JP2002159195A - Ｐｗｍ制御回路、電動送風機及び電気掃除機 - Google Patents
Ｐｗｍ制御回路、電動送風機及び電気掃除機Info
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- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動時に短いパルス幅の信号を出力する手段
として、実現が容易な手段を提供し、起動時の突入電流
（オーバーシュート電流）を減らすと共に、特に、電動
送風機のような用途に適した、起動時の突入電流を減ら
す手段を提供する。 【解決手段】 電動送風機の起動時に、ＰＷＭ制御回路
におけるブラシレス電動機の回転位置検出処理を含む割
込処理の中で、ＰＷＭ信号のパルス幅Ｐｗを増加させる
ことで、容易に突入電流を抑えるようにした。また、電
動送風機の起動時の突入電流より大きな過電流検出値を
設定し、ブラシレス電動機の巻線に流れる電流が過電流
検出値を超えたとき、電動送風機の回転を停止させるよ
うにした。制御例としては、電動送風機の起動時に、電
流制御信号Ｉｏｕｔ＊を単調減少させ、ＰＷＭ信号のパ
ルス幅Ｐｗを単調増加させる。
として、実現が容易な手段を提供し、起動時の突入電流
（オーバーシュート電流）を減らすと共に、特に、電動
送風機のような用途に適した、起動時の突入電流を減ら
す手段を提供する。 【解決手段】 電動送風機の起動時に、ＰＷＭ制御回路
におけるブラシレス電動機の回転位置検出処理を含む割
込処理の中で、ＰＷＭ信号のパルス幅Ｐｗを増加させる
ことで、容易に突入電流を抑えるようにした。また、電
動送風機の起動時の突入電流より大きな過電流検出値を
設定し、ブラシレス電動機の巻線に流れる電流が過電流
検出値を超えたとき、電動送風機の回転を停止させるよ
うにした。制御例としては、電動送風機の起動時に、電
流制御信号Ｉｏｕｔ＊を単調減少させ、ＰＷＭ信号のパ
ルス幅Ｐｗを単調増加させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＷＭ制御回路、
電動送風機及び電気掃除機に関する。ここでいう電気掃
除機は、負圧を用いて様々な固体又は流体を収集領域に
集める様々な機器を含む。
電動送風機及び電気掃除機に関する。ここでいう電気掃
除機は、負圧を用いて様々な固体又は流体を収集領域に
集める様々な機器を含む。
【０００２】
【従来の技術】電動送風機において、起動時の突入電流
（オーバーシュート電流）と異常電流を判別する過電流
保護機能を備えるものがある。図１２に示すように、電
動送風機の起動時に流れる電流は、瞬間的に大きいが、
時間とともに下がる。一方、過負荷が継続的にかかった
り、電動送風機がロック状態になると、過大な電流が流
れ続ける。そこで、過電流検出値Ｉｚと過電流検出時間
Ｔｚを設定し、過電流検出値Ｉｚと過電流検出時間Ｔｚ
を同時に検出するようにすれば、起動時の突入電流と異
常電流とを判別することができる。即ち、Ｉｚ＜Ｉで、
Ｔｚ＜Ｔｂになると、異常電流と認識し、電流を遮断す
る。従来、このような機能を有する各種回路構成が提案
されている。
（オーバーシュート電流）と異常電流を判別する過電流
保護機能を備えるものがある。図１２に示すように、電
動送風機の起動時に流れる電流は、瞬間的に大きいが、
時間とともに下がる。一方、過負荷が継続的にかかった
り、電動送風機がロック状態になると、過大な電流が流
れ続ける。そこで、過電流検出値Ｉｚと過電流検出時間
Ｔｚを設定し、過電流検出値Ｉｚと過電流検出時間Ｔｚ
を同時に検出するようにすれば、起動時の突入電流と異
常電流とを判別することができる。即ち、Ｉｚ＜Ｉで、
Ｔｚ＜Ｔｂになると、異常電流と認識し、電流を遮断す
る。従来、このような機能を有する各種回路構成が提案
されている。
【０００３】しかし、この方法では、時間こそ短いが、
起動時に大きな電流が流れてしまい、電気回路上の電子
部品に負荷を与えている。そこで、この起動時の突入電
流をできるだけ抑える方法が提案されている。例えば、
特開昭６２−２７２８７７号公報に開示されている方法
は、ＰＷＭインバータ装置において、起動時に一定の時
間だけ短いパルス幅の信号を出力し、起動するというも
のである。
起動時に大きな電流が流れてしまい、電気回路上の電子
部品に負荷を与えている。そこで、この起動時の突入電
流をできるだけ抑える方法が提案されている。例えば、
特開昭６２−２７２８７７号公報に開示されている方法
は、ＰＷＭインバータ装置において、起動時に一定の時
間だけ短いパルス幅の信号を出力し、起動するというも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例では、起動時に短いパルス幅の信号を出力する具体
的な手段が記載されていない。
来例では、起動時に短いパルス幅の信号を出力する具体
的な手段が記載されていない。
【０００５】そこで、本発明は、起動時に短いパルス幅
の信号を出力する手段として、実現が容易な手段を提供
し、起動時の突入電流（オーバーシュート電流）を減ら
すと共に、特に、電動送風機のような用途に適した、起
動時の突入電流を減らす手段を提供するためのものであ
る。
の信号を出力する手段として、実現が容易な手段を提供
し、起動時の突入電流（オーバーシュート電流）を減ら
すと共に、特に、電動送風機のような用途に適した、起
動時の突入電流を減らす手段を提供するためのものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電動送風機を駆動するインバータ回路を、主に、前記電
動送風機のブラシレス電動機の回転位置を検出する回転
位置検出手段の検出信号と、搬送波信号と、この搬送波
信号と比較する電流制御信号と、に基づいてＰＷＭ信号
を発生させ制御するＰＷＭ制御回路において、前記電動
送風機の起動時に、当該ＰＷＭ制御回路における前記ブ
ラシレス電動機の回転位置検出処理を含む割込処理の中
で、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を増加させるようにし
た。
電動送風機を駆動するインバータ回路を、主に、前記電
動送風機のブラシレス電動機の回転位置を検出する回転
位置検出手段の検出信号と、搬送波信号と、この搬送波
信号と比較する電流制御信号と、に基づいてＰＷＭ信号
を発生させ制御するＰＷＭ制御回路において、前記電動
送風機の起動時に、当該ＰＷＭ制御回路における前記ブ
ラシレス電動機の回転位置検出処理を含む割込処理の中
で、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を増加させるようにし
た。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記電動送風機の
起動時の突入電流より大きな過電流検出値を設定し、前
記ブラシレス電動機の巻線に流れる電流が前記過電流検
出値を超えたとき、前記電動送風機の回転を停止させ
る。
動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記電動送風機の
起動時の突入電流より大きな過電流検出値を設定し、前
記ブラシレス電動機の巻線に流れる電流が前記過電流検
出値を超えたとき、前記電動送風機の回転を停止させ
る。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の電動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記電動送
風機の起動時に、前記電流制御信号を単調減少させ、前
記ＰＷＭ信号のパルス幅を単調増加させる。
載の電動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記電動送
風機の起動時に、前記電流制御信号を単調減少させ、前
記ＰＷＭ信号のパルス幅を単調増加させる。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の電動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記回
転位置検出手段の検出信号のエッジをトリガにして前記
割込処理をする。
３記載の電動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記回
転位置検出手段の検出信号のエッジをトリガにして前記
割込処理をする。
【００１０】請求項５記載の発明は、請求項４記載の電
動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記ＰＷＭ制御回
路は、主に、マイクロプロセッサから構成され、前記割
込処理中に、前記回転位置検出手段の検出信号を入力す
る前記マイクロプロセッサの端子の機能を切替える。
動送風機のＰＷＭ制御回路において、前記ＰＷＭ制御回
路は、主に、マイクロプロセッサから構成され、前記割
込処理中に、前記回転位置検出手段の検出信号を入力す
る前記マイクロプロセッサの端子の機能を切替える。
【００１１】請求項６記載の発明は、ブラシレス電動機
と、このブラシレス電動機に連結された送風機と、前記
ブラシレス電動機の回転位置を検出する回転位置検出手
段と、この回転位置検出手段から得られる検出値に基づ
いてパルス信号を発生させるＰＷＭ制御回路と、前記パ
ルス信号に基づいて前記ブラシレス電動機を駆動するイ
ンバータ回路と、を備えた電動送風機において、前記Ｐ
ＷＭ制御回路は、搬送波信号を出力する搬送波発生手段
と、前記搬送波信号と電流制御信号とを入力して比較し
ＰＷＭ信号を出力する比較手段と、前記ブラシレス電動
機の起動時に、前記ブラシレス電動機の回転位置検出処
理を含む割込処理の中で、前記パルス信号のパルス幅を
増加させる手段と、を有している。
と、このブラシレス電動機に連結された送風機と、前記
ブラシレス電動機の回転位置を検出する回転位置検出手
段と、この回転位置検出手段から得られる検出値に基づ
いてパルス信号を発生させるＰＷＭ制御回路と、前記パ
ルス信号に基づいて前記ブラシレス電動機を駆動するイ
ンバータ回路と、を備えた電動送風機において、前記Ｐ
ＷＭ制御回路は、搬送波信号を出力する搬送波発生手段
と、前記搬送波信号と電流制御信号とを入力して比較し
ＰＷＭ信号を出力する比較手段と、前記ブラシレス電動
機の起動時に、前記ブラシレス電動機の回転位置検出処
理を含む割込処理の中で、前記パルス信号のパルス幅を
増加させる手段と、を有している。
【００１２】請求項７記載の発明は、請求項６記載の電
動送風機において、前記ブラシレス電動機の巻線に流れ
る電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段に
よって検出した電流値が、起動時の前記ブラシレス電動
機の突入電流よりも大きな過電流検出値を超えたとき
に、前記ブラシレス電動機の回転を停止させる手段と、
を有している。
動送風機において、前記ブラシレス電動機の巻線に流れ
る電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段に
よって検出した電流値が、起動時の前記ブラシレス電動
機の突入電流よりも大きな過電流検出値を超えたとき
に、前記ブラシレス電動機の回転を停止させる手段と、
を有している。
【００１３】請求項８記載の発明は、請求項６又は７記
載の電動送風機において、前記ＰＷＭ制御回路が、前記
ブラシレス電動機の起動時に、前記電流制御信号を単調
減少させる手段と、前記パルス幅を単調増加させる手段
と、を有する。
載の電動送風機において、前記ＰＷＭ制御回路が、前記
ブラシレス電動機の起動時に、前記電流制御信号を単調
減少させる手段と、前記パルス幅を単調増加させる手段
と、を有する。
【００１４】請求項９記載の発明は、請求項６，７又は
８記載の電動送風機において、前記回転位置検出手段の
検出信号のエッジをトリガにして前記割込処理をする手
段を有する。
８記載の電動送風機において、前記回転位置検出手段の
検出信号のエッジをトリガにして前記割込処理をする手
段を有する。
【００１５】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
電動送風機において、前記ＰＷＭ制御回路はマイクロプ
ロセッサを備え、前記割込処理中に、前記回転位置検出
手段の検出信号を入力する前記マイクロプロセッサの端
子の機能を切替える手段を有する。
電動送風機において、前記ＰＷＭ制御回路はマイクロプ
ロセッサを備え、前記割込処理中に、前記回転位置検出
手段の検出信号を入力する前記マイクロプロセッサの端
子の機能を切替える手段を有する。
【００１６】請求項１１記載の発明の電気掃除機は、請
求項１ないし５の何れか一記載のＰＷＭ制御回路を搭載
したことを特徴とする。
求項１ないし５の何れか一記載のＰＷＭ制御回路を搭載
したことを特徴とする。
【００１７】請求項１２記載の発明の電気掃除機は、請
求項６ないし１０の何れか一記載の電動送風機を搭載し
たことを特徴とする。
求項６ないし１０の何れか一記載の電動送風機を搭載し
たことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１ない
し図１１に基づいて説明する。図１は、電動送風機１の
駆動制御回路２を示す回路図である。この駆動制御回路
２は、電源部３を駆動源として高周波駆動されるインバ
ータ回路としてのインバータ回路部４から発生する高周
波電流によって電動送風機１のブラシレス電動機５を回
転駆動するという動作原理を備え、マイクロプロセッサ
６を含むＰＷＭ（ＰＷＭ：Ｐulse Ｗidth Ｍodulatio
n、パルス幅変調）制御回路としてのＰＷＭ制御部７に
よってインバータ回路部４を駆動制御するような回路構
成となっている。以下、各部の詳細を説明する。
し図１１に基づいて説明する。図１は、電動送風機１の
駆動制御回路２を示す回路図である。この駆動制御回路
２は、電源部３を駆動源として高周波駆動されるインバ
ータ回路としてのインバータ回路部４から発生する高周
波電流によって電動送風機１のブラシレス電動機５を回
転駆動するという動作原理を備え、マイクロプロセッサ
６を含むＰＷＭ（ＰＷＭ：Ｐulse Ｗidth Ｍodulatio
n、パルス幅変調）制御回路としてのＰＷＭ制御部７に
よってインバータ回路部４を駆動制御するような回路構
成となっている。以下、各部の詳細を説明する。
【００１９】電源部３において、商用交流電源ＰＳから
の交流電圧は、整流回路８及び平滑コンデンサ９による
整流平滑作用により直流電圧に変換され、このような直
流電圧の態様でインバータ回路部４に供給される。
の交流電圧は、整流回路８及び平滑コンデンサ９による
整流平滑作用により直流電圧に変換され、このような直
流電圧の態様でインバータ回路部４に供給される。
【００２０】インバータ回路部４は、６個の半導体スイ
ッチング素子（スイッチング素子）、例えばパワートラ
ンジスタを３相ブリッジ接続すると共に、各パワートラ
ンジスタと並列にダイオードを接続した構成になってい
る。このインバータ回路部４は、マイクロプロセッサ６
を主体とするＰＷＭ制御部７によって出力されるＰＷＭ
信号に基づいて制御され、交流電流を電動機５の電機子
巻線１０に供給する。
ッチング素子（スイッチング素子）、例えばパワートラ
ンジスタを３相ブリッジ接続すると共に、各パワートラ
ンジスタと並列にダイオードを接続した構成になってい
る。このインバータ回路部４は、マイクロプロセッサ６
を主体とするＰＷＭ制御部７によって出力されるＰＷＭ
信号に基づいて制御され、交流電流を電動機５の電機子
巻線１０に供給する。
【００２１】ブラシレス電動機５は、３相のブラシレス
ＤＣ電動機で、２極対の永久磁石１１が埋設された回転
子１２と、複数の電機子巻線１０を有する固定子１３と
を備える。回転子１２のコアは、高い透磁率を有する珪
素鋼等からなっている。
ＤＣ電動機で、２極対の永久磁石１１が埋設された回転
子１２と、複数の電機子巻線１０を有する固定子１３と
を備える。回転子１２のコアは、高い透磁率を有する珪
素鋼等からなっている。
【００２２】ここで、電動送風機１の駆動制御回路２
は、回転子１２の回転位置を検出するための回転位置検
出手段としての回転子位置検出手段１４を備える。この
ような回転子位置検出手段１４としては、電気角の１２
０°間隔で設置した３つの磁気センサが用いられてい
る。磁気センサとしては、ホールセンサやホールＩＣ等
がある。また、実施に際しては、その他の回転子位置検
出手段１４として、光学式パルスエンコーダを使用する
構造、電流を流さない非通電期間に電機子巻線１０に誘
起される電圧を電圧位相検出手段によって検出する構造
などが使用可能である。このような回転子位置検出手段
１４によって、回転子１２の一定間隔毎の磁極位置を検
出し、ＰＷＭ制御部７のマイクロプロセッサ６は、その
検出情報である磁極位置を用いて回転子１２の回転速度
や、各相の通流タイミングを演算して、固定子１３の電
機子巻線１０に適切な電流を与え、回転磁界を発生させ
る構造となっている。
は、回転子１２の回転位置を検出するための回転位置検
出手段としての回転子位置検出手段１４を備える。この
ような回転子位置検出手段１４としては、電気角の１２
０°間隔で設置した３つの磁気センサが用いられてい
る。磁気センサとしては、ホールセンサやホールＩＣ等
がある。また、実施に際しては、その他の回転子位置検
出手段１４として、光学式パルスエンコーダを使用する
構造、電流を流さない非通電期間に電機子巻線１０に誘
起される電圧を電圧位相検出手段によって検出する構造
などが使用可能である。このような回転子位置検出手段
１４によって、回転子１２の一定間隔毎の磁極位置を検
出し、ＰＷＭ制御部７のマイクロプロセッサ６は、その
検出情報である磁極位置を用いて回転子１２の回転速度
や、各相の通流タイミングを演算して、固定子１３の電
機子巻線１０に適切な電流を与え、回転磁界を発生させ
る構造となっている。
【００２３】また、電動送風機１の駆動制御回路２は、
ブラシレス電動機５における電機子巻線１０に流れる電
流を検出する電機子電流検出手段１５を備える。この電
機子電流検出手段１５は、ブラシレス電動機５における
電機子巻線１０に流れる電流を検出する検出手段として
構成されている。このような電機子電流検出手段１５
は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の巻線に流れる電流、Ｉｕ、Ｉ
ｖ、Ｉｗを検知するための３つの電流センサや、３つの
抵抗の両端電圧をＰＷＭ制御部７で検出する回路によっ
て構成されている。
ブラシレス電動機５における電機子巻線１０に流れる電
流を検出する電機子電流検出手段１５を備える。この電
機子電流検出手段１５は、ブラシレス電動機５における
電機子巻線１０に流れる電流を検出する検出手段として
構成されている。このような電機子電流検出手段１５
は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の巻線に流れる電流、Ｉｕ、Ｉ
ｖ、Ｉｗを検知するための３つの電流センサや、３つの
抵抗の両端電圧をＰＷＭ制御部７で検出する回路によっ
て構成されている。
【００２４】さらに、電動送風機１の駆動制御回路２
は、電機子巻線１０に流れる電流を検出する前記とは別
の手段として、インバータ回路部４に流れる電流Ｉｉｎ
を検出するインバータ回路電流検出手段１６と、インバ
ータ回路部４への入力電圧Ｖｄｃを検出するインバータ
回路入力電圧検出手段１７とを備える。インバータ回路
電流検出手段１６は、電機子巻線１０に流れる電流を検
出する前記とは別の手段として、インバータ回路部４に
流れる電流Ｉｉｎを検出する物理量検出手段として構成
されている。このようなインバータ回路電流検出手段１
６は、電流センサや、整流回路８と平滑コンデンサ９と
の間に介在接続された抵抗の両端電圧をＰＷＭ制御部７
で検出する回路によって構成されている。
は、電機子巻線１０に流れる電流を検出する前記とは別
の手段として、インバータ回路部４に流れる電流Ｉｉｎ
を検出するインバータ回路電流検出手段１６と、インバ
ータ回路部４への入力電圧Ｖｄｃを検出するインバータ
回路入力電圧検出手段１７とを備える。インバータ回路
電流検出手段１６は、電機子巻線１０に流れる電流を検
出する前記とは別の手段として、インバータ回路部４に
流れる電流Ｉｉｎを検出する物理量検出手段として構成
されている。このようなインバータ回路電流検出手段１
６は、電流センサや、整流回路８と平滑コンデンサ９と
の間に介在接続された抵抗の両端電圧をＰＷＭ制御部７
で検出する回路によって構成されている。
【００２５】また、インバータ回路入力電圧検出手段１
７は、インバータ回路部４への入力電圧Ｖｄｃを検出す
る物理量検出手段として構成されている。このようなイ
ンバータ回路入力電圧検出手段１７は、整流回路８と平
滑コンデンサ９によって整流平滑されてインバータ回路
部４に入力される入力電圧ＶｄｃをＰＷＭ制御部７で検
出する回路によって構成されている。
７は、インバータ回路部４への入力電圧Ｖｄｃを検出す
る物理量検出手段として構成されている。このようなイ
ンバータ回路入力電圧検出手段１７は、整流回路８と平
滑コンデンサ９によって整流平滑されてインバータ回路
部４に入力される入力電圧ＶｄｃをＰＷＭ制御部７で検
出する回路によって構成されている。
【００２６】図２は、遠心型の送風機１８の羽根車２１
の形状を示す概略図である。このような遠心型の送風機
１８は、電気掃除機用として、従来から広く使用されて
いる。羽根車２１は、主板２２、側板２３及び複数の羽
根２４から構成されており、羽根２４には複数の凸部が
設けられていて、主板２２と側板２３に設けられた穴に
嵌合し加締られて、各々が固定される。
の形状を示す概略図である。このような遠心型の送風機
１８は、電気掃除機用として、従来から広く使用されて
いる。羽根車２１は、主板２２、側板２３及び複数の羽
根２４から構成されており、羽根２４には複数の凸部が
設けられていて、主板２２と側板２３に設けられた穴に
嵌合し加締られて、各々が固定される。
【００２７】次いで、ＰＷＭ制御部７におけるブラシレ
ス電動機５の制御について説明する。ここでは、上述し
た電動送風機１のハードウエア構成を共有する制御につ
いて説明する。
ス電動機５の制御について説明する。ここでは、上述し
た電動送風機１のハードウエア構成を共有する制御につ
いて説明する。
【００２８】図３は本実施の形態の機能ブロック図であ
る。ＰＷＭ制御部７が備えるマイクロプロセッサ６は、
各種演算処理を実行して各部を集中制御するＣＰＵと各
種のメモリとを備えるマイクロコンピュータ（図示せ
ず）であり、メモリに格納された動作プログラムに従い
所定の演算処理と各種信号の入出力処理とを実行し、こ
れによって各部を制御する。図３に示す機能ブロック図
は、主に、そのようなマイクロプロセッサ６の機能をブ
ロック図化して示している。
る。ＰＷＭ制御部７が備えるマイクロプロセッサ６は、
各種演算処理を実行して各部を集中制御するＣＰＵと各
種のメモリとを備えるマイクロコンピュータ（図示せ
ず）であり、メモリに格納された動作プログラムに従い
所定の演算処理と各種信号の入出力処理とを実行し、こ
れによって各部を制御する。図３に示す機能ブロック図
は、主に、そのようなマイクロプロセッサ６の機能をブ
ロック図化して示している。
【００２９】ＰＷＭ制御部７は、外部指令部２０から出
される指令に基づいて、基本的に電動送風機１のブラシ
レス電動機５の回転子１２の磁極位置を検出し、各相へ
の通流タイミングをとり、ＰＷＭ信号を出力する。
される指令に基づいて、基本的に電動送風機１のブラシ
レス電動機５の回転子１２の磁極位置を検出し、各相へ
の通流タイミングをとり、ＰＷＭ信号を出力する。
【００３０】このようなＰＷＭ制御部７を構成する機能
要素として、ＰＷＭ制御部７は、回転子１２の磁極位
置、インバータ回路入力電圧及び電流などの電動送風機
１に係る物理量の検出部２５，３３，３４、通流タイミ
ング制御部２６、回転速度演算部２８、回転速度制御部
２９、電流制御部３１、搬送波発生部３０、及び比較部
３２を備えており、マイクロプロセッサ６で処理され
る。また、これらはソフトウエア処理することも可能で
ある。ソフトウエア処理の利点は、電動送風機１の用途
に応じて、ハードウエアを変更することなく、その機能
を容易に変更することができることである。
要素として、ＰＷＭ制御部７は、回転子１２の磁極位
置、インバータ回路入力電圧及び電流などの電動送風機
１に係る物理量の検出部２５，３３，３４、通流タイミ
ング制御部２６、回転速度演算部２８、回転速度制御部
２９、電流制御部３１、搬送波発生部３０、及び比較部
３２を備えており、マイクロプロセッサ６で処理され
る。また、これらはソフトウエア処理することも可能で
ある。ソフトウエア処理の利点は、電動送風機１の用途
に応じて、ハードウエアを変更することなく、その機能
を容易に変更することができることである。
【００３１】このＰＷＭ制御部７の基本機能は、電流制
御部３１において、外部指令部２０から与えられる電流
指令値Ｉｉｎ＊及び電動送風機１に関する物理量の検出
値に基づいて、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊が生成され、
この電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊は、ＰＷＭ発生部として
の比較部３２に比較入力され、比較基準として搬送波発
生部３０から三角波信号が与えられることによって比較
部３２の出力にＰＷＭ信号が取り出される。そして、こ
のＰＷＭ信号と、磁極位置検出部２５の検出値に基づく
通流タイミング制御部２６から与えられる各相への通流
タイミング信号とにより、適切なＰＷＭ信号を発生させ
る。
御部３１において、外部指令部２０から与えられる電流
指令値Ｉｉｎ＊及び電動送風機１に関する物理量の検出
値に基づいて、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊が生成され、
この電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊は、ＰＷＭ発生部として
の比較部３２に比較入力され、比較基準として搬送波発
生部３０から三角波信号が与えられることによって比較
部３２の出力にＰＷＭ信号が取り出される。そして、こ
のＰＷＭ信号と、磁極位置検出部２５の検出値に基づく
通流タイミング制御部２６から与えられる各相への通流
タイミング信号とにより、適切なＰＷＭ信号を発生させ
る。
【００３２】こうして生成されたＰＷＭ信号を受けてド
ライブ回路１９によってインバータ回路部４における半
導体スイッチング素子が選択的に駆動制御され、これに
よって高周波の電圧出力が電動機５の電機子巻線１０に
供給されてブラシレス電動機５が駆動される。
ライブ回路１９によってインバータ回路部４における半
導体スイッチング素子が選択的に駆動制御され、これに
よって高周波の電圧出力が電動機５の電機子巻線１０に
供給されてブラシレス電動機５が駆動される。
【００３３】次に、回転速度制御部２９の機能について
説明する。回転速度制御部２９では、回転子１２の回転
子位置検出手段１４によって検出される角度とその経過
時間から算出される回転速度演算値Ｒが、機械的強度な
どから決まる回転子１２の上限回転速度とを比較し、回
転速度演算値Ｒが上限回転速度を越えた場合、回転速度
を上限回転速度内に抑えるように制御する。
説明する。回転速度制御部２９では、回転子１２の回転
子位置検出手段１４によって検出される角度とその経過
時間から算出される回転速度演算値Ｒが、機械的強度な
どから決まる回転子１２の上限回転速度とを比較し、回
転速度演算値Ｒが上限回転速度を越えた場合、回転速度
を上限回転速度内に抑えるように制御する。
【００３４】また、回転速度制御部２９では、例えば、
比例積分制御系となっており、外部指令部２０の指令に
基づいてマイクロプロセッサ６が各種の駆動モードを認
識し、各駆動モードに応じて認識される回転速度指令値
Ｒｉｎ＊から、回転子１２の回転子位置検出手段１４に
よって検出される角度とその経過時間から算出される回
転速度演算値Ｒとを減算し、その減算結果を参照しつ
つ、（１）式のような式を用いて回転速度出力値Ｒｏｕ
ｔ＊を得る。
比例積分制御系となっており、外部指令部２０の指令に
基づいてマイクロプロセッサ６が各種の駆動モードを認
識し、各駆動モードに応じて認識される回転速度指令値
Ｒｉｎ＊から、回転子１２の回転子位置検出手段１４に
よって検出される角度とその経過時間から算出される回
転速度演算値Ｒとを減算し、その減算結果を参照しつ
つ、（１）式のような式を用いて回転速度出力値Ｒｏｕ
ｔ＊を得る。
【００３５】 Ｒｏｕｔ＊k ＝Ｒｏｕｔ＊k-1＋Ｋp（Ｅk−Ｅk-1）＋Ｋi・Ｔ・Ｅk-1 … （１） （１）式中、Ｒｏｕｔ＊は回転速度出力値、Ｅは回転速
度指令値Ｒｉｎ＊と回転速度演算値Ｒとの誤差、Ｋｐは
比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｔは回転速度の検出周
期を各々示す。
度指令値Ｒｉｎ＊と回転速度演算値Ｒとの誤差、Ｋｐは
比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｔは回転速度の検出周
期を各々示す。
【００３６】そして、電流制御部３１では、回転速度制
御部２９から与えられる回転速度制御出力値Ｒｏｕｔ＊
及び電動送風機１に関する物理量の検出値に基づいて電
流制御出力値Ｉｏｕｔ＊が生成される。この電流制御出
力値Ｉｏｕｔ＊は、ＰＷＭ波形発生部としての比較部３
２に比較入力され、比較基準として搬送波発生部３０か
らの三角波信号が与えられることによって比較部３２の
出力にＰＷＭ波形が取り出される。そして、このＰＷＭ
波形と、通流タイミング制御部２６から与えられる各相
への通流タイミングとにより、適切なＰＷＭ信号を発生
させる。
御部２９から与えられる回転速度制御出力値Ｒｏｕｔ＊
及び電動送風機１に関する物理量の検出値に基づいて電
流制御出力値Ｉｏｕｔ＊が生成される。この電流制御出
力値Ｉｏｕｔ＊は、ＰＷＭ波形発生部としての比較部３
２に比較入力され、比較基準として搬送波発生部３０か
らの三角波信号が与えられることによって比較部３２の
出力にＰＷＭ波形が取り出される。そして、このＰＷＭ
波形と、通流タイミング制御部２６から与えられる各相
への通流タイミングとにより、適切なＰＷＭ信号を発生
させる。
【００３７】そして前記同様に、生成されたＰＷＭ信号
を受けてドライブ回路１９によってインバータ回路部４
における半導体スイッチング素子が選択的に駆動制御さ
れ、これによって高周波の電圧出力がブラシレス電動機
５の電機子巻線１９に供給されてブラシレス電動機５が
駆動される。
を受けてドライブ回路１９によってインバータ回路部４
における半導体スイッチング素子が選択的に駆動制御さ
れ、これによって高周波の電圧出力がブラシレス電動機
５の電機子巻線１９に供給されてブラシレス電動機５が
駆動される。
【００３８】このような構成において、電動送風機１を
構成するブラシレス電動機５は、インバータ回路部４か
らの電流によって回転駆動され、これによって羽根車２
１が回転する。電動送風機１は、羽根車２１の回転によ
って流体、例えば空気を吸引する。この際、ブラシレス
電動機５は、外部指令部２０の状態、ブラシレス電動機
５の回転子１２の回転位置、インバータ回路部４に流れ
る電流等に応じて最適な状態で回転駆動される。
構成するブラシレス電動機５は、インバータ回路部４か
らの電流によって回転駆動され、これによって羽根車２
１が回転する。電動送風機１は、羽根車２１の回転によ
って流体、例えば空気を吸引する。この際、ブラシレス
電動機５は、外部指令部２０の状態、ブラシレス電動機
５の回転子１２の回転位置、インバータ回路部４に流れ
る電流等に応じて最適な状態で回転駆動される。
【００３９】図４は、ＰＷＭの搬送波信号及びＰＷＭ制
御部７から出力されるＰＷＭ信号の関係を示すタイミン
グチャートである。マイクロプロセッサ６は、或る決め
られた周期で割込信号を発生させるか、又は、外部から
割込信号を受け、この割込信号をトリガとして回転位置
検出を含む割込処理を始める。そして前述したように、
回転速度演算、回転速度制御、各物理量の検出、電流制
御などを処理し、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊を演算す
る。
御部７から出力されるＰＷＭ信号の関係を示すタイミン
グチャートである。マイクロプロセッサ６は、或る決め
られた周期で割込信号を発生させるか、又は、外部から
割込信号を受け、この割込信号をトリガとして回転位置
検出を含む割込処理を始める。そして前述したように、
回転速度演算、回転速度制御、各物理量の検出、電流制
御などを処理し、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊を演算す
る。
【００４０】そして、この電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊
は、ＰＷＭ発生部としての比較部３２に比較入力され、
比較基準として搬送波発生部３０から周期Ｔｐの搬送波
が与えられることによって比較部３２の出力にＰＷＭ波
形が取り出される。図４に示す例では、搬送波信号の値
が、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊以上になると、ＰＷＭ信
号がアクティブになる。よって、このＰＷＭ信号の出力
周期もＴｐになる。このようにして、電流制御部３１の
出力値を、パルス幅に反映し、電機子巻線１０に流れる
電流量を制御することによって、所望の出力の電動送風
機１を得るようにする。
は、ＰＷＭ発生部としての比較部３２に比較入力され、
比較基準として搬送波発生部３０から周期Ｔｐの搬送波
が与えられることによって比較部３２の出力にＰＷＭ波
形が取り出される。図４に示す例では、搬送波信号の値
が、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊以上になると、ＰＷＭ信
号がアクティブになる。よって、このＰＷＭ信号の出力
周期もＴｐになる。このようにして、電流制御部３１の
出力値を、パルス幅に反映し、電機子巻線１０に流れる
電流量を制御することによって、所望の出力の電動送風
機１を得るようにする。
【００４１】なお、搬送波発生部３０からの搬送波の周
期Ｔｐは可変であり、また、搬送波の値は、所望なタイ
ミングでリセット（ゼロに）することもある。例えば、
電動送風機１の各駆動モードに合わせて、割込信号が発
生した時に搬送波信号の値をリセットすると、ＰＷＭ制
御部７から出力されるパルスの数をより正確に制御する
ことができる。
期Ｔｐは可変であり、また、搬送波の値は、所望なタイ
ミングでリセット（ゼロに）することもある。例えば、
電動送風機１の各駆動モードに合わせて、割込信号が発
生した時に搬送波信号の値をリセットすると、ＰＷＭ制
御部７から出力されるパルスの数をより正確に制御する
ことができる。
【００４２】図５は、ＰＷＭ制御回路部７の主に、マイ
クロプロセッサ６における起動時の動作制御例を示すフ
ローチャートチャートである。各種レジスタやフラグの
設定、搬送波発生方法など、本発明の内容に直接的に関
連の薄い動作の記載は、省略している。
クロプロセッサ６における起動時の動作制御例を示すフ
ローチャートチャートである。各種レジスタやフラグの
設定、搬送波発生方法など、本発明の内容に直接的に関
連の薄い動作の記載は、省略している。
【００４３】このＰＷＭ制御部７において、外部指令部
２０などから与えられる指令に基づいて、まず、図５
（ａ）に示すように、起動時に（ステップＳ１）、ブラ
シレス電動機５の回転子１２の停止位置を検出する（Ｓ
２）。次に、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊の初期値Ｘ１を
設定する（Ｓ４）。この初期値Ｘ１は、目標とする設定
値Ｘｍよりも大きく設定する。そして、その電流制御出
力値Ｉｏｕｔ＊と搬送波信号とを比較し、ＰＷＭ信号を
発生させ（Ｓ５）、先に検出した回転子１２の停止位置
に基づいて、適切な相に対応するＰＷＭ信号を出力する
（Ｓ６）。このＰＷＭ信号によりインバータ回路部４が
動作し、回転子１２が回転を始める。
２０などから与えられる指令に基づいて、まず、図５
（ａ）に示すように、起動時に（ステップＳ１）、ブラ
シレス電動機５の回転子１２の停止位置を検出する（Ｓ
２）。次に、電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊の初期値Ｘ１を
設定する（Ｓ４）。この初期値Ｘ１は、目標とする設定
値Ｘｍよりも大きく設定する。そして、その電流制御出
力値Ｉｏｕｔ＊と搬送波信号とを比較し、ＰＷＭ信号を
発生させ（Ｓ５）、先に検出した回転子１２の停止位置
に基づいて、適切な相に対応するＰＷＭ信号を出力する
（Ｓ６）。このＰＷＭ信号によりインバータ回路部４が
動作し、回転子１２が回転を始める。
【００４４】その後、マイクロプロセッサ６内部のタイ
マー信号や外部からの信号により、適時、図５（ｂ）に
示すように、回転子２１の回転位置を検出する割込処理
を行い、その検出値に基づいて適切な相に対応するＰＷ
Ｍ信号を出力する（Ｓ１１〜Ｓ１９）。
マー信号や外部からの信号により、適時、図５（ｂ）に
示すように、回転子２１の回転位置を検出する割込処理
を行い、その検出値に基づいて適切な相に対応するＰＷ
Ｍ信号を出力する（Ｓ１１〜Ｓ１９）。
【００４５】本実施の形態では、起動時に、前述の回転
位置を検出する割込処理の中で（Ｓ１１，Ｓ１２）、搬
送波信号と比較する電流制御出力値を変更し、ＰＷＭ信
号のパルス幅を増加させる。このような処理は、回転位
置を検出する度に、ＰＷＭ信号のパルス幅をスムーズに
増加させることができ、電動送風機１を起動する時の突
入電流を小さくすることができる。また、電動送風機１
の回転制御に必要な回転位置検出を行う割込処理に追加
するだけでよいので、新たな割込処理を設定する必要が
なく、ソフトウエアの構成も複雑にならず、さらに、メ
モリ容量の節約になる。
位置を検出する割込処理の中で（Ｓ１１，Ｓ１２）、搬
送波信号と比較する電流制御出力値を変更し、ＰＷＭ信
号のパルス幅を増加させる。このような処理は、回転位
置を検出する度に、ＰＷＭ信号のパルス幅をスムーズに
増加させることができ、電動送風機１を起動する時の突
入電流を小さくすることができる。また、電動送風機１
の回転制御に必要な回転位置検出を行う割込処理に追加
するだけでよいので、新たな割込処理を設定する必要が
なく、ソフトウエアの構成も複雑にならず、さらに、メ
モリ容量の節約になる。
【００４６】電機子巻線１０に流れる電流は、電機子電
流検出手段１５やインバータ回路電流検出手段１６によ
って検出し、この電流検出値が、起動時の突入電流より
も大きく設定された過電流検出値を超えたとき、ブラシ
レス電動機５の回転を停止させる。これにより、駆動制
御回路２の電子部品の信頼性が向上する。
流検出手段１５やインバータ回路電流検出手段１６によ
って検出し、この電流検出値が、起動時の突入電流より
も大きく設定された過電流検出値を超えたとき、ブラシ
レス電動機５の回転を停止させる。これにより、駆動制
御回路２の電子部品の信頼性が向上する。
【００４７】図５では、時間変数ＤＥＬＡＹを使い（Ｓ
３）、起動時に、一定時間が経過する度に（Ｓ１３）、
電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊（変数）を、例えば、Ｉｏｕ
ｔ＊−２＝Ｉｏｕｔ＊というように単調に減少させ（Ｓ
１５〜Ｓ１７）、ＰＷＭ信号のパルス幅ＰＷを単調に増
加させている（Ｓ１４）。
３）、起動時に、一定時間が経過する度に（Ｓ１３）、
電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊（変数）を、例えば、Ｉｏｕ
ｔ＊−２＝Ｉｏｕｔ＊というように単調に減少させ（Ｓ
１５〜Ｓ１７）、ＰＷＭ信号のパルス幅ＰＷを単調に増
加させている（Ｓ１４）。
【００４８】この起動時の、時間、電流制御出力値Ｉｏ
ｕｔ＊及びパルス幅ＰＷの関係を図６に示す。このよう
に電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊を単調減少させ、ＰＷＭ信
号のパルス幅を単調増加させる方法は、設定が容易で、
かつ、突入電流を小さくすることができる。なお、電流
制御出力値Ｉｏｕｔ＊の単調減少の度合は、本発明の精
神を逸脱しない範囲内において多くの設定が可能である
ことは勿論である。
ｕｔ＊及びパルス幅ＰＷの関係を図６に示す。このよう
に電流制御出力値Ｉｏｕｔ＊を単調減少させ、ＰＷＭ信
号のパルス幅を単調増加させる方法は、設定が容易で、
かつ、突入電流を小さくすることができる。なお、電流
制御出力値Ｉｏｕｔ＊の単調減少の度合は、本発明の精
神を逸脱しない範囲内において多くの設定が可能である
ことは勿論である。
【００４９】図７は、回転子位置検出手段１４としてホ
ールＩＣを使用し、３つのホールＩＣを固定子１３に電
気角１２０°間隔で設置したときの、ホールＩＣの出力
信号とそのホールＩＣの信号のエッジによって割込処理
が発生している状態を示している。この方法では、回転
子２１が回転を始めれば、電気角６０°毎に自動的に割
込処理が始まり、回転位置検出処理とともにＰＷＭ信号
のパルス幅を増加させる。この割込処理は、マイクロプ
ロセッサ６でタイマー等による割込信号の作成などを行
う必要がないので、設定が簡単である。また、回転数の
上昇に伴って、割込処理の発生間隔が短くなり、逆に、
始動時の回転数が低いときは、割込処理の発生時間も長
くなるので、始動時の初めに、パルス幅の増加の度合を
緩やかにすることが容易である。
ールＩＣを使用し、３つのホールＩＣを固定子１３に電
気角１２０°間隔で設置したときの、ホールＩＣの出力
信号とそのホールＩＣの信号のエッジによって割込処理
が発生している状態を示している。この方法では、回転
子２１が回転を始めれば、電気角６０°毎に自動的に割
込処理が始まり、回転位置検出処理とともにＰＷＭ信号
のパルス幅を増加させる。この割込処理は、マイクロプ
ロセッサ６でタイマー等による割込信号の作成などを行
う必要がないので、設定が簡単である。また、回転数の
上昇に伴って、割込処理の発生間隔が短くなり、逆に、
始動時の回転数が低いときは、割込処理の発生時間も長
くなるので、始動時の初めに、パルス幅の増加の度合を
緩やかにすることが容易である。
【００５０】図８は、ホールＩＣの出力信号を入力する
マイクロプロセッサ６の端子３６ａ〜３６ｃの機能を説
明した説明図であり、図９は、割込処理中に端子３６ａ
〜３６ｃの機能を切替える動作制御を示すフローチャー
トである。端子３６ａ〜３６ｃは、まず、ホールＩＣ１
〜ホールＩＣ３の信号のエッジを検出し割込信号を発生
させる機能を与えられている。そして、その割込処理の
中で、磁極位置を検出機能に切替える（Ｓ１０）。そし
て、磁極位置検出が終わると、ホールＩＣ１〜ホールＩ
Ｃ３の信号のエッジを検出する機能に戻る（Ｓ２０）。
このように、回転子位置検出手段１４の出力信号を入力
する端子３６ａ〜３６ｃを有効に使うことによって、マ
イクロプロセッサ６とセンサとの新たな配線が必要無く
なり、また、マイクロプロセッサ６の端子３５の総数を
減らすことができる。
マイクロプロセッサ６の端子３６ａ〜３６ｃの機能を説
明した説明図であり、図９は、割込処理中に端子３６ａ
〜３６ｃの機能を切替える動作制御を示すフローチャー
トである。端子３６ａ〜３６ｃは、まず、ホールＩＣ１
〜ホールＩＣ３の信号のエッジを検出し割込信号を発生
させる機能を与えられている。そして、その割込処理の
中で、磁極位置を検出機能に切替える（Ｓ１０）。そし
て、磁極位置検出が終わると、ホールＩＣ１〜ホールＩ
Ｃ３の信号のエッジを検出する機能に戻る（Ｓ２０）。
このように、回転子位置検出手段１４の出力信号を入力
する端子３６ａ〜３６ｃを有効に使うことによって、マ
イクロプロセッサ６とセンサとの新たな配線が必要無く
なり、また、マイクロプロセッサ６の端子３５の総数を
減らすことができる。
【００５１】また、前述したＰＷＭ制御回路部７や電動
送風機１は、電気掃除機に搭載可能である。図１０は、
電気掃除機３７の外観構成を示す斜視図である。この電
気掃除機３７は、電気掃除機３７の基体をなすハウジン
グ３８に対して、先端部に吸込口体３９を着脱自在に備
えた２分割構成の延長管４０が着脱自在に接続されるホ
ース４１が着脱自在に取り付けられて構成されている。
送風機１は、電気掃除機に搭載可能である。図１０は、
電気掃除機３７の外観構成を示す斜視図である。この電
気掃除機３７は、電気掃除機３７の基体をなすハウジン
グ３８に対して、先端部に吸込口体３９を着脱自在に備
えた２分割構成の延長管４０が着脱自在に接続されるホ
ース４１が着脱自在に取り付けられて構成されている。
【００５２】ハウジング３８には、ブラシレス電動機５
と送風機１８などからなる電動送風機１が内蔵されてい
る。そして、ホース４１は、その基端が図示しない集塵
室を介して電動送風機１の吸込側に連通するようにハウ
ジング３８に接続されており、そのホース４１の先端に
は後方に向けてホース４１から分岐する形状の手元操作
部４３が設けられている。この手元操作部４３は、後方
に向けてホース４１から分岐する先端の自由端の部分が
握り部４２となっており、この握り部４２を握った操作
者の親指で操作可能な位置には操作ボタン４４が設けら
れている。その操作ボタン４４は、電動送風機１の電源
スイッチを兼ね、この電動送風機１を各々異なる駆動状
態にする複数種類の運転モードを選択設定することがで
きるように構成されている。つまり、操作ボタン４４
は、例えば、停止、弱、中、強の４段階に運転モードを
切り換える。さらに、先端部に吸込口体３９を着脱自在
に備えた２分割構成の延長管４０は、その手元操作部４
３に対して着脱自在に取り付けられている。
と送風機１８などからなる電動送風機１が内蔵されてい
る。そして、ホース４１は、その基端が図示しない集塵
室を介して電動送風機１の吸込側に連通するようにハウ
ジング３８に接続されており、そのホース４１の先端に
は後方に向けてホース４１から分岐する形状の手元操作
部４３が設けられている。この手元操作部４３は、後方
に向けてホース４１から分岐する先端の自由端の部分が
握り部４２となっており、この握り部４２を握った操作
者の親指で操作可能な位置には操作ボタン４４が設けら
れている。その操作ボタン４４は、電動送風機１の電源
スイッチを兼ね、この電動送風機１を各々異なる駆動状
態にする複数種類の運転モードを選択設定することがで
きるように構成されている。つまり、操作ボタン４４
は、例えば、停止、弱、中、強の４段階に運転モードを
切り換える。さらに、先端部に吸込口体３９を着脱自在
に備えた２分割構成の延長管４０は、その手元操作部４
３に対して着脱自在に取り付けられている。
【００５３】電気掃除機３７において、起動時間１〜３
秒程度で、電動送風機１の回転数を４００００〜５００
００ｒｐｍ程度に上げる必要がある。このような電気掃
除機３７用の電動送風機１において、回転子位置検出手
段１４の検出信号のエッジをトリガにして割込処理を行
い、その割込処理の中で、ＰＷＭ信号のパルス幅を増加
させることは大変有効である。というのも、この方法で
は、回転子２１が回転を始めれば、自動的に割込処理が
始まり、回転数の高低に伴って、割込処理の発生間隔が
変化する。即ち、始動時の回転数が低いときは、割込処
理の発生時間が長く、回転数が高いときは、割込処理の
発生間隔が短くなる。従って、起動時の突入電流が大き
くなりやすいときは、自動的にパルス幅の増加の度合が
緩やかで、突入電流を抑えることができる。さらに、突
入電流のピークが過ぎて降下し始めてからは、自動的に
パルス幅の増加の度合を加速させ、起動時間１〜３秒程
度という短い時間で、４００００〜５００００ｒｐｍと
いう高い回転数に上げることができる。
秒程度で、電動送風機１の回転数を４００００〜５００
００ｒｐｍ程度に上げる必要がある。このような電気掃
除機３７用の電動送風機１において、回転子位置検出手
段１４の検出信号のエッジをトリガにして割込処理を行
い、その割込処理の中で、ＰＷＭ信号のパルス幅を増加
させることは大変有効である。というのも、この方法で
は、回転子２１が回転を始めれば、自動的に割込処理が
始まり、回転数の高低に伴って、割込処理の発生間隔が
変化する。即ち、始動時の回転数が低いときは、割込処
理の発生時間が長く、回転数が高いときは、割込処理の
発生間隔が短くなる。従って、起動時の突入電流が大き
くなりやすいときは、自動的にパルス幅の増加の度合が
緩やかで、突入電流を抑えることができる。さらに、突
入電流のピークが過ぎて降下し始めてからは、自動的に
パルス幅の増加の度合を加速させ、起動時間１〜３秒程
度という短い時間で、４００００〜５００００ｒｐｍと
いう高い回転数に上げることができる。
【００５４】本実施の形態により、図１１に示すよう
に、突入電流を減少させることができる。
に、突入電流を減少させることができる。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、電動送風機の起動時
に、ＰＷＭ制御回路におけるブラシレス電動機の回転位
置検出処理を含む割込処理の中で、ＰＷＭ信号のパルス
幅を増加させることによって、容易に突入電流を抑える
ことができる。
に、ＰＷＭ制御回路におけるブラシレス電動機の回転位
置検出処理を含む割込処理の中で、ＰＷＭ信号のパルス
幅を増加させることによって、容易に突入電流を抑える
ことができる。
【図１】電動送風機の駆動制御回路を示す回路図であ
る。
る。
【図２】遠心型送風機の羽根車を示す概略図である。
【図３】電動送風機の制御に係るＰＷＭ制御部の構成を
示す機能ブロック図である。
示す機能ブロック図である。
【図４】ＰＷＭ信号及び搬送波信号を示すタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図５】起動時におけるＰＷＭ制御部の動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】起動時における時間、電流制御出力値Ｉｏｕｔ
＊及びパルス幅ＰＷの関係を示す説明図である
＊及びパルス幅ＰＷの関係を示す説明図である
【図７】磁気センサの信号と割込処理との関係を示す説
明図である。
明図である。
【図８】マイクロプロセッサの端子の機能を示す説明図
である。
である。
【図９】マイクロプロセッサの端子の機能変更を含む割
込処理動作を示すフローチャートである。
込処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】電気掃除機の外観構成を示す斜視図である。
【図１１】突入電流及び過電流保護を示す説明図であ
る。
る。
【図１２】従来の技術における突入電流及び過電流保護
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ 電動送風機 ２ 駆動制御回路 ４ インバータ回路部 ５ ブラシレス電動機 ６ マイクロプロセッサ ７ ＰＷＭ制御回路 １０ 巻線 １４ 回転位置検出手段 １５ 電流検出手段 １８ 送風機 ３０ 搬送波発生手段 ３２ 比較手段
Claims (12)
- 【請求項１】 電動送風機を駆動するインバータ回路
を、主に、前記電動送風機のブラシレス電動機の回転位
置を検出する回転位置検出手段の検出信号と、搬送波信
号と、この搬送波信号と比較する電流制御信号と、に基
づいてＰＷＭ信号を発生させ制御するＰＷＭ制御回路に
おいて、 前記電動送風機の起動時に、当該ＰＷＭ制御回路におけ
る前記ブラシレス電動機の回転位置検出処理を含む割込
処理の中で、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を増加させるよ
うにしたことを特徴とする電動送風機のＰＷＭ制御回
路。 - 【請求項２】 前記電動送風機の起動時の突入電流より
大きな過電流検出値を設定し、前記ブラシレス電動機の
巻線に流れる電流が前記過電流検出値を超えたとき、前
記電動送風機の回転を停止させることを特徴とする請求
項１記載の電動送風機のＰＷＭ制御回路。 - 【請求項３】 前記電動送風機の起動時に、前記電流制
御信号を単調減少させ、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を単
調増加させることを特徴とする請求項１又は２記載の電
動送風機のＰＷＭ制御回路。 - 【請求項４】 前記回転位置検出手段の検出信号のエッ
ジをトリガにして前記割込処理をすることを特徴とする
請求項１，２又は３記載の電動送風機のＰＷＭ制御回
路。 - 【請求項５】 前記ＰＷＭ制御回路は、主に、マイクロ
プロセッサから構成され、前記割込処理中に、前記回転
位置検出手段の検出信号を入力する前記マイクロプロセ
ッサの端子の機能を切替えることを特徴とする請求項４
記載の電動送風機のＰＷＭ制御回路。 - 【請求項６】 ブラシレス電動機と、このブラシレス電
動機に連結された送風機と、前記ブラシレス電動機の回
転位置を検出する回転位置検出手段と、この回転位置検
出手段から得られる検出値に基づいてパルス信号を発生
させるＰＷＭ制御回路と、前記パルス信号に基づいて前
記ブラシレス電動機を駆動するインバータ回路と、を備
えた電動送風機において、 前記ＰＷＭ制御回路は、搬送波信号を出力する搬送波発
生手段と、前記搬送波信号と電流制御信号とを入力して
比較しＰＷＭ信号を出力する比較手段と、前記ブラシレ
ス電動機の起動時に、前記ブラシレス電動機の回転位置
検出処理を含む割込処理の中で、前記パルス信号のパル
ス幅を増加させる手段と、を有していることを特徴とす
る電動送風機。 - 【請求項７】 前記ブラシレス電動機の巻線に流れる電
流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段によっ
て検出した電流値が、起動時の前記ブラシレス電動機の
突入電流よりも大きな過電流検出値を超えたときに、前
記ブラシレス電動機の回転を停止させる手段と、を有し
ていることを特徴とする請求項６記載の電動送風機。 - 【請求項８】 前記ＰＷＭ制御回路が、前記ブラシレス
電動機の起動時に、前記電流制御信号を単調減少させる
手段と、前記パルス幅を単調増加させる手段と、を有す
ることを特徴とする請求項６又は７記載の電動送風機。 - 【請求項９】 前記回転位置検出手段の検出信号のエッ
ジをトリガにして前記割込処理をする手段を有すること
を特徴とする請求項６，７又は８記載の電動送風機。 - 【請求項１０】 前記ＰＷＭ制御回路はマイクロプロセ
ッサを備え、前記割込処理中に、前記回転位置検出手段
の検出信号を入力する前記マイクロプロセッサの端子の
機能を切替える手段を有することを特徴とする請求項９
記載の電動送風機。 - 【請求項１１】 請求項１ないし５の何れか一記載のＰ
ＷＭ制御回路を搭載したことを特徴とする電気掃除機。 - 【請求項１２】 請求項６ないし１０の何れか一記載の
電動送風機を搭載したことを特徴とする電気掃除機。
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