상기 피가열체의 임피던스 예측값을 갱신(update)하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 개시한다.In addition, in the load prediction system of the induction heating apparatus, the load prediction unit further uses the inductance of the induction coil and the capacitance value of the capacitor, and the adaptive estimation algorithm is an instantaneous cost function of an estimation error. Disclosed is a load prediction system of an induction heating apparatus, characterized by updating an impedance predicted value of the heating coil and / or the heated object according to a gradient update rule for minimizing a function. .
아울러 상기 유도가열장치의 부하 예측 시스템은, 상기 가열코일 및/또는 상기 피가열체의 상기 임피던스 예측값을 실질적인 실시간으로 출력하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 개시한다.In addition, the load prediction system of the induction heating apparatus discloses the load prediction system of the induction heating apparatus further comprises a display unit for outputting the impedance prediction value of the heating coil and / or the heating target in real time. .
본 발명의 부하 예측 시스템은 피가열 금속 판재의 끊김과 같은 갑작스러운 부하의 변동을 감지하고, 피가열 금속 판재의 특성을 미리 파악함으로써 유도가열장치에서의 과전류 발생이나 설비의 고장을 예방할 수 있다.The load prediction system of the present invention can detect an abrupt change in load, such as a break of the metal plate to be heated, and grasp the characteristics of the metal plate to be heated in advance to prevent the occurrence of overcurrent in the induction heating apparatus or the failure of the equipment.
또한, 본 발명의 부하 예측 시스템은 유도가열장치의 부하의 발열량을 예측함으로써 유도가열장치에 투입되는 전력량을 적절하게 조절할 수 있다.In addition, the load prediction system of the present invention can properly adjust the amount of power input to the induction heating apparatus by predicting the heat generation amount of the load of the induction heating apparatus.
또한, 유도가열장치에 투입된 전력량과 부하에서의 발열량을 비교하여 유도가열장치의 가열효율을 계산할 수 있다.In addition, it is possible to calculate the heating efficiency of the induction heating apparatus by comparing the amount of power input to the induction heating apparatus and the amount of heat generated at the load.
아울러, 유도가열장치와 비가열 금속 부하로 연결된 회로의 Q-factor를 계산함으로써 회로에 사용된 콘덴서의 내마진 용량이 적절한지를 판단할 수 있다.In addition, by calculating the Q-factor of the circuit connected to the induction heating device and the non-heated metal load, it is possible to determine whether the margin resistance of the capacitor used in the circuit is appropriate.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명은 유도가열장치에 있어서 부하소재의 재질과 폭, 두께와 같은 부하변동 상황에서 등가적인 임피던스(equivalent impedance) 변화를 예측하여 장치 운전자에게 조업정보를 제공하기 위한 부하 예측 시스템을 제안한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유도가열장치는 인덕터(inductor)와 콘덴서 뱅크(condenser bank)로 구성된 이른바 LCL 공진형 유도가열장치가 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 유도가열장치에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류측정용 센서(Current Transducer) 없이 인버터 출측(出側)의 전압과 축전기 뱅크의 양단 전압의 2개의 전압을 측정하여 가열코일과 부하의 등가 임피던스를 예측한다.The present invention proposes a load prediction system for providing operation information to a device driver by predicting an equivalent impedance change in a load variation situation such as material, width, and thickness of a load material in an induction heating apparatus. According to a preferred embodiment of the present invention, the induction heating apparatus is a so-called LCL resonant induction heating apparatus composed of an inductor and a condenser bank. According to a preferred embodiment of the present invention, without measuring the current (Current Transducer) for measuring the current flowing in the induction heating apparatus (Current Transducer) by measuring the two voltages of the voltage of the inverter exit and the voltage across the capacitor bank Estimate the equivalent impedance of the coil and the load.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LCL 공진형 유도가열장치와 부하 예측 시스템의 회로 구성도를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a circuit diagram of an LCL resonant induction heating apparatus and a load prediction system according to a preferred embodiment of the present invention.
인버터(110)는 유도가열장치에 교류 전력을 공급한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인버터(110)는 전력선을 통해 송출되는 교류 전원을 공급할 수도 있고, 직류 전원으로부터 변환된 교류 전원을 공급할 수도 있다. 본 명세서 전체를 통하여 인버터(110) 양단의 출력 전압은 로 표시된다.The
유도코일(120)은 유도가열장치를 구성하는 코일로서 일반적으로 인버터(110) 내부에 포함되는 공심 인덕터의 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서 전체를 통하여 유도코일(120)의 인덕턴스는 로 표시된다.
축전기(130)는 유도가열장치를 구성하는 소자로서 콘덴서 뱅크(condenser bank)로 구성될 수 있다. 본 명세서 전체를 통하여 축전기(130)의 전기용량(electric capacity)은 로, 축전기(130) 양단의 전압은 로 표시된다.The
가열코일 및 부하 등가회로(140)는 피가열체의 유도가열을 위해 연결되는 코일과 피가열체의 전기회로적 등가 모델로서, 가열코일(150) 및 부하저항(160)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가열코일(150) 및 부하저항(160)은 서로 직렬로 연결되고, 다시 축전기(130) 양단에 병렬로 연결된 모델로 표현될 수 있다. 가열코일(150)은 피가열체 주변을 감싸고 피가열체의 유도가열을 일으키는 코일로서, 본 명세서 전체를 통하여 가열코일(150)의 인덕턴스는 로 표시된다. 부하저항(160)은 피가열체를 회로의 저항으로 모델링 한 것으로서, 본 명세서 전체 를 통하여 부하저항(160)의 저항값은 로 표시된다. 본 발명의 부하예측 시스템은 인버터(110) 양단의 전압 와 축전기(130) 양단의 전압 를 측정하여, 가열코일(150)의 인덕턴스 과 부하저항(160)의 저항값 을 예측하는 것을 목표로 한다.The heating coil and load
전력변환기(power transducer; 115, 135)는 측정된 전압값을 디지털 신호 처리가 가능한 전압값의 범위로 조정하는 역할을 하며, 인버터(110) 양단의 전압 와 축전기(130) 양단의 전압 를 변환하기 위해 각각 연결될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인버터(110) 양단의 전압 와 축전기(130) 양단의 전압 는 수백 내지 수천 볼트(V)에 해당하는 전압값을 가지므로, 전력변환기(115, 135)는 이를 각각 디지털 신호 처리가 가능한 수 밀리볼트(mV) 내지 수 볼트(V)에 해당하는 전압값으로 N:1 축소 변환할 수 있다.The
A/D 변환기(170)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인버터(110) 양단의 전압 와 축전기(130) 양단의 전압 , 또는 이들 각각을 전력변환한 값들은 모두 아날로그 값이므로, 이를 디지털 신호 처리에 적합하도록 만들기 위해서 A/D 변환기(170)가 사용될 수 있다.The A /
부하예측부(180)는 본 발명의 부하 예측 알고리즘에 따라 가열코일(150)의 인덕턴스 과 부하저항(160)의 저항값 을 예측한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 부하예측부(180)는 A/D 변환기(170)를 통하여 디지털 신호로 변환된 값을 입력 받아 디지털 신호처리(Digital Signal Processing) 과정을 거쳐 부하의 임피던스를 예측할 수 있다. 바람직하게는, 부하예측부(180)는 디지털 신호처리 보드(DSP Board) 상에 디지털 신호처리 칩(DSP Chip)을 연결하여 부하예측 알고리즘을 프로그래밍하는 방식으로 구현될 수 있다.The
표시부(190)는 부하예측부(180)를 통하여 예측된 값을 출력한다. 표시부(190)는 사람이 오감을 통하여 인식할 수 있도록 빛, 소리, 인쇄 등의 방식으로 컴퓨터의 결과물을 출력하는 모니터, 프린터, 스피커, 플로터(plotter), 복사기 및 팩시밀리(facsimile) 등을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 표시부(190)를 통하여 가열코일(150)의 인덕턴스 의 추정값 및 부하저항(160)의 저항값 의 추정값은 물론, 본 발명의 부하예측 알고리즘에 사용되는 각종 파라미터(parameter) 및 오차(error) 값을 그래프 형태로 출력할 수도 있다.The
이하에서는 부하예측부(180)가 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 부하의 등가 임피던스를 예측하는 알고리즘을 수식을 이용하여 설명한다.Hereinafter, according to a preferred embodiment of the present invention, the
도 1의 회로에서 유도코일(120)에 흐르는 전류를 , 가열코일(150) 및 부하저항(160)에 흐르는 전류를 로 표시하면, 하기 식 1 내지 식 3과 같은 회로 방정식을 얻을 수 있다.In the circuit of Figure 1 the current flowing through the
[식 1][Equation 1]
[식 2][Equation 2]
[식 3][Equation 3]
상기 식 1 내지 식 3을 행렬식으로 나타내면, 하기 식 4와 같이 표현된다.When the above formulas 1 to 3 are represented by a determinant, they are expressed as in the following formula 4.
[식 4][Equation 4]
여기에서 , , , , 로 정의된다. 상기 식 4의 양변을 라플라스 변환(Laplace Transform)하고, 인버터(110)의 출력전압 와 축전기(130)의 양단전압 의 입출력 전달함수를 구하면, 하기 식 5와 같이 정리된다.From here , , , , Is defined as Laplace transform of both sides of Equation 4, the output voltage of the
[식 5][Equation 5]
여기에서, , , , , 로 정의되는 파라미터(parameter)들이며, 파라미터 벡터(parameter vector) 는 로 정의된다.From here, , , , , Parameters defined by the parameter vector Is Is defined as
식 5로부터, 본 발명에서 예측하고자 하는 가열코일(150)의 인덕턴스 과 부하저항(160)의 저항값 은 하기 식 6과 같이 나타낼 수 있다.From Equation 5, the inductance of the
[식 6][Equation 6]
, ,
여기에서, 은 측정을 통해 미리 알 수 있는 축전기(130)의 전기용량 와, 유도코일(120)의 인덕턴스 로부터 직접 도출되는 상수값이므로, 파라미터 및 의 값을 추정함으로써 가열코일(150)의 인덕턴스 과 부하저항(160)의 저항값 을 추정할 수 있게 된다.From here, The capacitance of the
이하에서는 파라미터 벡터 를 적응 추정 방식(Adaptive Estimation)을 통해 수렴시키는 과정에 대해 설명한다.Parameter vector below The process of converging through the adaptive estimation method will be described.
선형 파라미터화(Linear Parameterization)를 통해, 하기 식 7과 같은 입출력 모델을 정의한다.Through linear parameterization, an input / output model such as Equation 7 is defined.
[식 7][Equation 7]
여기에서, 로 정의되는 출력신호이고, 와 같이 인버터(110)의 출력전압 와 축전기(130)의 양단전압 로 정의되는 입력신호(known signal)이며, 는 시스템이 안정하게(stable) 동작하도록 로 정의되는 3차 필터이다.From here, Is an output signal defined by Output voltage of the
의 추정 모델(Estimation Model)을 와 같이 정의하고, 정상화 추정 에러(Normalized Estimation Error)를 와 같이 정의하면, 순간 비용 함수(Instantaneous Cost Function)는 하기 식 8과 같이 정의된다. Estimation Model of And normalized estimation error (Normalized Estimation Error) When defined as follows, Instantaneous Cost Function is defined as in Equation 8.
[식 8][Equation 8]
상기 식 8의 순간 비용 함수를 최소로 하는 파라미터 벡터를 구하기 위하여 그라디언트 업데이트 룰(Gradient Update Rule)을 적용하면, 파라미터 벡터의 추정값 는 하기 식 9와 같이 갱신(update) 될 수 있다.When the gradient update rule is applied to obtain a parameter vector that minimizes the instantaneous cost function of Equation 8, the estimated value of the parameter vector May be updated as shown in Equation 9 below.
[식 9][Equation 9]
파라미터 벡터의 추정값이 그라디언트 업데이트 룰에 따라 특정값으로 수렴되면, 수렴된 상기 파라미터 벡터의 인자(element)인 및 의 값과 상기 식 6을 이용하여, 가열코일(150)의 인덕턴스 과 부하저항(160)의 저항값 을 적응 추정 방식(Adative Estimation Algorithm)으로 예측할 수 있게 된다.If the estimated value of the parameter vector converges to a specific value according to the gradient update rule, it is an element of the converged parameter vector. And Inductance of the
도 2 내지 도 4는 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 예측 시스템의 타당성을 검증한 결과를 도시한 것이다.2 to 4 show the results of verifying the validity of the load prediction system according to a preferred embodiment of the present invention through a computer simulation.
도 2는 인버터(110)의 출력 전압(210)과 축전기(130)의 양단 전압(220)의 측정 파형을 도시한 도면이다. 인버터(110)의 출력 전압(210)은 사인 파형(sinusoidal)의 교류전압으로 나타나고, 축전기(130)의 양단 전압(220)은 도면부호와 같이 나타난다.2 illustrates measurement waveforms of the
도 3은 본 발명의 적응 추정 알고리즘을 이용하여 수렴되는 파라미터 (310), (320) 및 정상화 추정 에러 (330)의 파형을 도시한 도면이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 파라미터 (310), (320) 및 이에 따른 정상화 추정 에러 (330)의 값은 그라디언트 업데이트 룰이 진행됨에 따라 특 정값으로 수렴된다.3 is a parameter converged using the adaptive estimation algorithm of the present invention. (310), 320 and
도 4는 본 발명의 적응 추정 알고리즘을 이용하여 추정한 가열코일(150)의 인덕턴스 (410)과 부하저항(160)의 저항값 (420)의 파형을 도시한 도면이다. 역시 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 인덕턴스 (410)과 저항값 (420)은 그라디언트 업데이트 룰이 진행됨에 따라 특정값으로 수렴된다. 상기 수렴된 값이 본 발명의 부하 예측 시스템이 추정한 가열코일(150)의 인덕턴스와 부하저항(160)의 저항값이 된다.4 shows the inductance of the
이상, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대해 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다고 할 것이다. 또한 파라미터 업데이트 방법에 사용된 그라디언트 업데이트 룰 외에 다양한 공지된 방법, 예를 들어 LMS, RLS, Kalman필터 등이 사용될 수 있다.As mentioned above, the specific contents for the practice of the present invention have been described, but the scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It will be self-evident for those who have knowledge. In addition to the gradient update rule used in the parameter update method, various known methods, for example, LMS, RLS, Kalman filter, etc. may be used.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도가열장치의 부하 예측 시스템을 도시한 회로 도면이다.1 is a circuit diagram showing a load prediction system of an induction heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도가열장치의 부하 예측 시스템에서, 인버터의 출력 전압과 축전기의 양단 전압의 측정 파형을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating measurement waveforms of an output voltage of an inverter and voltages of both ends of a capacitor in a load prediction system of an induction heating apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응 추정 알고리즘을 이용하여 수렴되는 파라미터 및 정상화 추정 에러의 파형을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating waveforms of a parameter and normalization estimation error converged using an adaptive estimation algorithm according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응 추정 알고리즘을 이용하여 수렴되는 가열코일의 인덕턴스 및 부하저항의 저항값의 파형을 도시한 도면이다.4 illustrates waveforms of resistance values of inductance and load resistance of a heating coil converged using an adaptive estimation algorithm according to an exemplary embodiment of the present invention.
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