【書類名】 明細書
【発明の名称】 電気掃除機
【特許請求の範囲】
【請求項１】 吸込力を発生させるモーターと、このモーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、前記電流検出手段および前記力率検出手段の出力により前記モーターに供給する電力量を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果に応じて前記モーターの電力を制御する制御手段とを有する電気掃除機。
【請求項２】 力率検出手段は、モーターに供給する電圧のゼロボルトクロスとモーターに流れる電流のゼロクロスとの位相差から力率を検出する請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】 吸込力を発生させるモーターと、このモーターにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記モーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、これら電圧、電流、力率の検出値から電力量を演算する第１演算手段と、この第１演算手段の出力に応じて前記モーターに供給する電力を制御する第１制御手段とを有する電気掃除機。
【請求項４】 吸込力を発生させるモーターと、このモーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出結果から風量を判断する風量判断手段と、前記モーターにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、これら風量判断手段の判断結果と電圧検出手段の検出結果と力率検出手段の出力とを入力し、風量を補正する風量補正手段と、この風量補正手段の出力に応じて前記モーターに供給する電力を制御する第２制御手段とを有する電気掃除機。
【請求項５】 吸込力を発生させるモーターと、このモーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、ごみ量を検出するごみ量検出手段と、前記モーターにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、これらごみ量検出手段の検出結果と電圧検出手段の検出結果と力率検出手段の出力とを入力し、ごみ量を補正するごみ量補正手段と、このごみ量補正手段の出力に応じてごみ量を表示したり報知したりする出力手段を有する電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機の吸込力制御に関するものであり、特に近年の高吸込力化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年電気掃除機はじゅうたん等の掃除対象の多様化に伴い、電気掃除機の手元操作部でその吸込力を変化させるものが増えてきており、また塵埃通過経路にごみセンサを有し、床面等のごみの量に応じて吸込力を自動制御するものが主流になってきた。
【０００３】
特に、集塵室内にごみが増えた場合等吸込力が低下しそうになるときにおいてモーターに流れる電流減少を検出し、その結果に応じて、吸込力を高めるようにモーターを制御して快適に掃除ができ、更に、ごみ袋内のごみが増えたり、吸い込み口を密閉されたりして、風量が減少した場合、電流の低下を検出してモーターへの電力供給を減らし、モーターの加熱防止及びモーターのブラシの耐久性を確保することを目的としている。
【０００４】
図７は従来の掃除機の電気回路図で、１は商用電源、２は負荷であるモーター、３はこのモーター２に供給される電流値を検出する電流検出手段、４１はこの電流値をもとに前記モーターへ供給する電力量を制御する制御手段、８は制御手段４１の制御信号に応じてモーター２をオン／オフ制御する双方向性サイリスタ等の駆動手段である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電気掃除機では、モーター電流を検出してこの電流値からモータへの供給電力を制御していた。ところがモーターはＬ負荷であるため、電圧と電流との間には位相差が生じる。また、モーターの組立性や巻線抵抗のばらつきによってＬの値もばらつく。そのため、同じ電流値でもモーターばらつきで電力もばらついてしまい、正確な電力制御が困難であるという課題があった。
【０００６】
また、（電流値×電力値）で電力制御を行う方式も提案されているが、モーター特性や電圧のばらつきによって生じる電力ばらつきを十分に補正できていなかった。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点及び課題を解決するもので、モーター電流と力率を検出することによって、吸込力を可変するようにモーター供給電力を制御して快適に掃除ができ、ごみ詰まり量に応じてモーター供給電力を減らしたり報知することで、モーターの加熱防止及びモーターのブラシの耐久性を確保できるようにした電気掃除機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、吸込力を発生させるモーターと、このモーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、前記電流検出手段および前記力率検出手段の出力により前記モーターに供給する電力量を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果に応じて前記モーターの電力を制御する制御手段とを有することにより、モーター電流と力率を検出することによって、吸込力を可変するようにモーター供給電力を制御して快適に掃除したり、ごみ詰まり量に応じてモーター供給電力を減らしたり表示することで、モーターの加熱防止及びモーターのブラシの耐久性を確保できるようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、吸込力を発生させるモーターと、このモーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、前記電流検出手段および前記力率検出手段の出力により前記モーターに供給する電力量を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果に応じて前記モーターの電力を制御する制御手段とを有し、モーター電流と力率とからモーター供給電力を制御するようにしたもので、これにより、確実な電力制御ができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の発明は、力率検出手段は、モーターに供給する電圧のゼロボルトクロスとモーターに流れる電流のゼロクロスとの位相差から力率を検出するようにしたもので、容易にかつ確実に力率を検出することができる。
【００１１】
本発明の請求項３記載の発明は、吸込力を発生させるモーターと、このモーターにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記モーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、これら電圧、電流、力率の検出値から電力量を演算する第１演算手段と、この第１演算手段の出力に応じて前記モーターに供給する電力を制御する第１制御手段とを有し、電圧、電流、及び力率からモーター供給電力を制御するようにしたもので、これにより、より確実な電力制御ができる。
【００１２】
本発明の請求項４記載の発明は、吸込力を発生させるモーターと、このモーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出結果から風量を判断する風量判断手段と、前記モーターにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、これら風量判断手段の判断結果と電圧検出手段の検出結果と力率検出手段の出力とを入力し、風量を補正する風量補正手段と、この風量補正手段の出力に応じて前記モーターに供給する電力を制御する第２制御手段とを備えたもので、これにより、より正確に風量に応じて電力制御でき、モーターの過熱を抑え、かつモーターブラシの寿命を確保することができる。
【００１３】
本発明の請求項５記載の発明は、吸込力を発生させるモーターと、このモーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、ごみ量を検出するごみ量検出手段と、前記モーターにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記モーターの力率を検出する力率検出手段と、これらごみ量検出手段の検出結果と電圧検出手段の検出結果と力率検出手段の出力とを入力し、ごみ量を補正するごみ量補正手段と、このごみ量補正手段の出力に応じてごみ量を表示したり報知したりする出力手段を備えたもので、これにより、より正確にごみ量を検出することができ、正確なごみ量を使用者に知らせることができる。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の電気掃除機の第１の実施例について図１、２を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本実施例の構成を示すブロック図である。１は商用電源、２は負荷であるモーター、３はこのモーター２に供給される電流を検出するシャント抵抗や電流トランス、磁気検出素子（ホール素子）等からなる電流検出手段、４はモーター２に供給される電圧を検出する電圧検出手段、５はこれら電流と電圧を入力し、それぞれのゼロクロスを検出し、電流と電圧の位相差から力率を判定する力率検出手段、６は前記電流値、電圧値、及び力率から電力を導き出す第１演算手段、７はこの演算結果とあらかじめ設定しおいた最大電力値以下となるように前記モーターへ供給する電力量を制御する第１制御手段、８は第１制御手段７の制御信号に応じてモーター２を位相制御する双方向性サイリスタ等の駆動手段である。
【００１６】
上記構成においてその動作を説明する。モーター２へ供給される電流値を電流検出手段３が検出する。そしてモーター２へ供給される電圧は電圧検出手段４によって検出される。モーター２はＬ負荷であるため、図２に示すように電圧検出手段４の検出電圧Ｖと、電流検出手段３の検出電流Ｉとの間には位相差が生じている。そこでこの電流波形と電圧波形を力率検出手段５に入力し、電流のゼロクロスポイントＺＩと電圧のゼロクロスポイントＺＶとから電流と電圧の位相差を測定し、力率を検出する。そして、第１演算手段６は前記電流、電圧、及び力率から電力量を演算する。
【００１７】
例えば、まず標準とするモーター２に供給電圧１００Ｖ（＝Ｖｔｙｐ）を印加し、モーター供給電力があらかじめ設定した最大電力量Ｐｍａｘとなるようにモーター負荷を設定する。次にこの時のモーター２に流れる電流を基準電流Ｉｔｙｐ、電圧と電流の位相差を基準位相差Ｔｔｙｐ、基準力率θｔｙｐとし、Ｐｍａｘ＝Ｋ×Ｖｔｙｐ×Ｉｔｙｐ×ＣＯＳθｔｙｐとなる定数Ｋを定める。この定数Ｋを第１演算手段６に設定しておく。以後電力Ｐは、検出電圧Ｖ、検出電流Ｉ、力率θの時、Ｐ＝Ｋ×Ｖ×Ｉ×ＣＯＳθで演算される。
【００１８】
そして、第１演算手段６によって導き出された真の電力量Ｐがあらかじめ設定した値Ｐｍａｘ以下となるように第１制御手段７は位相制御等の方法により供給電力の制御を行っている。
【００１９】
以上のように本実施例によれば、電流、電圧、及び力率から電力を演算しているのでモーターの特性にばらつきがあっても正確に電力制御することができ、使用性の優れた電気掃除機を提供することができる。
【００２０】
（実施例２）
以下、本発明の電気掃除機の第２の実施例について図３、４を参照しながら説明する。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図３において、１１は電流検出手段３の検出結果から風量を判断する風量判断手段、１２は風量判断手段１１の判断結果と電圧検出手段４の検出結果と力率検出手段５の出力とを入力し風量を補正する風量補正手段、１３はこの風量補正手段１２の出力に応じてモーター２供給電力を制御する第２制御手段である。
【００２１】
図４はモーター２のばらつきによる風量対電力の特性図である。
【００２２】
ごみ袋にごみが過度に蓄積されたり、吸い込み口（図示せず）が詰まったりした場合、モーター２に流れる風量Ｑは少なくなり、モーター２は過熱してしまう。そのため従来は、図４で示すように風量が破線で示された温度限界曲線上の風量Ｑ１以下になるとモーター２に供給する電力をＰ１からＰ２へ低減し、モーター２の異常加熱を防いでいた。まず、モーター２に流れる電流Ｉを電流検出手段３が検出し、その電流値を風量検出手段１１へ入力し、風量検出手段１１が風量をＱ１と判断し、その検出結果からモーター２に供給する電力量を制御していた。ところが、モーター２がばらつくと同一電流でも風量が異なる。風量が異なるということはモーター２の過熱度合いも異なるということであり、供給電圧、力率に応じて供給電力を低減させる過熱度合いを補正する必要がある。例えば力率が小さかったり、あるいは電圧が高い場合は、温度限界風量はＱ１からＱ２まで大きくなり、反対に力率が大きかったり電圧が低い場合は、温度限界風量はＱ１からＱ３まで小さくなる。そこで本発明では、風量判断手段１１の判断結果と電圧値、及び力率とを風量補正手段１２に入力し、あらかじめ設定された風量Ｑ１を定めた条件に対する今回の条件の補正を行う。例えば力率が大きい方、または電圧が低い方にばらついた場合、同じ電流値に対して風量は大きくなる。また、同一風量時点でも電流（電力）が小さくなり、モーター２はあまり温度が上がっていないことになる。従って、供給電力量を低減させる風量ポイントをＱ１より小さくする（Ｑ３）ことができる。反対に力率が小さい方、または電圧が高い方にばらついた場合、同じ電流値に対して風量は小さくなる。また、同一風量時点でも電流（電力）が大きくなると、モーター２の温度が上がり過ぎることになる。従って、供給電力量を低減させる風量ポイントをＱ１より大きくする（Ｑ２）必要がある。このような補正結果に応じてモーター２に供給する電力量を第２制御手段１３が設定している。風量が補正風量以下だと、モーター２供給電力を低減する。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、風量を、電圧、及び力率から補正しているので、より正確に風量に応じて電力制御でき、モーター２の過熱を抑え、かつモーターブラシの寿命を確保することができる。
【００２４】
（実施例３）
以下、本発明の電気掃除機の第３の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図５において、２１は電流検出手段３の検出結果からごみ量を判断するごみ量判断手段、２２はごみ量判断手段２１の判断結果と電圧検出手段４の検出結果と力率検出手段５の出力とを入力しごみ量を補正するごみ量補正手段、２３はこのごみ量補正手段２２の出力に応じてごみ量を表示したり報知したりする出力手段である。
【００２５】
図６はモーター２のばらつきによるごみ量対電力の特性図である。
【００２６】
上記構成においてその動作を説明する。従来、ごみ袋にごみが蓄積されてくると、モーター２に流れる風量Ｑは少なくなり、モーター２に流れる電流（電力）も変化する。この電流（電力）の変化からごみ袋内のごみ量を判断し、使用者にごみの蓄積量を知らせていた。まず、モーター２に流れる電流Ｉを電流検出手段３が検出し、その電流値をごみ量判断手段２１へ入力し、ごみ量判断手段２１がごみ量を判断し、その判断結果からごみ量を表示したり報知したりしていた。ところが、モーター２がばらつくと同一電流でも風量が異なる。風量が異なるということはごみの蓄積量も異なるということであり、供給電圧、力率に応じてごみ量を補正する必要がある。そこで本発明では、ごみ量判断手段２１の判断結果と電圧値、及び力率とをごみ量補正手段２２に入力し、あらかじめ設定された風量Ｑ４を定めた条件（モーター、電圧）に対する今回の条件の補正を行う。例えば力率が大きい方、または電圧が低い方にばらついた場合、同じ電流値に対して風量は大きくなる。また、同一風量時点でも電流（電力）小さくなり、ごみ量は少なくなる。従って、ごみ量を出力する風量ポイントをＱ４より小さくする必要がある（Ｑ５）。反対に力率が小さい方、または電圧が高い方にばらついた場合、同じ電流値に対して風量は小さくなる。また、同一風量時点でも電流（電力）大きくなり、ごみ量は多過ぎることになる。従って、ごみ量を出力する風量ポイントをＱ４より大きくする必要がある（Ｑ６）。このような補正結果に応じてごみ量を出力手段２３が出力している。
【００２７】
以上のように本実施例によれば、風量を、電圧、及び力率から補正しているので、より正確にごみ量を出力でき、より快適に使用できる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に係わる本発明は、モーターに流れる電流と、モーターの力率からモーター供給電力を制御するようにしたので、確実な電力制御ができる。
【００２９】
請求項２に係わる本発明は、モーターに供給する電圧のゼロボルトクロスとモーターに流れる電流のゼロクロスとの位相差から力率を検出するようにしたことにより、容易にかつ確実に力率を検出することができる。
【００３０】
請求項３に係わる本発明は、モーターにかかる電圧と、モーターに流れる電流と、モーターの力率とから、モーターに供給する電力を制御するようにしたので、電圧変動、モーターばらつきに関係なく確実な電力制御ができる。
【００３１】
請求項４に係わる本発明は、モーターに流れる電流を検出する電流検出手段の検出結果から風量を判断し、この判断結果と、モーターにかかる電圧と、モーターの力率とから風量を補正して、この風量補正結果に応じてモーターに供給する電力を制御することにより、正確に風量に応じて電力制御でき、モーターの過熱を抑え、かつモーターブラシの寿命を確保することができる。
【００３２】
請求項５に係わる本発明は、モーターに流れる電流を検出する電流検出手段の検出結果からごみ量を判断し、この判断結果と、モーターにかかる電圧と、モーターの力率とから真のごみ量を判定して、このごみ量判定手段の出力に応じてごみ量を表示したり報知したりすることにより、正確にごみ量を検出することができ、正確なごみ量を使用者に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施例を示す電気掃除機の構成を示すブロック図
【図２】
同電気掃除機の電圧、電流波形を示す特性図
【図３】
本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の構成を示すブロック図
【図４】
同電気掃除機の風量−電力を示す特性図
【図５】
本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の構成を示すブロック図
【図６】
同電気掃除機の風量−ごみ量を示す特性図
【図７】
従来例の電気掃除機の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 商用電源
２ モーター
３ 電流検出手段
４ 電圧検出手段
５ 力率検出手段
６ 第１演算手段
７ 第１制御手段
８ 駆動手段
１１ 風量判断手段
１２ 風量補正手段
１３ 第２制御手段
２１ ごみ量判断手段
２２ ごみ量補正手段
２３ 出力手段
[Document name] Statement
[Title of Invention] Vacuum Cleaner
[Claims]
1. A motor that generates a suction force, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, and a power factor detecting means that detects the power factor of the motor.SaidCurrent detection meansAnd saidOutput of power factor detecting meansThe amount of power supplied to the motorCalculatePerformanceArithmetic means and thisPerformanceOf arithmetic meansCalculation resultAccording to the motorElectricControl forceSystemAn electric vacuum cleaner with a means.
2. The power factor detecting meansThe vacuum cleaner according to claim 1, wherein the power factor is detected from the phase difference between the zero volt cross of the voltage supplied to the motor and the zero cross of the current flowing through the motor.
3. A motor that generates a suction force, a voltage detecting means that detects a voltage applied to the motor, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, and a power factor detection that detects the power factor of the motor. Means and these voltages, currents, power factorsElectric energy from the detected value ofThe first calculation means for calculation and the motor according to the output of the first calculation meansSupplyA vacuum cleaner having a first control means for controlling the electric power to be generated.
4. A motor that generates a suction force, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, and a current detecting means.From the detection result of the current detecting meansAn air volume determining means for determining the air volume, a voltage detecting means for detecting the voltage applied to the motor, a power factor detecting means for detecting the power factor of the motor, a determination result of these air volume determining means, and a detection result of the voltage detecting means. And the output of the power factor detecting means, and the air volume correcting means for correcting the air volume, and the motor according to the output of the air volume correcting means.SupplyA vacuum cleaner having a second control means for controlling the electric power to be generated.
5. A motor that generates suction force, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, a dust amount detecting means that detects a dust amount, and a voltage detecting means that detects a voltage applied to the motor. A dust amount correction means that corrects the amount of dust by inputting the force factor detecting means for detecting the force factor of the motor, the detection result of these dust amount detecting means, the detection result of the voltage detecting means, and the output of the force factor detecting means. And an electric vacuum cleaner having an output means for displaying or notifying the amount of dust according to the output of the dust amount correction means.
Description: TECHNICAL FIELD [Detailed description of the invention]
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to suction force control of an electric vacuum cleaner, and particularly to high suction force in recent years.
0002.
[Conventional technology]
In recent years, with the diversification of cleaning targets such as carpets, the number of vacuum cleaners that change the suction force at hand is increasing, and the dust sensor is provided in the dust passage path, and the floor surface. Those that automatically control the suction force according to the amount of dust such as dust have become mainstream.
0003
In particular, when the suction power is about to decrease, such as when dust increases in the dust collection chamber, the decrease in current flowing through the motor is detected, and according to the result, the motor is controlled to increase the suction power for comfortable cleaning. In addition, when the amount of dust in the dust bag increases or the suction port is sealed and the air volume decreases, a decrease in current is detected to reduce the power supply to the motor, preventing the motor from heating and preventing the motor from heating. The purpose is to ensure the durability of the brush.
0004
FIG. 7 is an electric circuit diagram of a conventional vacuum cleaner, in which 1 is a commercial power supply, 2 is a motor that is a load, 3 is a current detecting means for detecting the current value supplied to the motor 2, and 41 also has this current value. Further, the control means for controlling the amount of electric power supplied to the motor, 8 is a driving means such as a bidirectional thyristor that controls the motor 2 on / off according to the control signal of the control means 41.
0005
[Problems to be Solved by the Invention]
In such a conventional vacuum cleaner, the motor current is detected and the power supply to the motor is controlled from this current value. However, since the motor has an L load, a phase difference occurs between the voltage and the current. In addition, the value of L also varies depending on the assembly property of the motor and the variation in winding resistance. Therefore, even if the current value is the same, the electric power also varies due to the variation of the motor, and there is a problem that accurate power control is difficult.
0006
In addition, a method of performing power control by (current value x power value) has also been proposed, but the power variation caused by the variation in motor characteristics and voltage could not be sufficiently corrected.
0007
The present invention solves the above problems and problems, and by detecting the motor current and the force factor, the motor supply power can be controlled so as to change the suction force, and the dust can be cleaned comfortably. It is an object of the present invention to provide an electric vacuum cleaner capable of preventing the heating of the motor and ensuring the durability of the brush of the motor by reducing or notifying the power supply of the motor according to the amount of clogging.
0008
[Means for solving problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a motor that generates a suction force, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, and a power factor detecting means that detects the power factor of the motor.SaidCurrent detection meansAnd saidOutput of power factor detecting meansThe amount of power supplied to the motorCalculatePerformanceArithmetic means and thisPerformanceOf arithmetic meansCalculation resultAccording to the motorElectricControl forceSystemBy having the means, by detecting the motor current and power factor, the motor supply power can be controlled to change the suction force for comfortable cleaning, or the motor supply power can be reduced according to the amount of clogging. By displaying or displaying, it is possible to prevent the motor from heating and to ensure the durability of the motor brush.
0009
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention includes a motor that generates a suction force, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, and a power factor detecting means that detects the power factor of the motor.SaidCurrent detection meansAnd saidOutput of power factor detecting meansThe amount of power supplied to the motorCalculatePerformanceArithmetic means and thisPerformanceOf arithmetic meansCalculation resultAccording to the motorElectricControl forceSystemIt has a means to control the power supplied to the motor from the motor current and the power factor, which enables reliable power control.
0010
The invention according to claim 2 of the present inventionThe power factor detecting meansThe force factor is detected from the phase difference between the zero volt cross of the voltage supplied to the motor and the zero cross of the current flowing through the motor, and the force factor can be detected easily and surely.
0011
The invention according to claim 3 of the present invention includes a motor that generates a suction force, a voltage detecting means that detects a voltage applied to the motor, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, and a power factor of the motor. Power factor detecting means to detect, and these voltage, current, power factorElectric energy from the detected value ofThe first calculation means for calculation and the motor according to the output of the first calculation meansSupplyIt has a first control means for controlling the power to be supplied, and controls the power supplied to the motor from the voltage, current, and power factor, whereby more reliable power control can be performed.
0012
The invention according to claim 4 of the present invention includes a motor that generates a suction force, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, and a current detecting means.From the detection result of the current detecting meansAn air volume determining means for determining the air volume, a voltage detecting means for detecting the voltage applied to the motor, a power factor detecting means for detecting the power factor of the motor, a determination result of these air volume determining means, and a detection result of the voltage detecting means. And the output of the power factor detecting means, and the air volume correcting means for correcting the air volume, and the motor according to the output of the air volume correcting means.SupplyIt is provided with a second control means for controlling the electric power to be generated, whereby the electric power can be controlled more accurately according to the air volume, overheating of the motor can be suppressed, and the life of the motor brush can be ensured.
0013
The invention according to claim 5 of the present invention detects a motor that generates a suction force, a current detecting means that detects a current flowing through the motor, a dust amount detecting means that detects a dust amount, and a voltage applied to the motor. Input the voltage detecting means, the power factor detecting means for detecting the power factor of the motor, the detection result of these dust amount detecting means, the detection result of the voltage detecting means, and the output of the power factor detecting means, and calculate the amount of dust. It is equipped with a waste amount correction means for correction and an output means for displaying or notifying the amount of dust according to the output of the waste amount correction means, whereby the amount of dust can be detected more accurately. , The exact amount of garbage can be notified to the user.
0014.
【Example】
(Example 1)
Hereinafter, the first embodiment of the vacuum cleaner of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
0015.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of this embodiment. 1 is a commercial power supply, 2 is a load motor, 3 is a current detecting means including a shunt resistor and a current transformer for detecting the current supplied to the motor 2, a magnetic detection element (Hall element), and 4 is the motor 2. The voltage detecting means 5 for detecting the supplied voltage inputs these currents and voltages, detects each zero cross, and determines the force factor from the phase difference between the current and the voltage, and 6 is the current value. , A first calculation means for deriving power from a voltage value and a force factor, and 7 is a first control means for controlling the amount of power supplied to the motor so as to be equal to or less than the calculation result and a preset maximum power value. Reference numeral 8 denotes a driving means such as a bidirectional thyristor that controls the phase of the motor 2 in response to the control signal of the first control means 7.
0016.
The operation will be described in the above configuration. The current detecting means 3 detects the current value supplied to the motor 2. Then, the voltage supplied to the motor 2 is detected by the voltage detecting means 4. Since the motor 2 has an L load, a phase difference occurs between the detection voltage V of the voltage detection means 4 and the detection current I of the current detection means 3 as shown in FIG. Therefore, the current waveform and the voltage waveform are input to the power factor detecting means 5, and the phase difference between the current and the voltage is measured from the zero cross point ZI of the current and the zero cross point ZV of the voltage to detect the power factor. Then, the first calculation means 6 calculates the electric energy from the current, voltage, and power factor.
[0017]
For example, first, a supply voltage of 100 V (= Vtype) is applied to the standard motor 2, and the motor load is set so that the motor supply power becomes the preset maximum electric energy Pmax. Next, the current flowing through the motor 2 at this time is defined as the reference current Ityp, the phase difference between the voltage and the current is defined as the reference phase difference Ttyp, and the reference power factor θtyp, and a constant K such that Pmax = K × Vtype × Ityp × COSθtype is determined. This constant K is set in the first calculation means 6. After that, the power P is calculated by P = K × V × I × COS θ when the detection voltage V, the detection current I, and the power factor θ.
0018
Then, the first control means 7 controls the supplied power by a method such as phase control so that the true electric energy P derived by the first calculation means 6 is equal to or less than a preset value Pmax.
0019
As described above, according to the present embodiment, since the electric power is calculated from the current, the voltage, and the power factor, the electric power can be accurately controlled even if the characteristics of the motor vary, and the electricity has excellent usability. A vacuum cleaner can be provided.
0020
(Example 2)
Hereinafter, a second embodiment of the vacuum cleaner of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The same components as those in the first embodiment are assigned the same numbers, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 3, 11 is an air volume determining means for determining the air volume from the detection result of the current detecting means 3, and 12 is inputting the determination result of the air volume determining means 11, the detection result of the voltage detecting means 4, and the output of the power factor detecting means 5. The air volume correction means 13 for correcting the air volume is a second control means for controlling the power supplied to the motor 2 according to the output of the air volume correction means 12.
0021.
FIG. 4 is a characteristic diagram of air volume vs. electric power due to variations in the motor 2.
0022.
When dust is excessively accumulated in the garbage bag or the suction port (not shown) is clogged, the air volume Q flowing through the motor 2 decreases, and the motor 2 overheats. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 4, when the air volume becomes equal to or less than the air volume Q1 on the temperature limit curve shown by the broken line, the electric power supplied to the motor 2 is reduced from P1 to P2 to prevent abnormal heating of the motor 2. .. First, the current detecting means 3 detects the current I flowing through the motor 2, inputs the current value to the air volume detecting means 11, the air volume detecting means 11 determines the air volume as Q1, and supplies the current value to the motor 2 from the detection result. It was controlling the amount of electric power. However, if the motor 2 varies, the air volume will differ even if the current is the same. The difference in air volume means that the degree of overheating of the motor 2 is also different, and it is necessary to correct the degree of overheating that reduces the supplied power according to the supply voltage and power factor. For example, when the force factor is small or the voltage is high, the temperature limit air volume increases from Q1 to Q2, and when the force factor is large or the voltage is low, the temperature limit air volume decreases from Q1 to Q3. Therefore, in the present invention, the determination result of the air volume determining means 11, the voltage value, and the power factor are input to the air volume correcting means 12, and the present condition is corrected with respect to the preset condition for determining the air volume Q1. For example, when the power factor varies to the higher side or the lower voltage side, the air volume becomes larger for the same current value. Further, even at the same air volume, the current (electric power) becomes small, and the temperature of the motor 2 does not rise so much. Therefore, the air volume point for reducing the amount of power supplied can be made smaller than Q1 (Q3). On the contrary, when the power factor varies to the smaller side or the higher voltage side, the air volume becomes smaller for the same current value. Further, if the current (electric power) becomes large even at the same air volume, the temperature of the motor 2 will rise too much. Therefore, it is necessary to make the air volume point for reducing the amount of power supplied larger than Q1 (Q2). The second control means 13 sets the amount of electric power to be supplied to the motor 2 according to such a correction result. When the air volume is less than the corrected air volume, the power supplied to the motor 2 is reduced.
[0023]
As described above, according to the present embodiment, since the air volume is corrected from the voltage and the power factor, the electric power can be controlled more accurately according to the air volume, the overheating of the motor 2 is suppressed, and the life of the motor brush is extended. Can be secured.
0024
(Example 3)
Hereinafter, a third embodiment of the vacuum cleaner of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the first embodiment are assigned the same numbers, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 5, 21 is a dust amount determining means for determining the amount of dust from the detection result of the current detecting means 3, and 22 is a determination result of the dust amount determining means 21, a detection result of the voltage detecting means 4, and an output of the force factor detecting means 5. The dust amount correction means for correcting the dust amount by inputting the above, 23 is an output means for displaying or notifying the dust amount according to the output of the dust amount correction means 22.
0025
FIG. 6 is a characteristic diagram of the amount of waste and the electric power due to the variation of the motor 2.
0026
The operation will be described in the above configuration. Conventionally, when dust is accumulated in a garbage bag, the air volume Q flowing through the motor 2 decreases, and the current (electric power) flowing through the motor 2 also changes. The amount of garbage in the garbage bag was determined from this change in current (electric power), and the user was informed of the amount of accumulated garbage. First, the current detecting means 3 detects the current I flowing through the motor 2, inputs the current value to the dust amount judging means 21, the dust amount judging means 21 judges the dust amount, and displays the dust amount from the judgment result. I was doing and notifying. However, if the motor 2 varies, the air volume will differ even if the current is the same. Different air volumes mean different accumulated amounts of waste, and it is necessary to correct the amount of waste according to the supply voltage and power factor. Therefore, in the present invention, the determination result, the voltage value, and the power factor of the waste amount determination means 21 are input to the waste amount correction means 22, and the present condition for the condition (motor, voltage) for which the preset air volume Q4 is determined. Is corrected. For example, the one with the higher power factor, or the electricPressureIf it varies to the lower side, the air volume will increase for the same current value. Moreover, even at the same air volume, the current (electric power) becomes smaller and the amount of dust becomes smaller. Therefore, it is necessary to make the air volume point for outputting the amount of waste smaller than Q4 (Q5). On the contrary, when the power factor varies to the smaller side or the higher voltage side, the air volume becomes smaller for the same current value. Moreover, even at the same air volume, the current (electric power) becomes large, and the amount of waste becomes too large. Therefore, it is necessary to make the air volume point for outputting the amount of waste larger than Q4 (Q6). The output means 23 outputs the amount of dust according to such a correction result.
[0027]
As described above, according to the present embodiment, since the air volume is corrected from the voltage and the power factor, the amount of dust can be output more accurately and the use can be performed more comfortably.
[0028]
【Effect of the invention】
In the present invention according to claim 1, since the motor supply power is controlled from the current flowing through the motor and the power factor of the motor, reliable power control can be performed.
[0029]
The present invention according to claim 2 easily and surely detects the power factor by detecting the power factor from the phase difference between the zero volt cross of the voltage supplied to the motor and the zero cross of the current flowing through the motor. be able to.
[0030]
The present invention according to claim 3 is based on the voltage applied to the motor, the current flowing through the motor, and the power factor of the motor.SupplySince the power to be used is controlled, reliable power control can be performed regardless of voltage fluctuations and motor variations.
0031
The present invention according to claim 4 determines the air volume from the detection result of the current detecting means for detecting the current flowing through the motor, and corrects the air volume from the determination result, the voltage applied to the motor, and the power factor of the motor. , To the motor according to this air volume correction resultSupplyBy controlling the electric power to be generated, the electric power can be accurately controlled according to the air volume, the overheating of the motor can be suppressed, and the life of the motor brush can be ensured.
[0032]
The present invention according to claim 5 determines the amount of dust from the detection result of the current detecting means for detecting the current flowing through the motor, and the true amount of dust is determined from the determination result, the voltage applied to the motor, and the power factor of the motor. By determining the amount of waste and displaying or notifying the amount of waste according to the output of the amount of waste determining means, the amount of waste can be detected accurately and the user can be notified of the accurate amount of waste. ..
[Simple explanation of drawings]
FIG. 1
A block diagram showing a configuration of a vacuum cleaner showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2
Characteristic diagram showing voltage and current waveforms of the vacuum cleaner
FIG. 3
A block diagram showing a configuration of a vacuum cleaner showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4
Characteristic diagram showing air volume-electric power of the vacuum cleaner
FIG. 5
A block diagram showing a configuration of a vacuum cleaner showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6
Air volume of the vacuum cleaner-Characteristic diagram showing the amount of dust
FIG. 7
Block diagram showing the configuration of a conventional vacuum cleaner
[Explanation of symbols]
1 Commercial power supply
2 motor
3 Current detection means
4 Voltage detecting means
5 Power factor detecting means
6 First calculation means
7 First control means
8 Drive means
11 Air volume judgment means
12 Air volume correction means
13 Second control means
21 Waste amount judgment means
22 Waste amount correction means
23 Output means