JP2001120432A - Electric hot-water heater - Google Patents

Electric hot-water heater

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JP2001120432A
JP2001120432A JP30213399A JP30213399A JP2001120432A JP 2001120432 A JP2001120432 A JP 2001120432A JP 30213399 A JP30213399 A JP 30213399A JP 30213399 A JP30213399 A JP 30213399A JP 2001120432 A JP2001120432 A JP 2001120432A
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inverter
impeller
magnetic field
water heater
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英樹 両角
Kazuhiko Asada
和彦 麻田
Tomoya Fujinami
知也 藤濤
Yasumichi Kobayashi
保道 小林
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric hot-water heater with the reduced number of parts and miniaturized devices, capable of securely driving an electric pump used in the hot-water heater, by making the structure of the electric pump different from the structure of a traditional electric pump. SOLUTION: An electric pump 2 of this hot-water heater is comprised of a rotating magnetic field generating means 8 comprised of a rotating magnetic field generating coil 6 and an impeller with a permanent magnet 5. The electric pump 2 is driven by continuously increasing the output frequency of an inverter 11 from the start of operation by a control means 12 for controlling a switching means constituting the inverter 11 for driving the rotating magnetic field generating means 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルにより発生
する回転磁界を受けて駆動するインペラを備えた電動ポ
ンプを利用した電気湯沸かし器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric water heater using an electric pump having an impeller driven by receiving a rotating magnetic field generated by a coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電気湯沸かし器の構成図を図14
に示す。図14のように従来の電気湯沸かし器は、液体
を収容する容器61と、液体を器体外へ導出するガラス
管等で作られた導出経路62と、回路基板63と電動ポ
ンプ64により構成されている。液体を導出経路62を
通して器体外へ排出する電動ポンプ64は、直流モータ
65と、直流モータ65の回転軸に直結した永久磁石6
6と、非磁性の防水板67と、インペラ68と、インペ
ラ67に張り付けられた永久磁石69を有し、永久磁石
66と永久磁石69は防水板67をはさんで磁気的に結
合した構成になっている。また電動ポンプ64は容器6
1から液体を流入させる吸水口70とインペラ68の外
周に設けられた出水口71を備えている。
2. Description of the Related Art FIG. 14 is a block diagram of a conventional electric water heater.
Shown in As shown in FIG. 14, the conventional electric water heater includes a container 61 for accommodating a liquid, a lead-out path 62 made of a glass tube or the like for leading the liquid out of the body, a circuit board 63, and an electric pump 64. . The electric pump 64 that discharges the liquid to the outside of the body through the outlet path 62 includes a DC motor 65 and a permanent magnet 6 that is directly connected to a rotation shaft of the DC motor 65.
6, a non-magnetic waterproof plate 67, an impeller 68, and a permanent magnet 69 attached to the impeller 67. The permanent magnet 66 and the permanent magnet 69 are magnetically coupled with the waterproof plate 67 interposed therebetween. Has become. In addition, the electric pump 64 is
1 is provided with a water intake port 70 through which liquid flows in from 1 and a water outlet port 71 provided on the outer periphery of the impeller 68.

【0003】図14を用いて従来の電気湯沸かし器の動
作について説明する。使用者が出水動作を行うと、直流
モータ65に回路基板63より直流電源が供給されて直
流モータ65の回転軸に直結した永久磁石66を回転駆
動する。永久磁石69は前述の磁気的な結合により永久
磁石66に同期して回転するので、インペラ68も回転
する。これにより、吸水口70より容器61から流入し
てインペラ68の周辺に存在した液体が出水口71より
導出経路62を通って液体を容器外へ導出させていた。
The operation of a conventional electric water heater will be described with reference to FIG. When the user performs the water discharge operation, DC power is supplied to the DC motor 65 from the circuit board 63 and the permanent magnet 66 directly connected to the rotating shaft of the DC motor 65 is rotationally driven. Since the permanent magnet 69 rotates in synchronization with the permanent magnet 66 by the above-described magnetic coupling, the impeller 68 also rotates. Thus, the liquid flowing from the container 61 through the water inlet 70 and existing around the impeller 68 causes the liquid to flow out of the container from the water outlet 71 through the outlet path 62.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電気湯沸かし器においては、直流モータなどの電動機の
回転軸に永久磁石を直結し、この永久磁石により回転磁
界を発生させるものであった。しかしながら、前記従来
の電気湯沸かし器においては電動ポンプのモータ形状が
大きいため、装置が大型化するという課題を有してい
た。また、これにより、容器の底部が高くなり、重心が
高くなるので安定性が悪いくなるという課題を有してい
た。
As described above, in the conventional electric water heater, a permanent magnet is directly connected to a rotating shaft of a motor such as a DC motor, and a rotating magnetic field is generated by the permanent magnet. However, the conventional electric water heater has a problem that the motor size of the electric pump is large, so that the device becomes large. In addition, this raises the problem that the bottom of the container becomes high and the center of gravity becomes high, resulting in poor stability.

【0005】本発明は、上記従来の電気湯沸かし器の課
題を解決するもので、電動ポンプを小型化することでコ
ンパクトな電気湯沸かし器を提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional electric water heater and to provide a compact electric water heater by reducing the size of the electric pump.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、本発明は、液体を収容する容器と、容器
内の液体を排出する電動ポンプと、前記電動ポンプの排
出口に接続した導出経路とを有し、前記電動ポンプは永
久磁石を有するインペラと、複数のコイルを有する回転
磁界発生手段とを有するとともに、前記回転磁界発生手
段を駆動するインバータと前記インバータを構成する複
数のスイッチング手段をオンオフ制御する制御手段を有
し、前記制御手段は起動時に前記インバータの出力周波
数を連続的に増加させるようにしたものであり、前記回
転磁界発生手段の有するコイルによる磁界と、前記イン
ペラの有する永久磁石の界磁により電磁力を発生するの
で、前記インペラを前記回転磁界発生手段の発生する回
転磁界により回転駆動することができ、装置をコンパク
トにすることができる。また、起動時に前記インバータ
の出力周波数を連続的に増加させることにより、前記イ
ンペラが前記回転磁界発生手段の発生する回転磁界に対
し同期はずれを起こすことを防止できるので、性能の安
定した電気湯沸かし器を実現できる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a container for accommodating a liquid, an electric pump for discharging the liquid in the container, and a discharge port for the electric pump. The electric pump has an impeller having a permanent magnet, a rotating magnetic field generating means having a plurality of coils, and an inverter for driving the rotating magnetic field generating means and a plurality of parts constituting the inverter. Control means for turning on and off the switching means, wherein the control means continuously increases the output frequency of the inverter at the time of start-up, and a magnetic field generated by a coil of the rotating magnetic field generation means; Since the electromagnetic force is generated by the field of the permanent magnet of the impeller, the impeller is rotated by the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating means. Can be dynamic, it is possible to make the apparatus compact. Further, by continuously increasing the output frequency of the inverter at the time of starting, it is possible to prevent the impeller from being out of synchronization with the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating means, so that an electric water heater having stable performance can be provided. realizable.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、液体を収容する容器と、容器内の液体を排出する電
動ポンプと、前記電動ポンプの排出口に接続した導出経
路とを有し、前記電動ポンプは永久磁石を有するインペ
ラと、複数のコイルを有する回転磁界発生手段とを有す
るとともに、前記回転磁界発生手段を駆動するインバー
タと前記インバータを構成する複数のスイッチング手段
をオンオフ制御する制御手段を有し、前記制御手段は起
動時に前記インバータの出力周波数を連続的に増加させ
る電気湯沸かし器としたものであり、前記回転磁界発生
手段の発生する回転磁界と、前記インペラの有する永久
磁石の界磁による電磁力により回転力を発生するので、
前記インペラを回転駆動することができ、装置をコンパ
クトにできる。また、起動時に前記インバータの出力周
波数を連続的に増加させることにより、前記インペラが
前記回転磁界発生手段の発生する回転磁界に対し同期は
ずれを起こして停止することを防止できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a container for storing a liquid, an electric pump for discharging the liquid in the container, and a lead-out path connected to a discharge port of the electric pump are provided. The electric pump has an impeller having a permanent magnet, and a rotating magnetic field generating means having a plurality of coils, and controls on / off of an inverter for driving the rotating magnetic field generating means and a plurality of switching means constituting the inverter. A control unit that continuously increases the output frequency of the inverter at the time of startup. The control unit performs a rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating unit, and a permanent magnet included in the impeller. Since a rotational force is generated by the electromagnetic force of the field,
The impeller can be driven to rotate, and the device can be made compact. Further, by continuously increasing the output frequency of the inverter at the time of starting, it is possible to prevent the impeller from being out of synchronization with the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating means and stopping.

【0008】請求項2に記載の発明は、上記請求項1記
載の発明において、前記制御手段は起動時に前記インバ
ータの出力周波数を所定値に設定し、前記インバータの
出力周波数の増加速度をほぼ一定にして目標周波数まで
増加させるようにしたものであり、比較的簡単な制御
で、前記インペラが前記回転磁界発生手段が発生する回
転磁界に対し、同期はずれを起こして停止しないように
することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control means sets the output frequency of the inverter to a predetermined value at the time of starting, and makes the increase rate of the output frequency of the inverter substantially constant. The impeller can be prevented from being out of synchronization with the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating means and stopped by relatively simple control. .

【0009】請求項3記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、前記制御手段は、起動時に前記インバ
ータの出力周波数を所定値に設定し、前記インバータの
出力周波数を時間で二回微分した値がほぼ一定になるよ
うに制御するようにしたものであり、起動開始時に前記
インペラをより低速で回転させることにより、前記イン
ペラの同期はずれを確実に防止するとともに、前記電動
ポンプの目標流量に達するまでの時間を短くすることが
できる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control means sets the output frequency of the inverter to a predetermined value at the time of starting, and differentiates the output frequency of the inverter twice with time. By controlling the impeller to rotate at a lower speed at the start of startup, the impeller is reliably prevented from being out of synchronization, and the target flow rate of the electric pump is controlled. Can be shortened.

【0010】請求項4記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、前記制御手段は起動時に前記インバー
タの出力周波数を所定値に設定し、その後、前記インバ
ータの出力周波数を時間で二回微分した値がほぼ一定に
なるように増加させ、その後、前記インバータの出力周
波数の増加速度をほぼ一定にして目標周波数まで増加さ
せるものであり、起動開始時に前記インペラをより低速
で回転駆動することにより、前記インペラの同期はずれ
を防止するとともに、速度増加中は比較的簡単な制御で
前記インペラの同期はずれによる動作停止を防止でき
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control means sets the output frequency of the inverter to a predetermined value at the time of startup, and thereafter sets the output frequency of the inverter twice in time. The differential value is increased so as to be substantially constant, and thereafter, the increase rate of the output frequency of the inverter is made substantially constant to increase to the target frequency, and the impeller is rotationally driven at a lower speed at the start of startup. Accordingly, the impeller can be prevented from being out of synchronization, and the operation stop due to the out of synchronization of the impeller can be prevented with relatively simple control during speed increase.

【0011】請求項5記載の発明は、上記請求項1〜4
いずれか記載の発明において、前記回転磁界発生手段の
有するコイルに印加する電圧を制御する印加電圧設定手
段を有し、前記印加電圧設定手段は前記制御手段が設定
する前記インバータの出力周波数に応じて前記回転磁界
発生手段の印加電圧を設定するようにしたものであり、
前記インバータの出力周波数が低いときに前記回転磁界
発生手段を構成するコイルに流れる電流を少なくするこ
とができ、装置の電源の小容量化を実現したり、前記コ
イルの発熱を防止することができる。また、起動時に前
記コイルに流れる電流が大になることによる騒音を低減
することもできる。
[0011] The invention according to claim 5 provides the above-mentioned claims 1-4.
The invention according to any one of the above, further comprising an applied voltage setting means for controlling a voltage applied to a coil included in the rotating magnetic field generating means, wherein the applied voltage setting means is configured in accordance with an output frequency of the inverter set by the control means Setting the applied voltage of the rotating magnetic field generating means,
When the output frequency of the inverter is low, the current flowing through the coil constituting the rotating magnetic field generating means can be reduced, so that the capacity of the power supply of the device can be reduced and the coil can be prevented from generating heat. . Also, noise caused by an increase in the current flowing through the coil at the time of startup can be reduced.

【0012】請求項6記載の発明は、上記請求項1〜5
いずれか記載の発明において、前記制御手段は、起動時
に前記回転磁界発生手段を構成するコイルの内、所定の
コイルを一定時間通電するようにしたものであり、前記
インペラを構成する永久磁石の位置を所定の位置に固定
することができるので、前記インペラの起動時の同期は
ずれを防止するとともに、前記インペラが逆方向に回転
することを防止することができる。
[0012] The invention according to claim 6 is the above-mentioned invention.
In any one of the inventions described above, the control means is configured to energize a predetermined coil for a predetermined time among the coils constituting the rotating magnetic field generating means at the time of starting, and a position of a permanent magnet constituting the impeller Can be fixed at a predetermined position, thereby preventing loss of synchronization at the time of starting the impeller and preventing the impeller from rotating in the opposite direction.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。 (実施例1)図1は本発明の一実施例における電気湯沸
かし器の構成図を示すものである。図1において容器1
は、水などの液体を貯蔵しておくものである。電動ポン
プ2は容器1の底面に配設されている。導出経路3は、
例えばガラス管と樹脂製の結合ホースなどで構成されて
おり、電動ポンプ2より排出される液体を容器1の外に
排出する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration diagram of an electric water heater in one embodiment of the present invention. In FIG. 1, container 1
Is for storing a liquid such as water. The electric pump 2 is provided on the bottom of the container 1. Derivation route 3 is
For example, it is composed of a glass tube and a coupling hose made of resin, and discharges the liquid discharged from the electric pump 2 to the outside of the container 1.

【0014】電動ポンプ2はインペラ4、インペラ4に
埋め込まれた永久磁石5、コイル6と鉄心7により構成
された回転磁界発生手段8、ポンプケース9により構成
され、インペラ4と回転磁界発生手段8はポンプケース
9をはさむように配設される。ポンプケース9は容器1
の底面側に吸水口9aを設け、インペラ4の外周上に出
水口9bを設けるように構成されており、出水口9bは
導出経路3を構成する結合ホースに接続している。ま
た、吸水口9aを含めたポンプケース9の上面部は着脱
自在になっており、使用者がこの上面部を開けてインペ
ラ4を着脱可能にしている。従って、ポンプケース9の
内部に水垢が付着した場合でも、使用者がインペラ4を
取り外して洗浄できるので、衛生的であり、水垢による
インペラ5とポンプケース9の摩擦の防止もできるので
安定した性能を確保することができる。
The electric pump 2 comprises an impeller 4, a permanent magnet 5 embedded in the impeller 4, a rotating magnetic field generating means 8 composed of a coil 6 and an iron core 7, and a pump case 9. The impeller 4 and the rotating magnetic field generating means 8 Is disposed so as to sandwich the pump case 9. Pump case 9 is container 1
A water inlet 9a is provided on the bottom surface of the impeller 4, and a water outlet 9b is provided on the outer periphery of the impeller 4, and the water outlet 9b is connected to a connecting hose constituting the outlet path 3. The upper surface of the pump case 9 including the water inlet 9a is detachable, and the user can open and remove the impeller 4 by opening the upper surface. Therefore, even when the scale is attached to the inside of the pump case 9, the user can remove and wash the impeller 4, which is hygienic, and can prevent the friction between the impeller 5 and the pump case 9 due to the scale, thus providing stable performance. Can be secured.

【0015】インペラ4は四枚の羽と、ポンプケース9
の上面すなわち出水口9bの中心に取り付けられたステ
ンレス製の回転軸10の外径よりも若干大きい内径の管
を有しており、この管に回転軸10を入れることで、イ
ンペラ4はこの回転軸10を中心に回転自在に配設され
る。
The impeller 4 has four blades and a pump case 9.
Has a tube with an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the stainless steel rotating shaft 10 attached to the upper surface of the water outlet 9b, and by inserting the rotating shaft 10 into this tube, the impeller 4 It is arranged rotatably about the shaft 10.

【0016】永久磁石5は本実施例においてはフェライ
ト磁石の4極で構成され、軸方向に界磁するようにして
いる。なお、図1では特に図示していないが、永久磁石
5には磁気抵抗の少ない磁気回路を構成するために厚さ
1mmの鉄板で構成したヨークを取り付けている。な
お、これは一例であり永久磁石5はフェイライト磁石に
限定するものでもないし、極数も4極に限定するもので
はない。
In the present embodiment, the permanent magnet 5 is constituted by four poles of a ferrite magnet so that it is magnetized in the axial direction. Although not particularly shown in FIG. 1, a yoke made of an iron plate having a thickness of 1 mm is attached to the permanent magnet 5 in order to form a magnetic circuit having low magnetic resistance. This is an example, and the permanent magnet 5 is not limited to the ferrite magnet, and the number of poles is not limited to four.

【0017】回転磁界発生手段8はコイル6を三相のス
ター結線になるようすることで構成されている。本実施
例ではコイル6は鉄心7のティース部に巻き付けられて
おり、これにより磁気抵抗の小さい磁気回路を構成でき
るので、永久磁石5の磁束を通りやすくしている。
The rotating magnetic field generating means 8 is configured by connecting the coil 6 to a three-phase star connection. In the present embodiment, the coil 6 is wound around the teeth of the iron core 7, whereby a magnetic circuit having a small magnetic resistance can be formed, thereby facilitating the passage of the magnetic flux of the permanent magnet 5.

【0018】インバータ11は図1では特に図示してい
ないが、例えばトランジスタやMOSFETなどのスイ
ッチング手段三つで三相半波の構成になるようにしてお
り、コイル6に三相電力を供給することで、回転磁界発
生手段8に回転磁界を発生させる。なお、インバータ1
1の構成はこれに限定するものではなく、例えば三相全
波の構成にしても良いし、二相にしても良いものであ
る。
Although not shown in FIG. 1, the inverter 11 has a three-phase half-wave configuration with three switching means such as transistors and MOSFETs, and supplies three-phase power to the coil 6. Then, the rotating magnetic field generating means 8 generates a rotating magnetic field. Note that inverter 1
The configuration 1 is not limited to this, and may be, for example, a three-phase full-wave configuration or a two-phase configuration.

【0019】制御手段12はマイクロコンピュータや論
理回路、トランジスタなどで構成されたインバータ11
の駆動回路などで構成されており、インペラ4が所定の
回転数になるように、インバータ11を構成するスイッ
チング手段をオンオフ制御する。
The control means 12 includes an inverter 11 composed of a microcomputer, a logic circuit, a transistor and the like.
The switching means constituting the inverter 11 is turned on and off so that the impeller 4 rotates at a predetermined speed.

【0020】ヒータ13は、容器1内の液体を温めるも
ので、液体の温度により制御手段12により温度調整を
できるようにしているものである。
The heater 13 warms the liquid in the container 1 and allows the control means 12 to adjust the temperature based on the temperature of the liquid.

【0021】14はプリント配線基板である。本実施例
では、コイル6と鉄心7で構成される回転磁界発生手段
8は、インバータ11、制御手段12とともにプリント
配線基板14上に設けている。これにより、装置の組立
が簡単になり、組立コストなどの低くすることができ
る。
Reference numeral 14 denotes a printed wiring board. In this embodiment, the rotating magnetic field generating means 8 including the coil 6 and the iron core 7 is provided on the printed wiring board 14 together with the inverter 11 and the control means 12. This simplifies the assembly of the device and lowers the assembly cost.

【0022】ただし、必ずしも回転磁界発生手段8がイ
ンバータ11と同一のプリント配線基板に実装されるこ
とに限定するものではなく、例えば別々のプリント配線
基板上に回転磁界発生手段8とインバータ11を設けて
もよく、また回転磁界発生手段8の入力端子にコネクタ
を設け、これによりインバータ11が実装されたプリン
ト配線基板に接続しても良い。
However, the rotating magnetic field generating means 8 is not necessarily limited to being mounted on the same printed wiring board as the inverter 11, and for example, the rotating magnetic field generating means 8 and the inverter 11 are provided on separate printed wiring boards. Alternatively, a connector may be provided at the input terminal of the rotating magnetic field generating means 8 so as to be connected to a printed wiring board on which the inverter 11 is mounted.

【0023】なお、図1においては特に図示していない
が本実施例では出湯スイッチを使用者が押すと、制御手
段12がこれを検知し、電動ポンプ2を駆動して湯を出
すようにしているが、これは一例であり、例えばボリュ
ーム式のものを用いても良いし、使用者の声を検知し
て、湯を出すようにしても良いものである。
Although not particularly shown in FIG. 1, in this embodiment, when the user presses the tap switch, the control means 12 detects this and drives the electric pump 2 to discharge the tap water. However, this is an example, and for example, a volume type may be used, or hot water may be discharged by detecting a user's voice.

【0024】なお、本実施例の電気湯沸かし器とは異な
るが、沸騰浄水機能を有する電気湯沸かし器として、導
出経路の一部を切り替えることにより、湯の排出と同一
の電動ポンプを用いて、活性炭などに湯を当て、浄水作
用を行わせることも可能であり、例えばそのような構成
のものに本実施例の電動ポンプを使用していてもよい。
It should be noted that, although different from the electric water heater of this embodiment, an electric water heater having a boiling water purifying function is obtained by switching a part of the lead-out path, using the same electric pump as that for discharging the hot water, to the activated carbon or the like. It is also possible to apply hot water to perform a water purification action. For example, the electric pump of the present embodiment may be used for such a configuration.

【0025】図2は、本実施例の電気湯沸かし器の回路
ブロック図である。図2に示すように、交流電源21に
湯沸かしヒータ用22とリレー23からなる直列回路が
接続している。また、交流電源21は保温用ヒータ24
とダイオードブリッジ25を介して電源回路26に電力
を供給している。電源回路26は例えば専用のICなど
で構成され、マイクロコンピュータ27およびインバー
タ11を駆動する駆動回路28用の電源として5Vの直
流電源を供給するとともに、回転磁界発生手段8に三相
電力を供給するための電源として7Vの直流電源を供給
する。
FIG. 2 is a circuit block diagram of the electric water heater of this embodiment. As shown in FIG. 2, a series circuit including a water heater 22 and a relay 23 is connected to an AC power supply 21. The AC power source 21 is a heater 24 for keeping heat.
And a diode bridge 25 to supply power to a power supply circuit 26. The power supply circuit 26 is composed of, for example, a dedicated IC or the like, and supplies a 5 V DC power supply as a power supply for a microcomputer 27 and a drive circuit 28 for driving the inverter 11 and supplies three-phase power to the rotating magnetic field generating means 8 7V DC power is supplied as a power source for this.

【0026】回転磁界発生手段8はコイル8a、8b、
8cにより構成されている。図2に示すようにコイル8
a〜8cの一方の端子は、電源回路の7Vの出力端子に
接続し、もう一方の端子はそれぞれスイッチング手段1
1a〜11cに接続している。コイル8a〜8cそれぞ
れの両端にはスイッチング手段11a〜11cオフ時に
コイルの電流を流すための回生電流用ダイオード29
a、29b、29cが接続している。
The rotating magnetic field generating means 8 includes coils 8a, 8b,
8c. As shown in FIG.
a to 8c are connected to a 7V output terminal of the power supply circuit, and the other terminals are connected to the switching means 1 respectively.
1a to 11c. A regenerative current diode 29 for flowing a current of the coil when the switching means 11a to 11c are turned off is provided at both ends of each of the coils 8a to 8c.
a, 29b and 29c are connected.

【0027】インバータ11は三つのスイッチング手段
11a、11b、11cにより三相半波で構成されてい
る。これにより、六つのスイッチング手段を用いた三相
全波の構成に比べ、スイッチング手段の数が半分になる
ので、低コストにすることができる。しかしながら、特
にインバータ11は三相半波の構成に限定するものでは
なく、三相全波の構成にしても良い。三相全波の場合は
スイッチング手段の数が六つになりコストは高くなる
が、三相半波に比べ効率が良くなるので、電源回路の容
量を小さくしたり、スイッチング手段や回転磁界発生手
段を構成するコイルの発熱を抑えることができる。スイ
ッチング手段11a〜11cは本実施例においてはMO
SFETを使用している。MOSFETは電圧駆動型の
スイッチング手段であり、小電流で駆動することができ
るので、電源回路26の容量や、駆動回路28の電流容
量を小にすることができる。
The inverter 11 is constituted by a three-phase half-wave by three switching means 11a, 11b and 11c. This reduces the number of switching means by half compared to a three-phase full-wave configuration using six switching means, so that the cost can be reduced. However, the inverter 11 is not particularly limited to the three-phase half-wave configuration, but may have a three-phase full-wave configuration. In the case of three-phase full-wave, the number of switching means is six and the cost is high, but the efficiency is higher than that of three-phase half-wave, so the capacity of the power supply circuit can be reduced, Can be suppressed. In this embodiment, the switching means 11a to 11c
SFET is used. The MOSFET is a voltage-driven switching means and can be driven with a small current, so that the capacity of the power supply circuit 26 and the current capacity of the drive circuit 28 can be reduced.

【0028】マイクロコンピュータ26は、スイッチン
グ手段11a、11b、11cのオンオフ信号をインペ
ラの速度が目標速度になるように、この速度に応じた周
波数でオンオフ信号を駆動回路28に出力する。つま
り、本実施例においてはインペラの回転速度を検知する
手段を設けずに、マイクロコンピュータより一方的にス
イッチング手段11a〜11cをオンオフすることで、
同期電動機として駆動しているものである。また、本実
施例ではマイクロコンピュータ26はインバータ11を
構成するスイッチング手段11a〜11cを制御すると
ともにリレー23もオンオフ制御する。これにより、湯
沸かし用ヒータ22をオンオフ制御し、容器1内の液体
の温度を調整する。
The microcomputer 26 outputs an on / off signal to the drive circuit 28 at a frequency corresponding to the on / off signal of the switching means 11a, 11b, 11c so that the impeller speed reaches the target speed. That is, in the present embodiment, the switching means 11a to 11c are unilaterally turned on and off by the microcomputer without providing a means for detecting the rotation speed of the impeller.
It is driven as a synchronous motor. Further, in the present embodiment, the microcomputer 26 controls the switching means 11a to 11c constituting the inverter 11, and also controls the relay 23 to be turned on / off. Thereby, the heater 22 is controlled to be on / off, and the temperature of the liquid in the container 1 is adjusted.

【0029】駆動回路28はスイッチング手段11a〜
11cそれぞれに対応した三つのトランジスタにより構
成されている。マイクロコンピュータの出力信号をトラ
ンジスタにより電流増幅することでMOSFETをオン
オフする。しかしながら、これは一例であり、例えばス
イッチング手段11a〜11cのオン時に必要な電流が
微少であるなら、駆動回路28を取り除いてマイクロコ
ンピュータ27より直接スイッチング手段11a〜11
cを駆動しても構わない。この場合は駆動回路のコスト
および実装面積が必要なくなるので、低コスト化、実装
面積の小型化ができる。
The drive circuit 28 includes switching means 11a to
11c is composed of three transistors corresponding to the respective transistors. The MOSFET is turned on and off by amplifying the current of the output signal of the microcomputer by the transistor. However, this is only an example. For example, if the current required when the switching means 11a to 11c is on is small, the drive circuit 28 is removed and the microcomputer 27 directly switches the switching means 11a to 11c.
You may drive c. In this case, since the cost and the mounting area of the driving circuit are not required, the cost can be reduced and the mounting area can be reduced.

【0030】以上のように、インバータ11の制御信号
をマイクロコンピュータ27より出力することで、ヒー
タ制御用のマイクロコンピュータと一体化することがで
きるので、実装面積の小型化、低コスト化を実現でき
る。
As described above, by outputting the control signal of the inverter 11 from the microcomputer 27, the control signal can be integrated with the microcomputer for controlling the heater, so that the mounting area can be reduced in size and the cost can be reduced. .

【0031】図3は、インペラ4の回転数がN1の時の
スイッチング手段11a〜11bのオンオフ状態を示す
タイミングチャートである。図3に示すように、マイク
ロコンピュータ27からの信号によってスイッチング手
段11aはt1からt2の期間でオンとなり、スイッチ
ング手段11bはt2からt3の期間でオンとなり、ス
イッチング手段cはt3からt4の期間がオンとなる。
つまり、スイッチング手段11a〜11cはそれぞれ一
周期の三分の一の期間オンするものであり、これにより
スイッチング手段11a〜11cそれぞれに対応したコ
イル6a〜6cが通電されるのでスイッチング手段11
a〜11cの出力周波数の回転磁界を発生する。なお、
マイクロコンピュータ27には予めタイマが設けられて
おり、このタイマにより所定時間経過毎に順次スイッチ
ング手段11a〜11cをオンオフ制御するようにして
いる。ただし、これは一例であり、マイクロコンピュー
タ内のタイマを用いずに、例えば外部にEPROMなど
を設け、その論理出力を利用して、スイッチング手段1
1a〜11cをオンオフ制御しても良い。
FIG. 3 is a timing chart showing the on / off state of the switching means 11a to 11b when the rotation speed of the impeller 4 is N1. As shown in FIG. 3, the switching means 11a is turned on during a period from t1 to t2 by a signal from the microcomputer 27, the switching means 11b is turned on during a period from t2 to t3, and the switching means c is turned on during a period from t3 to t4. Turns on.
That is, each of the switching means 11a to 11c is turned on for one third of one cycle, and the coils 6a to 6c corresponding to the respective switching means 11a to 11c are energized.
A rotating magnetic field having output frequencies a to 11c is generated. In addition,
The microcomputer 27 is provided with a timer in advance, and the timer controls the on / off of the switching means 11a to 11c sequentially every predetermined time. However, this is only an example, and for example, an external EPROM is provided without using a timer in the microcomputer, and the switching means 1 is provided by using its logical output.
On / off control of 1a to 11c may be performed.

【0032】図4は回転磁界発生手段8の構成を上面か
ら示したものである。鉄心には六つのティース部が円周
上に等間隔に設けられており、各ティース部にコイル4
1a、41b、41c、41d、41e、41fが集中
巻の構成で巻きつけられている。鉄心の中央部には穴が
開けられており、ここにネジを通すことで鉄心をプリン
ト配線基板に固定している。なお、これは一例であり、
ティース部を設けない空芯の構成にしてもよいし、プリ
ント配線基板上にコイルをパターン化してもよい。ま
た、6スロットの構成ではなくて3スロットの構成にし
ても良いし、三相の構成に限定するものでもない。
FIG. 4 shows the structure of the rotating magnetic field generating means 8 from above. Six teeth are provided on the iron core at equal intervals on the circumference.
1a, 41b, 41c, 41d, 41e and 41f are wound in a concentrated winding configuration. A hole is made in the center of the iron core, and the iron core is fixed to the printed wiring board by passing a screw therethrough. Note that this is an example,
An air-core configuration without the teeth may be used, or a coil may be patterned on a printed wiring board. Further, a configuration of three slots may be used instead of a configuration of six slots, and the configuration is not limited to a three-phase configuration.

【0033】図5は実施例1におけるコイルの配線図で
ある。黒丸はコイルの極性を表し、電流がコイルの黒丸
側から流れた場合にそのコイルがN極となる。よって、
例えばコイル40aの黒丸側から電流が流れた場合、コ
イル40aとコイル40dがN極となり、その他のコイ
ル40b、40c、40e、コイル40fには電流は流
れていない。従って、コイル40a〜40fを順番にオ
ンオフ制御することで回転磁界を発生することができ
る。このような構成により、一つのコイルの幅の電気角
が120度となる集中巻きの構成となることから、コイ
ルエンドが短く、よってコイル17の電気抵抗が小とな
って銅損が減少するとともに、組み立ての工数も低減で
きるという優れた効果を発揮するものであるが、特に本
実施例の構成に限定されるものではなく、分布巻きや、
電気角で190度のコイル幅を有するような、重なり
(オーバラップ)を有するコイル構成であってもよい。
FIG. 5 is a wiring diagram of the coil in the first embodiment. The black circle represents the polarity of the coil, and when a current flows from the black circle side of the coil, the coil becomes an N pole. Therefore,
For example, when a current flows from the black circle side of the coil 40a, the coil 40a and the coil 40d become N poles, and no current flows through the other coils 40b, 40c, 40e, and the coil 40f. Therefore, a rotating magnetic field can be generated by sequentially controlling the on and off of the coils 40a to 40f. With such a configuration, since a concentrated winding configuration in which the electrical angle of the width of one coil is 120 degrees, the coil end is short, the electrical resistance of the coil 17 is small, and the copper loss is reduced. Although, it has an excellent effect of reducing the number of assembling steps, it is not particularly limited to the configuration of the present embodiment.
A coil configuration having an overlap such as having a coil width of 190 degrees in electrical angle may be used.

【0034】図6は起動時からのインペラ4の目標回転
数を示すタイムチャートである。このタイムチャートは
本実施例おいては、マイクロコンピュータ内に記憶され
ており、このタイムチャートに基づいて、所定の出力周
波数になるようにインバータ11を制御するものであ
る。ここで図4を用いて動作を説明する。使用者が電気
湯沸かし器に設けられた出湯スイッチを押すと、これを
マイクロコンピュータ27が検知し、t1において回転
数N1[rpm]に応じた出力周波数でスイッチング手
段11a〜11cをオンオフ制御する。本実施例におい
ては、永久磁石5を4極の構成にしているので、スイッ
チング手段11a〜11cの周波数f1は次の式で求ま
る。
FIG. 6 is a time chart showing the target rotation speed of the impeller 4 from the start. In this embodiment, the time chart is stored in the microcomputer, and the inverter 11 is controlled based on the time chart so that a predetermined output frequency is obtained. Here, the operation will be described with reference to FIG. When the user presses a tap switch provided on the electric kettle, the microcomputer 27 detects this and switches on / off the switching means 11a to 11c at t1 at an output frequency corresponding to the rotation speed N1 [rpm]. In this embodiment, since the permanent magnet 5 has a four-pole configuration, the frequency f1 of the switching means 11a to 11c can be obtained by the following equation.

【0035】f1=N1/(2×60) なお、一つのスイッチング手段のオン期間は、図3に示
したように、本実施例ではインバータ11の出力周期の
三分の一になる。
F1 = N1 / (2 × 60) The ON period of one switching means is one third of the output period of the inverter 11 in this embodiment, as shown in FIG.

【0036】その後、時間が経過してt2になるとマイ
クロコンピュータ27は回転数N2[rpm]に応じた
出力周波数でスイッチング手段11a〜11bをオンオ
フ制御する。さらにt3になるとマイクロコンピュータ
27は回転数N3[rpm]に応じた出力周波数でスイ
ッチング手段11a〜11cをオンオフ制御する。
Thereafter, when the time elapses and reaches t2, the microcomputer 27 controls the switching means 11a to 11b to turn on and off at an output frequency corresponding to the rotation speed N2 [rpm]. Further, at t3, the microcomputer 27 controls on / off of the switching means 11a to 11c at an output frequency corresponding to the rotation speed N3 [rpm].

【0037】以上のようにマイクロコンピュータ27に
よりインバータ11の出力周波数を起動時から徐々に増
加させることにより、急峻な速度変動がなくなるので、
インペラ4の立ち上げ時にトルクを必要とする場合にお
いても一つのコイルを通電する期間が長いのでインペラ
4を確実に起動することができ、同期はずれを防止でき
る。
As described above, by gradually increasing the output frequency of the inverter 11 by the microcomputer 27 from the time of starting, a sharp speed fluctuation is eliminated.
Even when torque is required when the impeller 4 starts up, the period during which one coil is energized is long, so that the impeller 4 can be reliably started, and loss of synchronization can be prevented.

【0038】(実施例2)図7は本発明の請求項2の一
実施例である電気湯沸かし器を構成するインペラ4の回
転数立ち上げ時の回転数のタイムチャートである。図7
(a)はインペラ4の回転数のタイムチャートを示して
いる。このタイムチャートは図7(a)に示したように
時間に比例して回転数が目標回転数Nmaxまで上昇し
ていくようになっている。図7(b)はインペラ4の加
速度のタイムチャートを示している。図7(b)のよう
に、t1〜t2の期間は加速度が一定値a1になるよう
にしている。なお、電気湯沸かし器の構成および回路シ
ステム構成については図1、図2と同様である。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a time chart of the number of revolutions of the impeller 4 constituting the electric water heater according to the second embodiment of the present invention when the number of revolutions is increased. FIG.
(A) shows a time chart of the rotation speed of the impeller 4. In this time chart, as shown in FIG. 7A, the rotation speed increases in proportion to the time to the target rotation speed Nmax. FIG. 7B shows a time chart of the acceleration of the impeller 4. As shown in FIG. 7B, the acceleration is set to a constant value a1 during the period from t1 to t2. The configuration of the electric water heater and the configuration of the circuit system are the same as those in FIGS.

【0039】図7を用いて動作について説明する。使用
者が電気湯沸かし器に設けられた出湯スイッチを押す
と、これをマイクロコンピュータ27が検知し、t1に
おいて起動を開始する。その後起動開始時間t1からの
経過時間Δtと加速度a1による回転数N=a1×Δt
に応じてインバータ11の出力周波数を制御する。これ
により簡単な一次関数の式で起動時よりインペラ4の回
転数を設定できるので、マイクロコンピュータ27の処
理性能が悪くても、短時間で回転数を設定できる。従っ
て余分なメモリを要することなくインペラ4を確実に起
動できる。
The operation will be described with reference to FIG. When the user presses a tap switch provided on the electric kettle, the microcomputer 27 detects this and starts to start at t1. Then, the rotation speed N = a1 × Δt based on the elapsed time Δt from the start time t1 and the acceleration a1.
The output frequency of the inverter 11 is controlled according to the following. Thus, the rotation speed of the impeller 4 can be set by a simple linear function expression from the time of startup, so that the rotation speed can be set in a short time even if the processing performance of the microcomputer 27 is poor. Therefore, the impeller 4 can be started without any extra memory.

【0040】しかしながら、これは一例であり、十分に
メモリを有するマイクロコンピュータであるならば、こ
のメモリ内にt1〜t2期間のスイッチング手段11a
〜11cのオンオフ状態のテーブルを記憶しておいても
構わないし、外部メモリを用いても構わないものであ
る。この場合は、マイクロコンピュータ27はタイマに
より起動時間t1からの経過時間Δtを検知するだけで
よいので、前述した一次関数を用いる場合よりも処理速
度を遅くすることができる。
However, this is only an example, and if the microcomputer has a sufficient memory, the switching means 11a for the period from t1 to t2 is stored in the memory.
11c may be stored, or an external memory may be used. In this case, the microcomputer 27 only needs to detect the elapsed time Δt from the activation time t1 by the timer, so that the processing speed can be made slower than in the case where the above-described linear function is used.

【0041】(実施例3)図8は本発明の請求項3の一
実施例である電気湯沸かし器を構成するインペラの回転
数立ち上げ時の回転数のタイムチャートである。図8
(a)はインペラ4の回転数のタイムチャートを示して
いる。図8(b)はインペラ4の加速度のタイムチャー
トを示している。図8(b)に示したように本実施例で
は時間に比例して加速度が増加し、この加速度に基づい
てインペラの回転数が設定されている。従って、インペ
ラ4の回転数の時間に対して二回微分した値が徐々に増
加しているものである。なお、電気湯沸かし器の構成お
よび回路システム構成については図1,図2と同様であ
る。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a time chart of the rotational speed of the impeller constituting the electric water heater according to a third embodiment of the present invention when the rotational speed is started. FIG.
(A) shows a time chart of the rotation speed of the impeller 4. FIG. 8B shows a time chart of the acceleration of the impeller 4. As shown in FIG. 8B, in this embodiment, the acceleration increases in proportion to the time, and the rotation speed of the impeller is set based on the acceleration. Therefore, the value obtained by differentiating twice with respect to the time of the rotation speed of the impeller 4 gradually increases. The configuration of the electric water heater and the configuration of the circuit system are the same as those in FIGS.

【0042】図8を用いて本実施例の動作について説明
する。使用者が電気湯沸かし器に設けられた出湯スイッ
チを押すと、これをマイクロコンピュータ27が検知
し、t1において起動を開始する。その後起動開始時間
t1からの経過時間Δtと加速度の変化量Δaより加速
度aがa=Δa×Δtで設定される。この加速度aと経
過時間Δtによって回転数N=a×Δtに応じてインバ
ータ11の出力周波数を制御する。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. When the user presses a tap switch provided on the electric kettle, the microcomputer 27 detects this and starts to start at t1. Thereafter, the acceleration a is set as a = Δa × Δt based on the elapsed time Δt from the activation start time t1 and the acceleration change amount Δa. The output frequency of the inverter 11 is controlled according to the rotation speed N = a × Δt based on the acceleration a and the elapsed time Δt.

【0043】以上のように、時間の二乗に比例してイン
ペラ4の回転数を増加させるようにインバータ11の出
力周波数を制御することにより、インペラ4の起動直後
はインバータ11の出力周波数を低周波数にすることで
確実にインペラ4を起動し、その後は短時間で目標回転
数Nmaxまでインペラ4の回転数を増加させることが
できる。
As described above, by controlling the output frequency of the inverter 11 so as to increase the rotation speed of the impeller 4 in proportion to the square of time, the output frequency of the inverter 11 is reduced to a low frequency immediately after the impeller 4 is started. By doing so, the impeller 4 can be reliably started, and thereafter, the rotational speed of the impeller 4 can be increased to the target rotational speed Nmax in a short time.

【0044】(実施例4)図9は本発明の請求項4の一
実施例である電気湯沸かし器を構成するインペラの回転
数立ち上げ時の回転数のタイムチャートである。図9
(a)はインペラ4の回転数のタイムチャートを示して
いる。図9(b)はインペラ4の加速度のタイムチャー
トを示している。図9(b)に示したように、本実施例
ではこのタイムチャートでは起動から所定時間の間は加
速度を増加させながらインペラ4の回転数を設定し、そ
の後は目標回転数に達するまで加速度を一定にしてイン
ペラ4の回転数を設定していくものである。なお、電気
湯沸かし器の構成および回路システム構成については図
1,図2と同様である。
(Embodiment 4) FIG. 9 is a time chart of the rotational speed of the impeller constituting the electric water heater according to a fourth embodiment of the present invention when the rotational speed is started. FIG.
(A) shows a time chart of the rotation speed of the impeller 4. FIG. 9B shows a time chart of the acceleration of the impeller 4. As shown in FIG. 9B, in this embodiment, in this time chart, the rotation speed of the impeller 4 is set while increasing the acceleration for a predetermined time from the start, and thereafter, the acceleration is increased until the target rotation speed is reached. The rotation speed of the impeller 4 is set to be constant. The configuration of the electric water heater and the configuration of the circuit system are the same as those in FIGS.

【0045】図9を用いて、本実施例の動作を説明す
る。使用者が、電気湯沸かし器に設けられた出湯スイッ
チを押すと、これをマイクロコンピュータ27が検知
し、t1において起動を開始する。その後起動開始時間
t1からの経過時間Δtと加速度の変化量Δaより加速
度aがa=Δa×Δtで設定される。この加速度aと経
過時間Δtによって回転数N=a×Δtに応じてインバ
ータ11の出力周波数を制御する。その後t2になると
マイクロコンピュータ27は加速度を設定値a1で一定
にして、インペラ4の回転数を設定する。マイクロコン
ピュータ27はこの設定回転数に応じてインバータ11
の出力周波数を制御する。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. When the user presses the tap switch provided on the electric kettle, the microcomputer 27 detects this and starts the activation at t1. Thereafter, the acceleration a is set as a = Δa × Δt based on the elapsed time Δt from the activation start time t1 and the acceleration change amount Δa. The output frequency of the inverter 11 is controlled according to the rotation speed N = a × Δt based on the acceleration a and the elapsed time Δt. Thereafter, at t2, the microcomputer 27 sets the rotation speed of the impeller 4 while keeping the acceleration constant at the set value a1. The microcomputer 27 controls the inverter 11 according to the set rotation speed.
To control the output frequency.

【0046】以上のように、起動時から所定時間の間は
時間の二乗に比例してインペラ4の回転数を増加させる
ようにインバータ11の出力周波数を制御し、その後一
定の加速度でインペラ4の回転数を増加させることで、
インペラ4の起動直後はインバータ11の出力周波数を
低周波数にすることで確実にインペラ4を起動し、その
後のインペラ4の回転数増加時も急峻な立ち上げを防止
するので、目標回転数Nmaxになるまでにインペラ4
が同期はずれになることを防止できる。特に、回転磁界
発生手段8を構成するコイル8a〜8cのインダクタン
スが大であるような銅機械の場合は、インペラ4の起動
直後は加速するためにトルクを必要とすることから、わ
ずかな加速で同期はずれをおこすことがあるが、本実施
例においては、起動直後は加速度を小さくしているので
同期はずれを防止することができる。
As described above, the output frequency of the inverter 11 is controlled so as to increase the rotation speed of the impeller 4 in proportion to the square of the time during the predetermined time from the start-up, and thereafter the impeller 4 is controlled at a constant acceleration. By increasing the rotation speed,
Immediately after the impeller 4 is started, the output frequency of the inverter 11 is set to a low frequency so that the impeller 4 is started without fail. Even when the number of revolutions of the impeller 4 is increased, a steep start-up is prevented. Impeller 4
Can be prevented from being out of synchronization. In particular, in the case of a copper machine in which the inductance of the coils 8a to 8c constituting the rotating magnetic field generating means 8 is large, torque is required to accelerate immediately after the impeller 4 is started. Although synchronization may be lost, in this embodiment, the acceleration is reduced immediately after the start-up, so that the synchronization can be prevented.

【0047】(実施例5)図10は本発明の請求項5の
一実施例である電気湯沸かし器の回路システム構成であ
る。図8に示したように、印加電圧制御手段41は、パ
ワートランジスタとコイルとコンデンサを用いて降圧チ
ョッパ回路の構成にしており、電源回路の7V電源電圧
をうけて、回転磁界発生手段およびインバータ11に所
望の直流電圧を供給している。
(Embodiment 5) FIG. 10 shows a circuit system configuration of an electric water heater according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the applied voltage control means 41 has a configuration of a step-down chopper circuit using a power transistor, a coil, and a capacitor. Is supplied with a desired DC voltage.

【0048】マイクロコンピュータ42はインバータ1
1を構成するスイッチング手段11a〜11cのオンオ
フ制御と、リレー22のオンオフ制御とともに、前記パ
ワートランジスタのオンオフ制御も行っている。従っ
て、マイクロコンピュータ42は印加電圧制御手段81
とインバータ11の出力周波数をともに制御することに
なるので、容易にインバータ11の出力周波数に応じた
印加電圧を制御することができる。
The microcomputer 42 includes the inverter 1
In addition to the on / off control of the switching means 11a to 11c and the on / off control of the relay 22, the on / off control of the power transistor is performed. Therefore, the microcomputer 42 controls the applied voltage control means 81
And the output frequency of the inverter 11 are both controlled, so that the applied voltage according to the output frequency of the inverter 11 can be easily controlled.

【0049】なお、本実施例は一例であり、印加電圧制
御手段41はこれに限定するものではなく、例えばスイ
ッチング手段11a〜11cを高周波でオンオフするこ
とにより、コイル8a〜8cの通電比を制御しても良い
し、昇圧チョッパ回路の構成にしてもよい。高周波でス
イッチング手段11a〜11cをオンオフ制御する場合
は、前述した降圧チョッパ回路と同等の作用を有するこ
とになる。この場合、降圧チョッパ回路を設ける必要が
ないので実装面積を小さくすることができる。本実施例
では、MOSFETを使用しており、高周波のオンオフ
制御にも対応することができる。昇圧チョッパ回路の場
合はインペラ4の回転数範囲を広げることができるの
で、流量が同じであるならばインペラ4の羽の形状を小
さくすることができ、電動ポンプ3の小型化を実現でき
る。
This embodiment is merely an example, and the applied voltage control means 41 is not limited to this. For example, the energization ratio of the coils 8a to 8c is controlled by turning on and off the switching means 11a to 11c at a high frequency. Or a configuration of a step-up chopper circuit. When on / off control of the switching means 11a to 11c is performed at a high frequency, an operation equivalent to that of the above-described step-down chopper circuit is obtained. In this case, since there is no need to provide a step-down chopper circuit, the mounting area can be reduced. In this embodiment, a MOSFET is used, and it is possible to cope with high-frequency on / off control. In the case of the step-up chopper circuit, the rotation speed range of the impeller 4 can be widened, so that if the flow rate is the same, the shape of the blades of the impeller 4 can be reduced, and the electric pump 3 can be downsized.

【0050】図11は本実施例のインペラ4の回転数と
印加電圧制御手段41が供給する電源電圧の関係を示し
ている。回転数が0rpmにおいて電源電圧はVmin
になるように設定し、その後回転数に比例して電源電圧
が増加するように制御されている。インペラ4の回転数
が最大のNmaxにおいては、電源電圧はVmaxにな
るようにしている。この時、VmaxはNmaxにおけ
る回転磁界発生手段8に生じる逆起電力より大きくして
おく必要がある。また、電源電圧の回転数に対する変化
率を、インペラ4の回転中にコイル8に発生する逆起電
力の変化率とほぼ同等にすることで、常に一定の電流を
コイル8a〜8cに供給することができる。これにより
インペラ4の起動から目標回転数まで必要なトルクだけ
駆動することができるので、低速時にコイルに流れる電
流が課題になることを防止でき、コイルの発熱やスイッ
チング手段の故障を防止したり、騒音低減を実現するこ
とができる。
FIG. 11 shows the relationship between the rotation speed of the impeller 4 and the power supply voltage supplied by the applied voltage control means 41 in this embodiment. The power supply voltage is Vmin when the rotation speed is 0 rpm.
, And thereafter the power supply voltage is controlled to increase in proportion to the rotation speed. When the rotation speed of the impeller 4 is the maximum Nmax, the power supply voltage is set to Vmax. At this time, Vmax needs to be larger than the back electromotive force generated in the rotating magnetic field generating means 8 at Nmax. In addition, a constant current is always supplied to the coils 8a to 8c by making the rate of change of the power supply voltage with respect to the number of revolutions substantially equal to the rate of change of the back electromotive force generated in the coil 8 during rotation of the impeller 4. Can be. As a result, it is possible to drive only the required torque from the start of the impeller 4 to the target number of revolutions, so that the current flowing through the coil at low speed can be prevented from becoming an issue, and the heat generation of the coil and the failure of the switching means can be prevented. Noise reduction can be realized.

【0051】(実施例6)図12は本発明の請求項6の
一実施例である電気湯沸かし器を構成する電動ポンプ1
4の起動時のフローチャートである。その他の構成につ
いては図1、図2と同様である。
(Embodiment 6) FIG. 12 shows an electric pump 1 constituting an electric water heater according to a sixth embodiment of the present invention.
4 is a flowchart at the time of startup. Other configurations are the same as those in FIGS.

【0052】以下、図12を用いて本実施例の電気湯沸
かし器の動作を説明する。ステップ51で使用者が出湯
スイッチをオンすると、マイクロコンピュータ27がこ
れを検知し、ステップ52でスイッチング手段11aを
所定期間T1の間オンする。その後、ステップ53で図
7で示したタイムチャートでインバータ11の出力周波
数を制御して目標回転数Nmaxまで駆動する。
Hereinafter, the operation of the electric kettle of this embodiment will be described with reference to FIG. When the user turns on the hot water switch in step 51, the microcomputer 27 detects this and turns on the switching means 11a for a predetermined period T1 in step 52. Thereafter, in step 53, the output frequency of the inverter 11 is controlled according to the time chart shown in FIG. 7 to drive the inverter 11 to the target rotational speed Nmax.

【0053】図13は電動ポンプ14の起動直後のスイ
ッチング手段11a〜11cのオンオフ状態を示すタイ
ミングチャートである。(a)はスイッチング手段11
aのオンオフ状態を示している。(b)はスイッチング
手段11bのオンオフ状態を示している。(c)はスイ
ッチング手段11cのオンオフ状態を示している。
FIG. 13 is a timing chart showing the on / off state of the switching means 11a to 11c immediately after the start of the electric pump 14. (A) is the switching means 11
The on / off state of a is shown. (B) shows the on / off state of the switching means 11b. (C) shows the on / off state of the switching means 11c.

【0054】図12および図13を用いて動作を説明す
る。図12のステップ51で使用者が出湯スイッチを押
すとマイクロコンピュータ27がこれを検知し、図11
のt1よりスイッチング手段11aをオンし、コイル8
aを通電する。その後所定期間T1を経過すると、図1
3のt2より、図のタイムチャートに基づいて、スイッ
チング手段11a〜11bを順番にオンオフ制御する。
これにより、回転磁界発生手段8に回転磁界が発生し、
永久磁石の界磁と作用してインペラ4が回転駆動する。
The operation will be described with reference to FIGS. When the user presses the tap switch in step 51 of FIG. 12, the microcomputer 27 detects this and presses the tap switch.
The switching means 11a is turned on at t1 of the
a is energized. After that, when a predetermined period T1 has elapsed, FIG.
From t2 of 3, the switching means 11a to 11b are sequentially turned on and off based on the time chart in FIG.
Thereby, a rotating magnetic field is generated in the rotating magnetic field generating means 8, and
The impeller 4 is driven to rotate by acting on the field of the permanent magnet.

【0055】以上のように、電動ポンプの起動時に所定
のスイッチング手段を一定期間オンすることで、所定の
コイルが通電され、このコイルが発生する磁界によりイ
ンペラ4の有する永久磁石が吸引されるので、永久磁石
と回転磁界発生手段の相対的な位置か確実に固定するこ
とができる。従って永久磁石の位置がわかるので、回転
方向が反転しないように最初に通電するコイルを決定す
ることができるので、電動ポンプを確実に立ち上げるこ
とができる。
As described above, by turning on the predetermined switching means for a certain period when the electric pump is started, a predetermined coil is energized, and the permanent magnet of the impeller 4 is attracted by the magnetic field generated by this coil. Thus, the relative position between the permanent magnet and the rotating magnetic field generating means can be reliably fixed. Therefore, since the position of the permanent magnet is known, the coil to be energized first can be determined so that the rotation direction is not reversed, so that the electric pump can be started up reliably.

【0056】なお、実施例1〜6においては、いずれも
永久磁石の界磁方向をインペラ4の回転軸方向にするい
わゆるアキシャルギャップ構成の電動ポンプについて述
べてきたが、電動ポンプの構成はこれに限定するもので
はなく、例えば、インペラに埋め込まれた永久磁石の界
磁方向をインペラの回転軸と垂直方向にするとともに、
コイルに対して水平な位置に配置するとともにコイル1
7の外側を回転するように構成したアウターローター形
にしてもよい。この場合はインペラに設けられた永久磁
石と回転磁界発生手段を構成する鉄心により軸方向に吸
引力が働くことを防止できるのでインペラ先端部とポン
プケース部の摩擦を低減でき、電動ポンプの耐久性を向
上することができる。
In the first to sixth embodiments, the electric pump having a so-called axial gap configuration in which the field direction of the permanent magnet is set to the direction of the rotation axis of the impeller 4 has been described. Without limiting, for example, while setting the field direction of the permanent magnet embedded in the impeller to be perpendicular to the rotation axis of the impeller,
Place the coil 1 in a horizontal position with respect to the coil.
The outer rotor 7 may be configured to rotate on the outside. In this case, the attractive force in the axial direction can be prevented by the permanent magnet provided on the impeller and the iron core constituting the rotating magnetic field generating means, so that the friction between the tip of the impeller and the pump case can be reduced, and the durability of the electric pump can be reduced. Can be improved.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上のように本発明の請求項1に記載の
発明によれば、回転磁界発生手段の発生する回転磁界
と、インペラの有する永久磁石の界磁による電磁力によ
り回転力を発生するので、インペラを回転駆動すること
ができ、装置をコンパクトにできる。また、起動時にイ
ンバータの出力周波数を連続的に増加させることによ
り、インペラが回転磁界発生手段の発生する回転磁界に
対し同期はずれを起こして停止することを防止できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the rotating force is generated by the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating means and the electromagnetic force generated by the field of the permanent magnet of the impeller. Therefore, the impeller can be driven to rotate, and the device can be made compact. Further, by continuously increasing the output frequency of the inverter at the time of starting, it is possible to prevent the impeller from being out of synchronization with the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating means and stopping.

【0058】また請求項2に記載の発明によれば、比較
的簡単な制御で、インペラが前記回転磁界発生手段が発
生する回転磁界に対し、同期はずれを起こして停止しな
いようにすることができる。
According to the second aspect of the present invention, with a relatively simple control, the impeller can be prevented from being out of synchronization with the rotating magnetic field generated by the rotating magnetic field generating means and stopped. .

【0059】また請求項3記載の発明によれば、起動開
始時にインペラをより低速で回転させることにより、イ
ンペラの同期はずれを確実に防止するとともに、電動ポ
ンプの目標流量に達するまでの時間を短くすることがで
きる。
According to the third aspect of the invention, by rotating the impeller at a lower speed at the start of startup, the impeller is reliably prevented from being out of synchronization, and the time required to reach the target flow rate of the electric pump is shortened. can do.

【0060】請求項4記載の発明によれば、起動開始時
にインペラをより低速で回転駆動することにより、イン
ペラの同期はずれを防止するとともに、速度増加中は比
較的簡単な制御でインペラの同期はずれによる動作停止
を防止できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the impeller is rotated at a lower speed at the start of startup to prevent the impeller from being out of synchronization, and while the speed is increasing, the impeller is out of synchronization by relatively simple control. Can be prevented from being stopped.

【0061】請求項5記載の発明によれば、インバータ
の出力周波数が低いときに回転磁界発生手段を構成する
コイルに流れる電流を少なくすることができ、装置の電
源の小容量化を実現したり、コイルの発熱を防止するこ
とができる。また、起動時にコイルに流れる電流が大に
なることによる騒音を低減することもできる。
According to the fifth aspect of the present invention, when the output frequency of the inverter is low, the current flowing through the coil constituting the rotating magnetic field generating means can be reduced, and the capacity of the power supply of the device can be reduced. In addition, heat generation of the coil can be prevented. Also, noise caused by an increase in the current flowing through the coil at the time of startup can be reduced.

【0062】請求項6記載の発明によれば、インペラを
構成する永久磁石の位置を所定の位置に固定することが
できるので、インペラの起動時の同期はずれを防止する
とともに、インペラが逆方向に回転することを防止する
ことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the position of the permanent magnet constituting the impeller can be fixed at a predetermined position, so that the synchronization at the time of starting the impeller is prevented, and the impeller is moved in the reverse direction. Rotation can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す電気湯沸かし器の構成
FIG. 1 is a configuration diagram of an electric water heater showing one embodiment of the present invention.

【図2】同、電気湯沸かし器の回路システム構成図FIG. 2 is a circuit system configuration diagram of the electric water heater.

【図3】同、電気湯沸かし器のインバータのタイミング
チャート
FIG. 3 is a timing chart of the inverter of the electric water heater.

【図4】同、電気湯沸かし器の回転磁界発生手段の構成
FIG. 4 is a configuration diagram of a rotating magnetic field generating means of the electric water heater.

【図5】同、電気湯沸かし器の回転磁界発生手段を構成
するコイルの結線図
FIG. 5 is a connection diagram of a coil constituting a rotating magnetic field generating means of the electric water heater.

【図6】請求項1記載の発明の一実施例を示す電気湯沸
かし器における電動ポンプの起動タイムチャート
FIG. 6 is a time chart for starting an electric pump in an electric water heater according to an embodiment of the present invention.

【図7】請求項2記載の発明の一実施例を示す電気湯沸
かし器における電動ポンプの起動タイムチャート
FIG. 7 is a time chart for starting an electric pump in an electric water heater according to an embodiment of the present invention.

【図8】請求項3記載の発明の一実施例を示す電気湯沸
かし器における電動ポンプの起動タイムチャート
FIG. 8 is a time chart for starting an electric pump in an electric water heater according to an embodiment of the present invention.

【図9】請求項4記載の発明の一実施例を示す電気湯沸
かし器における電動ポンプの起動タイムチャート
FIG. 9 is a time chart for starting an electric pump in an electric water heater according to an embodiment of the invention as set forth in claim 4.

【図10】請求項5記載の発明の一実施例を示す電気湯
沸かし器の回路システム構成図
FIG. 10 is a circuit system configuration diagram of an electric water heater according to an embodiment of the invention described in claim 5.

【図11】同、電気湯沸かし器を構成する印加電圧制御
手段の出力電圧とインペラの回転数の関係グラフ
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the output voltage of the applied voltage control means constituting the electric water heater and the rotation speed of the impeller.

【図12】請求項6記載の発明の一実施例を示す電気湯
沸かし器における電動ポンプの起動フローチャート
FIG. 12 is a flowchart for starting an electric pump in an electric water heater according to an embodiment of the present invention.

【図13】同、電気湯沸かし器における電動ポンプを駆
動するインバータのタイミングチャート
FIG. 13 is a timing chart of an inverter for driving an electric pump in the electric water heater.

【図14】従来の電気湯沸かし器の構成図FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional electric water heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容器 2 電動ポンプ 3 導出経路 4 インペラ 5 永久磁石 6 コイル 7 鉄心 8 回転磁界発生手段 9 ポンプケース 9a 吸水口 9b 出水口 10 回転軸 11 インバータ 12 制御手段 13 ヒータ 14 プリント配線基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Electric pump 3 Outgoing route 4 Impeller 5 Permanent magnet 6 Coil 7 Iron core 8 Rotating magnetic field generating means 9 Pump case 9a Water inlet 9b Water outlet 10 Rotating shaft 11 Inverter 12 Control means 13 Heater 14 Printed circuit board

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤濤 知也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 保道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4B055 AA34 BA10 BA35 CA62 CD61 GA14 GB12 GC31 GC40 GD01 GD04  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Tomoya Toto, Inventor 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 4B055 AA34 BA10 BA35 CA62 CD61 GA14 GB12 GC31 GC40 GD01 GD04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体を収容する容器と、容器内の液体を
排出する電動ポンプと、前記電動ポンプの排出口に接続
した導出経路とを有し、前記電動ポンプは永久磁石を有
するインペラと、複数のコイルを有する回転磁界発生手
段とを有するとともに、前記回転磁界発生手段を駆動す
るインバータと前記インバータを構成する複数のスイッ
チング手段をオンオフ制御する制御手段を有し、前記制
御手段は起動時に前記インバータの出力周波数を連続的
に増加させる電気湯沸かし器。
1. An impeller having a container for storing a liquid, an electric pump for discharging the liquid in the container, and an outlet connected to a discharge port of the electric pump, wherein the electric pump has a permanent magnet, A rotating magnetic field generating means having a plurality of coils, and an inverter for driving the rotating magnetic field generating means and a control means for controlling on / off of a plurality of switching means constituting the inverter; An electric water heater that continuously increases the output frequency of the inverter.
【請求項2】 制御手段は、起動時にインバータの出力
周波数を所定値に設定し、前記インバータの出力周波数
の増加速度をほぼ一定にして目標周波数まで増加させる
請求項1記載の電気湯沸かし器。
2. The electric water heater according to claim 1, wherein the control means sets the output frequency of the inverter to a predetermined value at the time of startup, and increases the output frequency of the inverter to a target frequency while keeping the increase speed substantially constant.
【請求項3】 制御手段は、起動時にインバータの出力
周波数を所定値に設定し、前記インバータの出力周波数
を時間で二回微分した値がほぼ一定になるように制御す
る請求項1記載の電気湯沸かし器。
3. The electric device according to claim 1, wherein the control means sets the output frequency of the inverter to a predetermined value at the time of start-up, and controls the output frequency of the inverter so that a value obtained by differentiating the output frequency twice with time becomes substantially constant. Water heater.
【請求項4】 制御手段は、起動時にインバータの出力
周波数を所定値に設定し、その後、前記インバータの出
力周波数を時間で二回微分した値がほぼ一定になるよう
に増加させ、その後、前記インバータの出力周波数の増
加速度をほぼ一定にして目標周波数まで増加させる請求
項1記載の電気湯沸かし器。
4. The control means sets the output frequency of the inverter to a predetermined value at the time of start-up, and thereafter increases the output frequency of the inverter twice so as to be substantially constant. 2. The electric water heater according to claim 1, wherein the rate of increase of the output frequency of the inverter is increased to a target frequency while being substantially constant.
【請求項5】 回転磁界発生手段の有するコイルに印加
する電圧を制御する印加電圧制御手段を有し、前記印加
電圧制御手段は制御手段が設定するインバータの出力周
波数に応じて回転磁界発生手段の印加電圧を設定する請
求項1〜4いずれか1項に記載の電気湯沸かし器。
5. Apparatus for controlling a voltage applied to a coil included in a rotating magnetic field generating means, the applied voltage controlling means comprising: an applying voltage controlling means for controlling the rotating magnetic field generating means in accordance with an output frequency of an inverter set by the controlling means. The electric water heater according to claim 1, wherein an applied voltage is set.
【請求項6】 制御手段は、起動時に回転磁界発生手段
を構成するコイルの内、所定のコイルを一定時間通電す
る請求項1〜5いずれか1項に記載の電気湯沸かし器。
6. The electric water heater according to claim 1, wherein the control means energizes a predetermined coil of the coils constituting the rotating magnetic field generating means for a predetermined time at the time of startup.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104747423A (en) * 2013-12-31 2015-07-01 Ls产电株式会社 Method for controlling inverter
EP2890002A3 (en) * 2013-12-31 2015-10-14 LSIS Co., Ltd. Method for controlling inverter
US9798296B2 (en) 2013-12-31 2017-10-24 Lsis Co., Ltd. Method for controlling inverter

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