CN1895142A - 电动吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能实现高输入化、且能在很宽的范围内通过相位控制来实现输入控制的电动吸尘器，其中包括：控制第1电动风机(61)的第1控制装置(63)；控制第2电动风机(62)的第2控制装置(64)；输入调整装置(52)；市电电源(55)；和根据来自输入调整装置的信号对第1控制装置、第2控制装置进行控制的主控制装置(65)。第1、第2电动风机的合计最大功率约为1600W或以上。同时，第1电动风机经第1控制装置、第2电动风机经第2控制装置互相并联地与市电电源相连接，从而可以实现一种能够实现高输入、抑制因相位控制而产生的高次谐波电流、并能在最高输入以下的全部区域内进行输入控制的电动吸尘器。

Description

电动吸尘器

技术领域

本发明涉及一种输入功率高(最大耗电量也高)、用户可以根据情况任意地调整输入功率故使用起来非常方便的电动吸尘器，这种吸尘器在特别是欧州、亚洲、中东等地区很受欢迎。

背景技术

首先使用图9～图12对现有的上述电动吸尘器的一般性构成进行描述。

如图9、图10中所示，电动吸尘器30中设有：用于供用户根据情况调整电动吸尘器30的输入功率的旋转式或滑动式输入调整装置52；产生吸引力的电动风机1；对电动风机1的工作状态进行控制的主控制装置37；和对电动风机1进行相位控制的三端双向可控硅开关元件(以下简称为“双向可控硅”)36。电动风机1由电动机和风扇部分构成。

图10的电路方框图示出了这一电动吸尘器30的构成。电动风机1有2个输入端子，其中一个通过双向可控硅36与市电电源55的一端相连，另一个与市电电源55的另一端直接相连。主控制装置37根据用户所操作的输入调整装置52中的设定值信息对控制双向可控硅36中的通电状况的相位角进行调整，从而将供给到电动风机1中的电源功率控制在所希望的值上。

近年来，欧州、亚洲、中东等对输入功率高的电动吸尘器的需求量很大。因此，安装在电动吸尘器中的电动风机也需要具有很高的输入功率。

虽然一方面要求电动吸尘器30实现高输入化，但是另一方面，只能在最高输入下工作的电动吸尘器的使用场合又很有限，因此，在能够达到最高输入的同时，还要求吸尘器能在最高输入之下的很宽的输入设定值下也能进行工作，即具有这样的功能：用户可以根据具体的吸尘状况任意地操作旋钮式等输入调整装52，任意地无阶地变化到所希望的输入功率下。

在上述的现有电动吸尘器30中，在想使输入发生改变的情况下，一般采用下面的方法，即，使电动风机1如图11(a)中所示的那样通过双向可控硅36来进行相位控制，使相位角任意地发生变化，从而使提供给电动风机1的电功率也发生改变。但是，通过相位控制来进行输入控制时，会产生以市电电源频率为基频的2次、3次、4次、…、等高次谐波(高次谐波电流)。图11(b)中示出了被进行相位控制的相位角与当时发生的高次谐波的关系之间的示意图。一般来说，发生的高次谐波电平基本上在相位角为90°附近的场合下为最高，当相位角从90°变化到0°(或者从90°变化到180°)时，产生的电平会发生下降。另外，在最高输入功率高的电动风机中，发生的高次谐波电平相对地也高；而在最高输入功率低的电动风机中，发生的高次谐波电平相对地也低，这是很明显的。

另一方面，对于这样的高次谐波，有的国家及地区规定了法定上限值，从电动吸尘器发生的高次谐波不能满足这样的限制值的话，就不能实现商品化，产品也就不允许投放到市场上。对于现有的电动吸尘器而言，虽然电动风机的种类很多不能一概而论，但是从经验上讲，在供给吸尘器中的最高输入功率超过约1500W的高输入功率电动风机中，一般在接近90°的相位角范围(即图11b中的X°～Y°)内进行吸尘操作时，就会变得超出高次谐波限制值(见图11b中的阴影部分)。而在最高输入大致为1400W到1500W之内的输入功率相对低的电动风机中，在0°～180°的整个相位角范围内都不会超过高次谐波限制值，因此可以进行任意的输入设定(见图11b中的点画线)。

如上所述，安装在高输入功率的电动吸尘器30中的电动风机1近年来呈现出高输入化的趋势，但同时，发生的高次谐波也在增大，因此在最高输入之下的全部输入区域中已经开始难于满足高次谐波限制值。因此，在现有的电动吸尘器中进行输入改变时，只能采取这样的措施：即如图12中所示的那样，使控制电动风机中的通电情况的相位角跳过X°～Y°范围。

鉴于以上的原因，要想使电动吸尘器同时实现高输入(最高输入约在1600W或更大)和大范围的输入控制是非常困难的。

另一方面，为了克服上述问题，实现一种具有高输入功率且输入功率可变的电动吸尘器，有的吸尘器在进行相位控制时采用了这样的控制方式，即，按照周期的变化使相位角在一个较小的相位角和一个较大的相位角之间交互地发生变化，再向电动风机1提供电功率，从而实现一种既能将高次谐波电流值抑制在限制值之下、又能使输入功率发生变化的电动吸尘器(其中的一例见日本专利公开公报特开昭63-274396)。但是，采用上述参考文献中所述的既满足高次谐波电流又能改变输入的控制方式来驱动电动风机1的话，受其控制方法的影响，电动风机1中会产生振动及异音，从电动吸尘器机体会发生振动。对于用户而言，电动吸尘器的使用性反而降低了。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，其目的在于提供这样一种电动吸尘器，即不但能满足市场要求、实现最高输入达到1600W或更高的高输入功率，同时又能按照用户的愿望在最高输入之下的输入范围内任意地控制电动吸尘器的输入功率变化。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的电动吸尘器中设有用来产生吸引力的第1电动风机和第2电动风机，且其最大输入值(最大功率)的合计值约为1600W或更高。

这样，就可以实现一种输入功率高、能够抑制因相位控制产生的高次谐波电流、并在最高输入之下的全部区域内进行输入控制的电动吸尘器。

本发明产生的技术效果如下。采用本发明的构成的电动吸尘器能够实现高输入功率，而且可以在从吸尘器的最小输入至最大输入的全部输入区域按照任意的设定进行吸尘操作，满足不同国家、地区的限制。因此，本发明的吸尘器可以达到很高的电功率，而且其输入功率可以任意改变，使用性能也非常优异。

本发明的具体实施方式概述如下。本发明的第1方案中的电动吸尘器包括用于产生吸引力的第1电动风机和第2电动风机，其最大输入值(最大电源功率)的合计值大于或等于1600W。这样，就可以实现一种具有1600W或更高的高输入功率、在全部区域中都存在输入调整值、且吸尘性能优异的电动吸尘器。

本发明的第2方案为，第1方案中所述的第1、第2电动风机的吸引口与吸尘器机体中的集尘室相连通，所述第1、第2电动风机互相并联着设置在吸尘器的通风通道中。这样，就可以实现一种具有1600W或更高的高输入功率、在全部区域中都存在输入调整值、且吸尘性能也优异的电动吸尘器。

本发明的第3方案为，第1方案中所述的电动吸尘器包括以下结构：第1电动风机的吸引口与吸尘器机体中的集尘室相连通，第2电动风机的吸引口与第1电动风机的排气侧相连通，所述第1、第2电动风机在吸尘器的通风通道中呈串联设置。这样，就可以实现一种具有1600W或更高的高输入功率、在全部区域中都存在输入调整值、特别能够达到很高的真空度、且吸尘性能也优异的电动吸尘器。

本发明的第4方案为，第1～第3方案的任意一个中所述的电动吸尘器包括：控制第1电动风机的第1控制装置；控制第2电动风机的第2控制装置；输入调整装置；市电电源；和根据来自所述输入调整装置的信号对所述第1控制装置、第2控制装置进行控制的主控制装置。其中，所述第1电动风机经所述第1控制装置与市电电源相连接，所述第2电动风机经所述第2控制装置与市电电源相连接，且所述第1电动风机和所述第2电动风机互相并联。这样，就可以实现一种具有1600W或更高的高输入功率、在全部区域中都存在输入调整值、特别能够达到很高的真空度、且吸尘性能也优异的电动吸尘器。

本发明的第5方案具体为，在第4方案中，在由第1控制装置进行控制的第1电动风机的通电相位角为θ1、由第2控制装置进行控制的第2电动风机的通电相位角为θ2、且用户通过输入调整装置对所希望的工作输入进行调整的场合下，从最低输入到最大输入的约1/2的操作输入范围内进行操作时，θ2被保持在180°即第2电动风机不通电的固定状态下，相位角θ1则通过在180°～0°的调整而在所希望的输入下进行工作；另外，在从最大输入的约1/2至最大输入的工作输入范围中，θ1通电相位角被保持在0°的固定状态下即第1电动风机完全导通，同时通过对相位角θ2进行从180°～0°的调整而在所希望的输入下进行操作，从而能在从最低输入到最大输入的任意输入下进行操作。这样，就可以实现一种具有1600W或更高的高输入功率、在全部区域中都存在输入调整值、特别能够达到很高的真空度、且吸尘性能也优异的电动吸尘器。

本发明的第6方案具体为，在第4方案中，在被第1控制装置所控制的第1电动风机的通电相位角为θ1、由第2控制装置所控制的第2电动风机的通电相位角为θ2、且由用户通过输入调整装置对所希望的工作输入进行调整的场合下，当所述的2个电动风机分别在θ1、θ2的相位角下进行操作时，所述主控制装置根据使总共的电源高次谐波不超过所希望的值的、预先确定的θ1、θ2的组合来分别对第1控制装置、第2控制装置进行控制，从而能在从最低输入到最大输入的任意输入下进行操作。这样，就可以实现一种具有1600W或更高的高输入功率、在全部区域中都存在输入调整值、特别能够达到很高的真空度、且吸尘性能也优异的电动吸尘器。

附图说明

图1为本发明实施例1中的电动吸尘器的概念图，

图2为该电动吸尘器的电路框图，

图3(a)为表示该电动吸尘器可以工作的输入范围和输入调整值之间之间的关系的示意图，

图3(b)为表示该电动吸尘器的输入调整值和第1电动风机的控制状态之间的关系的示意图，

图3(c)为表示该电动吸尘器的输入调整值和第2电动风机的控制状态之间的关系的示意图，

图4(a)为表示本发明实施例2中的电动吸尘器可以工作的输入范围和输入调整值之间的关系的示意图，

图4(b)为表示该电动吸尘器的输入调整值和第1电动风机的控制状态之间的关系的示意图，

图4(c)为表示该电动吸尘器的输入调整值和第2电动风机的控制状态之间的关系的示意图，

图5为本发明第3实施例中的电动吸尘器的概念图，

图6为本发明第4实施例中的电动吸尘器的概念图，

图7为该电动吸尘器的电路方框图，

图8(a)为表示该电动吸尘器可以工作的输入范围和输入调整值之间的关系的示意图，

图8(b)为表示该电动吸尘器的输入调整值和电动风机的控制状态之间的关系的示意图，

图8(c)为表示该电动吸尘器的输入调整值和旋转刷驱动电机的控制状态之间的关系的示意图，

图9为现有电动吸尘器的概念图，

图10为现有电动吸尘器的电路方框图，

图11(a)为表示现有的电动吸尘器中的电动风机的相位控制示意图，图11(b)为表示相位角和高次谐波电平之间的关系的示意图，

图12(a)为表示现有电动吸尘器可以工作的输入范围和输入调整值之间的关系的示意图，

图12(b)为表示现有电动吸尘器的输入调整值和电动风机的控制状态之间的关系的示意图。

上述附图中，41为软管，42为加长管，43为地面吸头，44为旋转刷，45为皮带，52为输入调整装置，61为第1电动风机，62为第2电动风机，63为第1控制装置，64为第2控制装置，65为主控制装置，71为电动风机，72为旋转刷驱动电机，73为第1控制装置，74为第2控制装置。

具体实施方式

下面参照附图来对本发明的一些实施例进行详细说明。同时需要指出的是，这样的实施例并不具有限定本发明范围的作用。

(实施例1)

首先使用图1～图3来描述本发明的第1实施例。其中，对于与上面的现有技术中相同的构成部件，下面只标上了相同的符号，省略对其进行重复描述。

图1为表示本实施例的电动吸尘器的斜视图，图2为其电路框图，图3为输入调整值和电动风机的控制状态之间的关系图。

如图1中所示，电动吸尘器10中设有第1电动风机61和第2电动风机62。第1电动风机61和第2电动风机62的最大功率的合计值约为1600W或更高，亦即电动吸尘器10的最大耗电量为1600W以上。各个电动风机的吸入口分别与电动吸尘器10中的集尘室11相连通。

如图2中所示，第1电动风机61由第1控制装置63进行相位控制，第2电动风机62由第2控制装置64进行相位控制。第1控制装置63和第2控制装置64根据来自主控制装置65的指示对各自的相位控制通电角进行控制。主控制装置65根据用户在输入调整装置52中任意调整、设定的调整值将电动吸尘器10控制成在所希望的输入上。

下面对上述构成中的操作情况进行描述。吸尘开始前，首先由用户将电动吸尘器可以工作的输入范围(即最低输入值和最高输入值)设定在所希望的值上，再操作吸尘器进行吸尘。在被设定在最高输入值的1/2或1/2之下的区域中的场合下，使第2电动风机62处于不通电的状态下(即相位角为180°)，并将第1电动风机61的通电角设定在能达到所希望的输入值的角度上，再进行吸尘操作。另外，在设定在最高输入值的1/2以上的区域中的场合下，使第1电动风机61进入完全导通状态(相位角为0°)，并将第2电动风机62的通电角设定在能达到所希望的输入值的角度上，再进行吸尘操作。通过这样将操作状态进行组合，就可以使电动吸尘器在从最低输入到最高输入的全部输入范围进行工作。

(实施例2)

下面使用图4对本发明的第2实施例进行描述。其中，对于与现有技术中相同的构成部件，在此只标上了相同的符号，并省略对其的详细描述。

图4为本实施例的电动吸尘器的输入调整值和电动风机的控制状态之间的关系图。

电动吸尘器能够工作的输入范围为最低输入值至最高输入值之间的范围。吸尘前，用户先将输入设定在所希望的值上，然后再使吸尘器进行吸尘操作。当使电动吸尘器工作时，在第1电动风机61和第2电动风机62这两个电动风机中都加入所希望的电源功率。设第1电动风机61的通电相位角由第1控制装置63控制为θ1，第2电动风机62的通电相位角由第2控制装置64控制成θ2，两个电动风机的合计电源高次谐波不满足限制值的相位角为从X°至Y°，输入调整值和第1电动风机61、第2电动风机62的工作状态根据预先设定的通电模式进行控制。通电模式的一例见图4。

下面对上述构成中的操作情况进行描述。首先，将电动吸尘器的输入值从最低输入值到最大输入值分成6个输入区间，从最低输入区间开始分别设定为第1区间、第2区间、…、第6区间。在第1区间中，即使在最低输入状态下也使2个电动风机都通电。另外，在第1区间内，当输入设定值从最低输入开始逐渐增大时，θ1、θ2也被控制逐渐减小，直至达到X°的约1/2的状态下。在第2区间中，θ1首先返回到180°，而θ2则恒定的保持在X°值上。然后，在第2区间中，当输入设定值徐徐变大时，θ1被控制成从180°逐渐减小，直至到达X°。在第3区间中，θ1先返回到180°，而θ2恒定地保持Y°的相位角值。在第3区间中，随着输入设定值徐徐地增大，θ1被控制成和第2区间中一样从180°逐渐减小，直至达到X°。在第4区间中，θ1先返回180°，而θ2则恒定得保持0°的相位角。而且，在第4区间中，当输入设定值徐徐增大时，θ1和第2区间中一样被控制成从180°逐渐减小，直至到达X°。在第5区间中，θ1逐渐减小到Y°，而θ2则恒定地保持Y°的相位角值。而且，在第5区间中，当输入设定值徐徐增大时，θ1被控制成从Y°逐渐减小至0°。在第6区间中，θ1先返回Y°，而θ2总时保持0°的相位角值。而且，在第6区间中，随着输入设定值徐徐增大，θ1被控制成和第5区间中一样从Y°逐渐减小到0°。通过象上面所述的那样预先确定好通电状态和输入调整值之间的对应关系，可以将电动吸尘器10操作时的输入功率设定成从最低输入值徐徐地变化到最高输入值。

另外，上述的通电模式只是多种通电模式中的一例，即使采用其他的模式，也可以达到同样的效果。这是显而易见的。

(实施例3)

下面使用图5来对本发明的第3实施例进行描述。其中，对于与现有装置中相同的构成部件，下面仅标上了相同的符号，并省略对其的重复描述。

如图5中所示，电动吸尘器10’中设有第1电动风机61和第2电动风机62，第1电动风机61的吸入口与电动吸尘器10’中的集尘室11相连通，且第2电动风机62被设置在第1电动风机61的下游侧。第1电动风机61以及第2电动风机62按照上述实施例1或者实施例2中的控制方式进行控制。

采用上述的构成在电动吸尘器中将电动风机配置成串联形式之后，在使用2个电动吸尘器的场合下可以提高电动风机的真空压，从而可以提供一种输入功率高、集尘性能优异的电动吸尘器。

(实施例4)

下面通过图6～图8对本发明的第4实施例进行描述。其中，对于与现有装置中相同的构成部件，下面仅标上了相同的符号，并省略对其的重复描述。

图6为本实施例中的电动吸尘器的斜视图，图7为其电路框图，图8为输入调整值和电动风机、旋转刷驱动电机的控制状态的关系图。

如图6中所示，电动吸尘器10”中包括：集尘室11；设置成与集尘室11相连通的电动风机71；与集尘室11相联接的软管41；加长管42和地面吸头48。地面吸头48中设有用于将地面上的灰尘扫起从而提高集尘性能的旋转自如的旋转刷44、和用作驱动旋转刷的动力源的旋转刷驱动电机72。旋转刷驱动电机72的输出轴与用作旋转刷的动力传递部件的皮带45相联接。电动风机71的最大耗电量约为1500W或更高，旋转刷驱动电机72的最大耗电量约为100W或更高，将这两者合计后得到的电动吸尘器最大耗电量约为1600W或更高。

如图7中所示，电动风机71由第1控制装置73进行相位控制，旋转刷驱动电机72由第2控制装置74进行相位控制。第1控制装置73和第2控制装置74根据来自主控制装置75的指示对各自的相位控制通电角进行控制。主控制装置75根据用户在输入调整装置52任意地调整/设定的调整值将电动吸尘器10”控制在所希望的输入功率上。

下面对于上述构成中的操作情况进行描述。首先，由用户将电动吸尘器可以工作的输入范围即最低输入值和最高输入值设定在所希望的值上，然后操作吸尘器进行吸尘。其中的电源控制过程如图8中所示。首先，在最低输入工作状态中，电动风机71在第1控制装置73的相位控制下进行通电的相位角θ3从最低输入开始逐渐增大。而旋转刷驱动电机72在第2控制装置74的相位控制进行通电的相位角θ4则被恒定地控制成在设定在旋转刷驱动电机72的完全导通领域之下的相位角Z°上进行操作。当电动吸尘器10”的输入设定值逐渐被设定在较大的值上时，θ4保持一定，而θ3则徐徐减小。当θ3进一步减小时，会到达电源高次谐波将超过限制值的极限相位角X°。当电动吸尘器10”的输入设定值逐渐被设定为比上述状态更高的值时，接下来使θ3保持X°的相位角的操作状态，另一方面使θ4与输入设定值相对应地从Z°徐徐地减小，直至到达0°。在θ4达到0°之后，如果电动吸尘器10”的输入设定值被设定在更大的值上，则使θ4保持在0°的状态下，同时使θ3减小到Y°的相位角；之后，如果电动吸尘器10”的输入设定值还被设定在更大的值上，则使θ3与输入设定值相对应地从Y°开始徐徐减小到0°。

采用上述的控制方式之后，就可以使电动吸尘器能在从最低输入到最高输入的全部输入范围中都能进行工作。

另外，上述的通电模式只是多种模式中的一例，即使采用其他的模式，也能得到同样的效果，这是显而易见的。

综上所述，本发明实现了一种能够使电动吸尘器实现高输入化、能够根据用户的要求在最高输入以下的输入范围进行大范围的输入控制、且使用起来非常方便的电动吸尘器。

Claims (6)

1.一种电动吸尘器，其特征在于包括用于产生吸引力的第1电动风机和第2电动风机，其最大输入值亦即最大耗电量的合计值大于或等于1600W。

2.如权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于以下结构：所述第1、第2电动风机的吸引口与吸尘器机体中的集尘室相连通，所述第1、第2电动风机互相并联着设置在吸尘器的通风通道中。

3.如权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于包括以下结构：第1电动风机的吸引口与吸尘器机体中的集尘室相连通，第2电动风机的吸引口与第1电动风机的排气侧相连通，所述第1、第2电动风机在吸尘器的通风通道中呈串联设置。

4.如权利要求1～3的任一项中所述的电动吸尘器，其特征在于：控制第1电动风机的第1控制装置；控制第2电动风机的第2控制装置；输入调整装置；市电电源；和根据来自所述输入调整装置的信号对所述第1控制装置、第2控制装置进行控制的主控制装置，

其中，所述第1电动风机经所述第1控制装置与市电电源相连接，所述第2电动风机经所述第2控制装置与市电电源相连接，且所述第1电动风机和所述第2电动风机互相并联。

5.如权利要求4所述的电动吸尘器，其特征在于以下：在由第1控制装置进行控制的第1电动风机的通电相位角为θ1、由第2控制装置进行控制的第2电动风机的通电相位角为θ2、且用户通过输入调整装置对所希望的工作输入进行调整的场合下，从最低输入到最大输入的约1/2的操作输入范围内进行操作时，θ2被保持在180°即第2电动风机不通电的固定状态下，相位角θ1则通过在180°～0°的调整而在所希望的输入下进行工作；另外，在从最大输入的约1/2至最大输入的工作输入范围中，θ1通电相位角被保持在0°的固定状态下即第1电动风机完全导通，同时通过对相位角θ2进行从180°～0°的调整而在所希望的输入下进行操作，从而能在从最低输入到最大输入的任意输入下进行操作。

6.如权利要求4所述的电动吸尘器，其特征在于：在被第1控制装置所控制的第1电动风机的通电相位角为θ1、由第2控制装置所控制的第2电动风机的通电相位角为θ2、且由用户通过输入调整装置对所希望的工作输入进行调整的场合下，当所述的2个电动风机分别在θ1、θ2的相位角下进行操作时，所述主控制装置根据使总共的电源高次谐波不超过所希望的值的、预先确定的θ1、θ2的组合来分别对第1控制装置、第2控制装置进行控制，从而能在从最低输入到最大输入的任意输入下进行操作。

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