JP2004104905A - モータの制御装置並びに電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ｄｉ／ｄｔの増加を抑制することで信頼性が高く，更には安価なモータの制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】モータ２と，交流電源１からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路であるトライアック３と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段４と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてトライアックをオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段５とを備えたモータの制御装置において、制御手段５は所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御したものである。
【選択図】 図１
【解決手段】モータ２と，交流電源１からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路であるトライアック３と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段４と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてトライアックをオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段５とを備えたモータの制御装置において、制御手段５は所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御したものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，電気掃除機や空気調和機に搭載されるモータの制御装置並びに電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の一般的な位相制御を行うモータの制御装置の回路図、図１０は同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図で、図１０（ａ）は交流電源１の電圧波形，図１０（ｂ）はモータ２に印加される電圧波形を示し、図１１は同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャートである。
図９において，１は交流電源，２は交流電源１に接続されたモータ，３は交流電源１とモータ２との間に設けられ、位相制御を行うスイッチング素子であるトライアック，４は交流電源１のゼロクロス電圧のタイミングを検出するゼロクロス検出手段，５はゼロクロス検出手段４が検出した交流電源１のゼロクロス電圧に基づいてトライアック３をオン・オフ制御する制御手段である。
【０００３】
従来のモータ制御装置の位相制御の動作について図１１のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御手段５では所望された入力に対してモータ２に電圧が印加されない期間（以下，位相角と記す）Ａを決定する（ステップＳ１、Ｓ２）。
次に、制御手段５はゼロクロス検出手段４で検出されたゼロクロス電圧のタイミングから位相角Ａ後にトライアック３に信号を出力し（ステップＳ３、Ｓ４），トライアック３は位相角Ａの分のみ電圧をオフするように制御する（ステップＳ５）。
【０００４】
図１０の位相制御の動作タイミングの波形図に示すように，ゼロクロス電圧のタイミングｔ１からのオフ期間である位相角がＡに設定されている。ｔ１以降のゼロクロス電圧のタイミングｔ２〜ｔ８の後においても位相角はＡに設定されており，モータ２の所望入力に対して位相角は常にＡに保たれている。
また、位相角Ａの大きさを変化させることにより，モータ２に印加される電圧の平均値が変化し，モータの入力・出力・回転数を制御することができる。
【０００５】
また、位相角を一定に保たない位相制御方式として，大小二つの位相角を設定し，位相角大小の変化分を制御回路の最小分解能分に設定することで，なめらかな制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
更に別の制御方式では，位相制御を行わずに交流電源電圧をそのまま印加させるゼロボルト制御（位相角０度と同等）と通常の位相制御である位相角Ａ固定の制御を電源電圧の一周期毎に交互に切り替えて通電して，モータの制御を行っている（例えば、特許文献２参照）。
また更に別の制御方式では，二つのトライアックを用いて，電源電圧の半周期毎に通電させるトライアックを順次切り替え，第一のトライアックと直列にチョークコイルを接続することにより，モータへの突入電流を抑制するように制御していた（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−７６１９７号公報（第２〜３頁、図２）
【特許文献２】
特開平１１−７５３９３号公報（第４〜５頁、図３）
【特許文献３】
特開平６−７０８７５号公報（第３〜４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図９〜図１１に示す従来のモータの制御装置では、所望されたモータ入力を得るための位相角を設定する際，位相角９０度の付近では，通電時の電位差が大きいため，モータ２に流れる電流の変化分が大きくなり，微少時間における電流変化分（以下，ｄｉ／ｄｔと記す）が大きくなる。
従って、従来の位相制御を行うモータの制御装置を電気掃除機などに使われているブラシと整流子を用いたユニバーサルモータに適用した場合，ｄｉ／ｄｔの増加に伴いブラシ・整流子の切替時に発生する火花が増大し，ブラシの寿命が低下するなどの問題があった。
また急峻な電流変化によりトライアック３にストレスが発生して誤動作および損傷を引き起こすなどの問題点があった。
【０００８】
また、特許文献１に示す制御方式では、最小分解能の位相角変化を行っているため，位相角９０度付近では例えば９０度と９１度の二つの位相角の組合せになるため，モータのｄｉ／ｄｔを抑制することができず，ブラシの寿命を改善することはできなかった。
【０００９】
更に、特許文献２に示す制御方式では，所望入力を得るための位相角が４５度の場合は，位相角０度であるゼロボルト制御を組合せの一方式として用いているため，もう一方の位相角は９０度になり，その場合，モータのｄｉ／ｄｔを抑制することができずにブラシ寿命が悪化していた。また組合せの周期を一周期毎ではなく，複数周期毎で切り替える方式もあるが，この場合，組合せの１パターンの周期が長くなることにより，モータから低周波数の振動が発生する。この制御装置を電気掃除機に搭載させると，モータからの低周波の振動が床面に伝達され，振動・騒音を引き起こす問題があった。
【００１０】
また更に、特許文献２に示す制御方式では、重量の大きなチョークコイルを用いているため，移動式の電気掃除機に搭載するのは困難である。更に，スイッチング素子であるトライアックを二つ用いており，かつ高価なチョークコイルを用いているため，電気掃除機が非常に高価になっていた。
【００１１】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、ｄｉ／ｄｔの増加を抑制することで信頼性が高く，更には安価なモータの制御装置並びに電気掃除機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るモータの制御装置は，モータと，交流電源からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてスイッチング回路をオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段とを備えたモータの制御装置において、前記制御手段は所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１のモータ制御装置の回路図、図２は同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図で、図２（ａ）は交流電源１の電圧波形，図２（ｂ）はモータ２に印加される電圧波形を示し、図３は同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャート、図４は同モータの制御装置のモータ制御時の特性を示すグラフで、位相角に対するモータ入力及びモータ電流のｄｉ／ｄｔ最大値の特性を表している。
図１において、１は交流電源，２は交流電源１に接続されたモータ，３は交流電源１とモータ２との間に設けられ、位相制御を行うスイッチング素子であるトライアック，４は交流電源１のゼロクロス電圧のタイミングを検出するゼロクロス検出手段，５はゼロクロス検出手段４が検出した交流電源１のゼロクロス電圧に基づいてトライアック３をオン・オフ制御する制御手段であり、従来例で説明した図９と同様の構成である。
【００１４】
この発明の実施の形態１のモータ制御装置の位相制御の動作について図３のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御手段５では所望された入力に対して固定位相角であるＡを決定する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。その後，固定位相角Ａより大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃを決定する（ステップＳ１３）。ここで位相角ＢとＣの関係は平均位相角が固定位相角Ａとほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ＋Ｃ）／２＝Ａ程度になるように設定する。
制御手段５はゼロクロス検出手段４で検出されたゼロクロス電圧のタイミングから位相角Ｂ後にトライアック３に信号を出力し（ステップＳ１４、Ｓ１５），トライアック３は位相角Ｂの分のみ電圧をオフする（ステップＳ１６）。
【００１５】
ゼロクロス電圧のタイミングを２回検出した後，即ち交流電源１の一周期の後に制御手段５はゼロクロス電圧のタイミングから位相角Ｃ後にトライアック３に信号を出力し（ステップＳ１７），トライアック３は位相角Ｃのみ電圧をオフする（ステップＳ１８）。
図２の位相制御の動作タイミングを示す波形図に示すように、交流電源１の一周期毎に位相角Ｂと位相角Ｃを交互に切り替えるように制御する。
このように、電源の一周期毎に位相角を変化させているため，モータ２に印加される平均位相角は（Ｂ＋Ｃ）／２になる。位相角Ｂ及びＣを交流電源１の一周期毎に交互に変化させて平均位相角を任意に設定することにより，モータ２に印加される平均電圧が制御され，所望のモータ入力を得ることができる。
【００１６】
また、図４のグラフに示す位相角に対するモータ入力およびモータ電流のｄｉ／ｄｔ最大値の特性を見ると、例えば，モータ入力を８５０Ｗに制御させる場合，所望入力を得るために従来のモータの制御装置の位相制御における固定位相角Ａは９０度になる。位相角９０度の時はモータ２に印加させる電圧が急峻に変化するため，モータ２に流れる電流のｄｉ／ｄｔが最も大きくなる。図４のグラフに示す例において，位相角９０度の時のｄｉ／ｄｔ最大値は２８０００Ａ／ｓｅｃである。
ここで，この発明の実施の形態１のように、固定位相角Ａより大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃについて、例えば位相角Ｂを１２０度に，位相角Ｃを６０度に設定し，電源の一周期毎に位相角ＢおよびＣを交互に変化させると，モータ２に印加される平均位相角は（１２０＋６０）／２＝９０度になり，位相角９０度に固定した従来のモータの制御装置の位相制御の場合と同等のモータ入力８５０Ｗを得ることができる。
【００１７】
上述のように、位相角Ｂを１２０度に，位相角Ｃを６０度に設定し，電源の一周期毎に位相角ＢおよびＣを交互に変化させる位相制御を行ったとしても、最も大きな位相角９０度を用いていないので，急峻な電圧変化を抑制することができ，モータ２に流れる電流のｄｉ／ｄｔ最大値を２２０００Ａ／ｓｅｃに低減することが可能となる。
電気掃除機などに搭載されているブラシを用いたユニバーサルモータの入力制御としてこの発明の実施の形態１における本制御方式を用いた場合，従来の位相角を固定した位相制御方式に比べてモータに流れる電流のｄｉ／ｄｔを抑制することができるため，ブラシと整流子の切替時に発生する火花を抑制することでブラシの整流特性が改善し，ブラシの寿命を改善することができる。
【００１８】
また従来の位相角を固定した位相制御方式で制御を行った場合，特定周波数成分の電流歪みにより，モータから振動・騒音を発生することがあったが，この実施の形態１のように大小二つの位相角を交互に用いることにより，特定周波数成分の振動・騒音が分散し，低振動および低騒音なモータの制御方式を得ることができる。
ここで，位相角Ｂを１５０度，Ｃを３０度に設定した場合においても，平均位相角は９０度になるため，所望入力８５０Ｗを得ることが可能である。この場合，ｄｉ／ｄｔを更に抑制することができ，ブラシの整流特性も更に改善する。
【００１９】
図４のグラフに示すように，モータ電流のｄｉ／ｄｔは位相角９０度の時に最大となり，位相角９０度から離れるにしたがってｄｉ／ｄｔが小さくなる。そのため，大きい方の位相角Ｂを１００度より大きい角度，好ましくは１２０度以上に設定し，小さい方の位相角Ｃを８０度より小さい角度，好ましくは６０度以下に設定することにより，ｄｉ／ｄｔを大幅に抑制することが可能になる。
このようにこの発明の実施の形態１のモータの制御装置における位相角Ｂ及びＣを交流電源１の一周期毎に変化させる本制御方式を用いることにより，ブラシ寿命を改善できるため，信頼性の高いモータの制御方式を得ることができる。
さらに、スイッチング素子にトライアックを用いているため、安価で制御が簡単なモータの制御方式を得ることができる。
【００２０】
本実施の形態１では位相角Ｂ及びＣを交流電源１の一周期毎に変化させた場合について説明したが，変化させる周期数はいくつでも同様の効果が得られる。
しかし，周期数が大きくなりすぎると低周波数の振動を発生する可能性があるため，大きすぎるのは好ましくない。従って、交流電源１の一周期または半周期毎に変化させるのが望ましい。
また、本実施の形態１ではモータの入力制御について説明したが，モータの出力制御および回転数制御についても本制御方式を行うことで，同様の効果が得られる。
さらに、電気掃除機に搭載されているモータに本制御方式で制御することにより，長寿命で信頼性の高い電気掃除機を得ることができる。また空気調和機に搭載されているモータに本制御方式を採用した場合，特定周波数の振動・騒音を低減させることができるため，特別な防音装置が不要になり，安価な空気調和機を得ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２のモータの制御装置の回路図である。
この実施の形態２は、実施の形態１で説明した図１のモータの制御装置の回路図にモータ２に流れる電流を検出する電流検出手段６を付加したものである。図５において，実施の形態１と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。
電流検出手段６によりモータ２に流れる電流を検出して，検出した電流に応じて制御手段５がトライアック３を制御するようにしたものである。
【００２２】
モータ２に流れる電流のｄｉ／ｄｔは，前述の通り位相角に応じて変化するが，負荷の大小によってもｄｉ／ｄｔは変化する。即ち、負荷が大きくなるとモータ２に流れる電流も大きくなり、モータ２に流れる電流が大きくなると、電流の変化分であるｄｉ／ｄｔも必然的に大きくなる。
従って、モータ２に流れる電流を検出すれば、負荷の大小により生じるｄｉ／ｄｔの大小を推測することができる。
そこで、この実施の形態２では、制御手段５で電流検出手段６が検出したモータ２に流れる電流から負荷の大小により生じるｄｉ／ｄｔの大小を推測し、ｄｉ／ｄｔが大きく，ブラシ寿命に影響を及ぼすようなときは，大小二つの位相角の変化分を大きくすることにより，ｄｉ／ｄｔの増加を抑制する。また、ｄｉ／ｄｔが小さい場合は位相角大小の変化分をなるべく小さくなるように制御するようにしたものである。
【００２３】
ここで、大小二つの位相角の変化分を大きくするとは、大きい位相角をＢ、小さい位相角をＣとすると、ＢとＣとの差である（Ｂ−Ｃ）を大きくすることを意味する。
これを具体的な数値で示すとすると、例えば平均位相角を９０度にした場合、負荷が小さいときは、Ｂ＝１２０度、Ｃ＝６０度として変化分を（１２０−６０）＝６０度と小さい値に設定する。また、負荷が大きくｄｉ／ｄｔが大きくなった場合、Ｂ＝１５０、Ｃ＝３０として、変化分１２０度と大きい値に設定するということである。
また、大小二つの位相角の変化分を大きくすることにより，ｄｉ／ｄｔの増加を抑制できるとする理由は、図４に示す如く、ｄｉ／ｄｔは位相角９０度が最も大きく、９０度から大小とも離れれば離れるほど、ｄｉ／ｄｔは小さくなり、変化分を大きく設定すると、位相角９０度から離れることができるからである。
【００２４】
なお、大小二つの位相角の変化分が大きくしすぎると，用途によってはモータ負荷や回転数によって回転ムラが大きくなり，振動および騒音を発生する場合があるため、ブラシ寿命に問題がないのであれば、変化分は小さい方が望ましい。
この実施の形態２では、ｄｉ／ｄｔがブラシに影響を及ぼさないレベルになるように大小位相角の変化分をなるべく小さく設定することにより、モータ２から発生する振動・騒音を低減することができ，低振動および低騒音なモータの制御装置を得るようにしたものである。
【００２５】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３のモータ制御装置の制御方式の説明図、図７は同モータの制御装置の別の制御方式の説明図で、いずれもモータの所望入力に対する位相角を説明するものである。
上述した実施の形態１は所望のモータ入力Ｗが固定され、その入力に対して固定位相角Ａを決定し、その固定位相角Ａより大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃを決定し、位相角Ｂ及びＣを交互に変化させたモータの制御方式であるが、この発明の実施の形態３は、所望のモータ入力がＷ１，Ｗ２，Ｗ３と変化した場合，大きい方の位相角ＢはＢ１に固定しておいて，小さい方の位相角ＣをＣ１，Ｃ２，Ｃ３と変化させることにより，モータ入力を制御するものである。
【００２６】
この実施の形態３を図６の制御方式の説明図に基づいて説明する。
図６に示すように、従来例では所望のモータ入力がＷ１〜Ｗ３へと変化すると、変化した入力に対して固定位相角がＡ１〜Ａ３に決定され、その決定された固定位相角でモータが制御される。
この実施の形態３では、例えば所望のモータ入力がＷ１に決定され、その決定されたモータ入力Ｗ１に対して従来例と同じように固定位相角Ａ１が決定されると、その固定位相角Ａ１より大きな位相角Ｂ１と小さな位相角Ｃ１を決定し、位相角Ｂ１及びＣ１を交互に変化させたモータの制御方式とする。このとき、位相角Ｂ１とＣ１の関係は平均位相角がＡ１とほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ１＋Ｃ１）／２＝Ａ１程度になるように設定する。この点では実施の形態１と同様である。
【００２７】
ところで、所望のモータ入力がＷ１からＷ２に変化した場合には、それに対応して変化した固定位相角Ａ２に対して大きな位相角Ｂ１は固定しておいて小さな位相角をＣ２に変化させ、位相角Ｂ１及びＣ２を交互に変化させたモータの制御方式とする。このとき、位相角Ｂ１とＣ２の関係は平均位相角がＡ２とほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ１＋Ｃ２）／２＝Ａ２程度になるように設定する。
さらに、所望のモータ入力がＷ２からＷ３に変化した場合には、それに対応して変化した固定位相角Ａ３に対して大きな位相角Ｂ１は固定しておいて小さな位相角をＣ３に変化させ、位相角Ｂ１及びＣ３を交互に変化させたモータの制御方式とする。このとき、位相角Ｂ１とＣ３の関係は平均位相角がＡ３とほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ１＋Ｃ３）／２＝Ａ３程度になるように設定するという点で実施の形態１と異なるものである。
【００２８】
このように、本実施の形態３の図６に示す制御方式では、モータの所望入力が変化した場合に、固定位相角Ａも変化することに伴い、大小２つの位相角Ｂ、Ｃのうち、一方の大きい位相角Ｂは固定し、他方の小さい位相角Ｃのみを変化させて制御するため、固定位相角Ａの変化に伴い大小２つの位相角Ｂ、Ｃをそれぞれ変化させて制御する場合の制御因子が二つとなって制御が複雑になるのに比べて制御因子は一つになり，簡単に制御することが可能になり、低コストのマイコンを用いても制御を行え，安価なモータの制御方式を得ることができる。
【００２９】
図７は実施の形態３におけるモータの制御装置の別の制御方式の説明図であり、図６と同様にモータの所望入力に対する位相角を説明するものである。
図７に示す制御方式では、所望のモータ入力ＷがＷ１〜Ｗ３の変化に対して，固定位相角ＡはＡ１〜Ａ３と変化するもの、図６に示す制御方式とは逆に、小さい方の位相角ＣをＣ１に固定し，大きい方の位相角ＢをＢ１〜Ｂ３に変化させ、位相角Ｂ１〜Ｂ３及びＣ１を交互に変化させたモータの制御方式とするものである。
【００３０】
このように、本実施の形態３の図７に示す制御方式では、モータの所望入力が変化した場合に、固定位相角Ａも変化することに伴い、大小２つの位相角Ｂ、Ｃのうち、一方の小さい位相角Ｃは固定し、他方の大きい位相角Ｂのみを変化させて制御するため、固定位相角Ａの変化に伴い大小２つの位相角Ｂ、Ｃをそれぞれ変化させて制御する場合の制御因子が二つとなって制御が複雑になるのに比べて制御因子は一つになり，簡単に制御することが可能になり、低コストのマイコンを用いても制御を行え，安価なモータの制御方式を得ることができる。
【００３１】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４のモータ制御装置のモータ制御時の特性を示すグラフで、位相角に対するモータ入力及びモータ電流のｄｉ／ｄｔ最大値の特性を表している。
この実施の形態４を図８のモータ制御時の特性を示すグラフに基づいて説明する。
図８のグラフを見ると、位相角の変化に従い電流のｄｉ／ｄｔ最大値も変化しており，例えば，位相角６０度程度まではｄｉ／ｄｔが余り高くなく，位相角６０度から１２０度程度までの範囲では比較的ｄｉ／ｄｔが高くなっていることが分かる。
【００３２】
そこで、ｄｉ／ｄｔが高い位相角範囲である６０度から１２０度においては，実施の形態１と同様に、その位相角範囲の固定位相角に対して大小の位相角を設定し、それら大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃとを組み合わせて平均位相角が６０度から１２０度の固定位相角とほぼ同等になるように位相制御を行い，それ以外の位相角範囲においては，従来例のようにその位相角範囲の固定位相角に応じて位相制御を行うようにしたものである。
このように、実施の形態４では、ｄｉ／ｄｔが余り高くない位相角範囲では制御が簡単な従来の位相制御方式を用い，ｄｉ／ｄｔが高い位相角範囲では大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃとを組み合わせて平均位相角になるように位相制御を行ってｄｉ／ｄｔを抑制することができる制御方式を用いることにより，制御が簡単で，かつ，信頼性の高いモータの制御装置を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は以上説明したとおり、モータと，交流電源からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてスイッチング回路をオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段とを備えたモータの制御装置において、前記制御手段は所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御するので、ｄｉ／ｄｔの増加を抑制でき、ブラシと整流子の切替時に発生する火花を抑制し、ブラシの整流特性を改善してブラシの寿命を改善することができ、信頼性の高く、安価なモータの制御装置を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１のモータ制御装置の回路図である。
【図２】同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図である。
【図３】同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャートである。
【図４】同モータの制御装置のモータ制御時の特性を示すグラフである。
【図５】この発明の実施の形態２のモータ制御装置の回路図である。
【図６】この発明の実施の形態３のモータ制御装置の制御方式の説明図である。
【図７】同モータの制御装置の別の制御方式の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４のモータ制御装置のモータ制御時の特性を示す説明図である。
【図９】従来のモータの制御装置の回路図である。
【図１０】同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図である。
【図１１】同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 交流電源，２ モータ，３ トライアック，４ ゼロクロス検出手段
５ 制御手段，６ 電流検出手段，Ａ，Ｂ，Ｃ 位相角。
【発明の属する技術分野】
この発明は，電気掃除機や空気調和機に搭載されるモータの制御装置並びに電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の一般的な位相制御を行うモータの制御装置の回路図、図１０は同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図で、図１０（ａ）は交流電源１の電圧波形，図１０（ｂ）はモータ２に印加される電圧波形を示し、図１１は同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャートである。
図９において，１は交流電源，２は交流電源１に接続されたモータ，３は交流電源１とモータ２との間に設けられ、位相制御を行うスイッチング素子であるトライアック，４は交流電源１のゼロクロス電圧のタイミングを検出するゼロクロス検出手段，５はゼロクロス検出手段４が検出した交流電源１のゼロクロス電圧に基づいてトライアック３をオン・オフ制御する制御手段である。
【０００３】
従来のモータ制御装置の位相制御の動作について図１１のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御手段５では所望された入力に対してモータ２に電圧が印加されない期間（以下，位相角と記す）Ａを決定する（ステップＳ１、Ｓ２）。
次に、制御手段５はゼロクロス検出手段４で検出されたゼロクロス電圧のタイミングから位相角Ａ後にトライアック３に信号を出力し（ステップＳ３、Ｓ４），トライアック３は位相角Ａの分のみ電圧をオフするように制御する（ステップＳ５）。
【０００４】
図１０の位相制御の動作タイミングの波形図に示すように，ゼロクロス電圧のタイミングｔ１からのオフ期間である位相角がＡに設定されている。ｔ１以降のゼロクロス電圧のタイミングｔ２〜ｔ８の後においても位相角はＡに設定されており，モータ２の所望入力に対して位相角は常にＡに保たれている。
また、位相角Ａの大きさを変化させることにより，モータ２に印加される電圧の平均値が変化し，モータの入力・出力・回転数を制御することができる。
【０００５】
また、位相角を一定に保たない位相制御方式として，大小二つの位相角を設定し，位相角大小の変化分を制御回路の最小分解能分に設定することで，なめらかな制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
更に別の制御方式では，位相制御を行わずに交流電源電圧をそのまま印加させるゼロボルト制御（位相角０度と同等）と通常の位相制御である位相角Ａ固定の制御を電源電圧の一周期毎に交互に切り替えて通電して，モータの制御を行っている（例えば、特許文献２参照）。
また更に別の制御方式では，二つのトライアックを用いて，電源電圧の半周期毎に通電させるトライアックを順次切り替え，第一のトライアックと直列にチョークコイルを接続することにより，モータへの突入電流を抑制するように制御していた（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−７６１９７号公報（第２〜３頁、図２）
【特許文献２】
特開平１１−７５３９３号公報（第４〜５頁、図３）
【特許文献３】
特開平６−７０８７５号公報（第３〜４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図９〜図１１に示す従来のモータの制御装置では、所望されたモータ入力を得るための位相角を設定する際，位相角９０度の付近では，通電時の電位差が大きいため，モータ２に流れる電流の変化分が大きくなり，微少時間における電流変化分（以下，ｄｉ／ｄｔと記す）が大きくなる。
従って、従来の位相制御を行うモータの制御装置を電気掃除機などに使われているブラシと整流子を用いたユニバーサルモータに適用した場合，ｄｉ／ｄｔの増加に伴いブラシ・整流子の切替時に発生する火花が増大し，ブラシの寿命が低下するなどの問題があった。
また急峻な電流変化によりトライアック３にストレスが発生して誤動作および損傷を引き起こすなどの問題点があった。
【０００８】
また、特許文献１に示す制御方式では、最小分解能の位相角変化を行っているため，位相角９０度付近では例えば９０度と９１度の二つの位相角の組合せになるため，モータのｄｉ／ｄｔを抑制することができず，ブラシの寿命を改善することはできなかった。
【０００９】
更に、特許文献２に示す制御方式では，所望入力を得るための位相角が４５度の場合は，位相角０度であるゼロボルト制御を組合せの一方式として用いているため，もう一方の位相角は９０度になり，その場合，モータのｄｉ／ｄｔを抑制することができずにブラシ寿命が悪化していた。また組合せの周期を一周期毎ではなく，複数周期毎で切り替える方式もあるが，この場合，組合せの１パターンの周期が長くなることにより，モータから低周波数の振動が発生する。この制御装置を電気掃除機に搭載させると，モータからの低周波の振動が床面に伝達され，振動・騒音を引き起こす問題があった。
【００１０】
また更に、特許文献２に示す制御方式では、重量の大きなチョークコイルを用いているため，移動式の電気掃除機に搭載するのは困難である。更に，スイッチング素子であるトライアックを二つ用いており，かつ高価なチョークコイルを用いているため，電気掃除機が非常に高価になっていた。
【００１１】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、ｄｉ／ｄｔの増加を抑制することで信頼性が高く，更には安価なモータの制御装置並びに電気掃除機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るモータの制御装置は，モータと，交流電源からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてスイッチング回路をオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段とを備えたモータの制御装置において、前記制御手段は所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１のモータ制御装置の回路図、図２は同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図で、図２（ａ）は交流電源１の電圧波形，図２（ｂ）はモータ２に印加される電圧波形を示し、図３は同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャート、図４は同モータの制御装置のモータ制御時の特性を示すグラフで、位相角に対するモータ入力及びモータ電流のｄｉ／ｄｔ最大値の特性を表している。
図１において、１は交流電源，２は交流電源１に接続されたモータ，３は交流電源１とモータ２との間に設けられ、位相制御を行うスイッチング素子であるトライアック，４は交流電源１のゼロクロス電圧のタイミングを検出するゼロクロス検出手段，５はゼロクロス検出手段４が検出した交流電源１のゼロクロス電圧に基づいてトライアック３をオン・オフ制御する制御手段であり、従来例で説明した図９と同様の構成である。
【００１４】
この発明の実施の形態１のモータ制御装置の位相制御の動作について図３のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御手段５では所望された入力に対して固定位相角であるＡを決定する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。その後，固定位相角Ａより大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃを決定する（ステップＳ１３）。ここで位相角ＢとＣの関係は平均位相角が固定位相角Ａとほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ＋Ｃ）／２＝Ａ程度になるように設定する。
制御手段５はゼロクロス検出手段４で検出されたゼロクロス電圧のタイミングから位相角Ｂ後にトライアック３に信号を出力し（ステップＳ１４、Ｓ１５），トライアック３は位相角Ｂの分のみ電圧をオフする（ステップＳ１６）。
【００１５】
ゼロクロス電圧のタイミングを２回検出した後，即ち交流電源１の一周期の後に制御手段５はゼロクロス電圧のタイミングから位相角Ｃ後にトライアック３に信号を出力し（ステップＳ１７），トライアック３は位相角Ｃのみ電圧をオフする（ステップＳ１８）。
図２の位相制御の動作タイミングを示す波形図に示すように、交流電源１の一周期毎に位相角Ｂと位相角Ｃを交互に切り替えるように制御する。
このように、電源の一周期毎に位相角を変化させているため，モータ２に印加される平均位相角は（Ｂ＋Ｃ）／２になる。位相角Ｂ及びＣを交流電源１の一周期毎に交互に変化させて平均位相角を任意に設定することにより，モータ２に印加される平均電圧が制御され，所望のモータ入力を得ることができる。
【００１６】
また、図４のグラフに示す位相角に対するモータ入力およびモータ電流のｄｉ／ｄｔ最大値の特性を見ると、例えば，モータ入力を８５０Ｗに制御させる場合，所望入力を得るために従来のモータの制御装置の位相制御における固定位相角Ａは９０度になる。位相角９０度の時はモータ２に印加させる電圧が急峻に変化するため，モータ２に流れる電流のｄｉ／ｄｔが最も大きくなる。図４のグラフに示す例において，位相角９０度の時のｄｉ／ｄｔ最大値は２８０００Ａ／ｓｅｃである。
ここで，この発明の実施の形態１のように、固定位相角Ａより大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃについて、例えば位相角Ｂを１２０度に，位相角Ｃを６０度に設定し，電源の一周期毎に位相角ＢおよびＣを交互に変化させると，モータ２に印加される平均位相角は（１２０＋６０）／２＝９０度になり，位相角９０度に固定した従来のモータの制御装置の位相制御の場合と同等のモータ入力８５０Ｗを得ることができる。
【００１７】
上述のように、位相角Ｂを１２０度に，位相角Ｃを６０度に設定し，電源の一周期毎に位相角ＢおよびＣを交互に変化させる位相制御を行ったとしても、最も大きな位相角９０度を用いていないので，急峻な電圧変化を抑制することができ，モータ２に流れる電流のｄｉ／ｄｔ最大値を２２０００Ａ／ｓｅｃに低減することが可能となる。
電気掃除機などに搭載されているブラシを用いたユニバーサルモータの入力制御としてこの発明の実施の形態１における本制御方式を用いた場合，従来の位相角を固定した位相制御方式に比べてモータに流れる電流のｄｉ／ｄｔを抑制することができるため，ブラシと整流子の切替時に発生する火花を抑制することでブラシの整流特性が改善し，ブラシの寿命を改善することができる。
【００１８】
また従来の位相角を固定した位相制御方式で制御を行った場合，特定周波数成分の電流歪みにより，モータから振動・騒音を発生することがあったが，この実施の形態１のように大小二つの位相角を交互に用いることにより，特定周波数成分の振動・騒音が分散し，低振動および低騒音なモータの制御方式を得ることができる。
ここで，位相角Ｂを１５０度，Ｃを３０度に設定した場合においても，平均位相角は９０度になるため，所望入力８５０Ｗを得ることが可能である。この場合，ｄｉ／ｄｔを更に抑制することができ，ブラシの整流特性も更に改善する。
【００１９】
図４のグラフに示すように，モータ電流のｄｉ／ｄｔは位相角９０度の時に最大となり，位相角９０度から離れるにしたがってｄｉ／ｄｔが小さくなる。そのため，大きい方の位相角Ｂを１００度より大きい角度，好ましくは１２０度以上に設定し，小さい方の位相角Ｃを８０度より小さい角度，好ましくは６０度以下に設定することにより，ｄｉ／ｄｔを大幅に抑制することが可能になる。
このようにこの発明の実施の形態１のモータの制御装置における位相角Ｂ及びＣを交流電源１の一周期毎に変化させる本制御方式を用いることにより，ブラシ寿命を改善できるため，信頼性の高いモータの制御方式を得ることができる。
さらに、スイッチング素子にトライアックを用いているため、安価で制御が簡単なモータの制御方式を得ることができる。
【００２０】
本実施の形態１では位相角Ｂ及びＣを交流電源１の一周期毎に変化させた場合について説明したが，変化させる周期数はいくつでも同様の効果が得られる。
しかし，周期数が大きくなりすぎると低周波数の振動を発生する可能性があるため，大きすぎるのは好ましくない。従って、交流電源１の一周期または半周期毎に変化させるのが望ましい。
また、本実施の形態１ではモータの入力制御について説明したが，モータの出力制御および回転数制御についても本制御方式を行うことで，同様の効果が得られる。
さらに、電気掃除機に搭載されているモータに本制御方式で制御することにより，長寿命で信頼性の高い電気掃除機を得ることができる。また空気調和機に搭載されているモータに本制御方式を採用した場合，特定周波数の振動・騒音を低減させることができるため，特別な防音装置が不要になり，安価な空気調和機を得ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２のモータの制御装置の回路図である。
この実施の形態２は、実施の形態１で説明した図１のモータの制御装置の回路図にモータ２に流れる電流を検出する電流検出手段６を付加したものである。図５において，実施の形態１と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。
電流検出手段６によりモータ２に流れる電流を検出して，検出した電流に応じて制御手段５がトライアック３を制御するようにしたものである。
【００２２】
モータ２に流れる電流のｄｉ／ｄｔは，前述の通り位相角に応じて変化するが，負荷の大小によってもｄｉ／ｄｔは変化する。即ち、負荷が大きくなるとモータ２に流れる電流も大きくなり、モータ２に流れる電流が大きくなると、電流の変化分であるｄｉ／ｄｔも必然的に大きくなる。
従って、モータ２に流れる電流を検出すれば、負荷の大小により生じるｄｉ／ｄｔの大小を推測することができる。
そこで、この実施の形態２では、制御手段５で電流検出手段６が検出したモータ２に流れる電流から負荷の大小により生じるｄｉ／ｄｔの大小を推測し、ｄｉ／ｄｔが大きく，ブラシ寿命に影響を及ぼすようなときは，大小二つの位相角の変化分を大きくすることにより，ｄｉ／ｄｔの増加を抑制する。また、ｄｉ／ｄｔが小さい場合は位相角大小の変化分をなるべく小さくなるように制御するようにしたものである。
【００２３】
ここで、大小二つの位相角の変化分を大きくするとは、大きい位相角をＢ、小さい位相角をＣとすると、ＢとＣとの差である（Ｂ−Ｃ）を大きくすることを意味する。
これを具体的な数値で示すとすると、例えば平均位相角を９０度にした場合、負荷が小さいときは、Ｂ＝１２０度、Ｃ＝６０度として変化分を（１２０−６０）＝６０度と小さい値に設定する。また、負荷が大きくｄｉ／ｄｔが大きくなった場合、Ｂ＝１５０、Ｃ＝３０として、変化分１２０度と大きい値に設定するということである。
また、大小二つの位相角の変化分を大きくすることにより，ｄｉ／ｄｔの増加を抑制できるとする理由は、図４に示す如く、ｄｉ／ｄｔは位相角９０度が最も大きく、９０度から大小とも離れれば離れるほど、ｄｉ／ｄｔは小さくなり、変化分を大きく設定すると、位相角９０度から離れることができるからである。
【００２４】
なお、大小二つの位相角の変化分が大きくしすぎると，用途によってはモータ負荷や回転数によって回転ムラが大きくなり，振動および騒音を発生する場合があるため、ブラシ寿命に問題がないのであれば、変化分は小さい方が望ましい。
この実施の形態２では、ｄｉ／ｄｔがブラシに影響を及ぼさないレベルになるように大小位相角の変化分をなるべく小さく設定することにより、モータ２から発生する振動・騒音を低減することができ，低振動および低騒音なモータの制御装置を得るようにしたものである。
【００２５】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３のモータ制御装置の制御方式の説明図、図７は同モータの制御装置の別の制御方式の説明図で、いずれもモータの所望入力に対する位相角を説明するものである。
上述した実施の形態１は所望のモータ入力Ｗが固定され、その入力に対して固定位相角Ａを決定し、その固定位相角Ａより大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃを決定し、位相角Ｂ及びＣを交互に変化させたモータの制御方式であるが、この発明の実施の形態３は、所望のモータ入力がＷ１，Ｗ２，Ｗ３と変化した場合，大きい方の位相角ＢはＢ１に固定しておいて，小さい方の位相角ＣをＣ１，Ｃ２，Ｃ３と変化させることにより，モータ入力を制御するものである。
【００２６】
この実施の形態３を図６の制御方式の説明図に基づいて説明する。
図６に示すように、従来例では所望のモータ入力がＷ１〜Ｗ３へと変化すると、変化した入力に対して固定位相角がＡ１〜Ａ３に決定され、その決定された固定位相角でモータが制御される。
この実施の形態３では、例えば所望のモータ入力がＷ１に決定され、その決定されたモータ入力Ｗ１に対して従来例と同じように固定位相角Ａ１が決定されると、その固定位相角Ａ１より大きな位相角Ｂ１と小さな位相角Ｃ１を決定し、位相角Ｂ１及びＣ１を交互に変化させたモータの制御方式とする。このとき、位相角Ｂ１とＣ１の関係は平均位相角がＡ１とほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ１＋Ｃ１）／２＝Ａ１程度になるように設定する。この点では実施の形態１と同様である。
【００２７】
ところで、所望のモータ入力がＷ１からＷ２に変化した場合には、それに対応して変化した固定位相角Ａ２に対して大きな位相角Ｂ１は固定しておいて小さな位相角をＣ２に変化させ、位相角Ｂ１及びＣ２を交互に変化させたモータの制御方式とする。このとき、位相角Ｂ１とＣ２の関係は平均位相角がＡ２とほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ１＋Ｃ２）／２＝Ａ２程度になるように設定する。
さらに、所望のモータ入力がＷ２からＷ３に変化した場合には、それに対応して変化した固定位相角Ａ３に対して大きな位相角Ｂ１は固定しておいて小さな位相角をＣ３に変化させ、位相角Ｂ１及びＣ３を交互に変化させたモータの制御方式とする。このとき、位相角Ｂ１とＣ３の関係は平均位相角がＡ３とほぼ等しくなるように，即ち（Ｂ１＋Ｃ３）／２＝Ａ３程度になるように設定するという点で実施の形態１と異なるものである。
【００２８】
このように、本実施の形態３の図６に示す制御方式では、モータの所望入力が変化した場合に、固定位相角Ａも変化することに伴い、大小２つの位相角Ｂ、Ｃのうち、一方の大きい位相角Ｂは固定し、他方の小さい位相角Ｃのみを変化させて制御するため、固定位相角Ａの変化に伴い大小２つの位相角Ｂ、Ｃをそれぞれ変化させて制御する場合の制御因子が二つとなって制御が複雑になるのに比べて制御因子は一つになり，簡単に制御することが可能になり、低コストのマイコンを用いても制御を行え，安価なモータの制御方式を得ることができる。
【００２９】
図７は実施の形態３におけるモータの制御装置の別の制御方式の説明図であり、図６と同様にモータの所望入力に対する位相角を説明するものである。
図７に示す制御方式では、所望のモータ入力ＷがＷ１〜Ｗ３の変化に対して，固定位相角ＡはＡ１〜Ａ３と変化するもの、図６に示す制御方式とは逆に、小さい方の位相角ＣをＣ１に固定し，大きい方の位相角ＢをＢ１〜Ｂ３に変化させ、位相角Ｂ１〜Ｂ３及びＣ１を交互に変化させたモータの制御方式とするものである。
【００３０】
このように、本実施の形態３の図７に示す制御方式では、モータの所望入力が変化した場合に、固定位相角Ａも変化することに伴い、大小２つの位相角Ｂ、Ｃのうち、一方の小さい位相角Ｃは固定し、他方の大きい位相角Ｂのみを変化させて制御するため、固定位相角Ａの変化に伴い大小２つの位相角Ｂ、Ｃをそれぞれ変化させて制御する場合の制御因子が二つとなって制御が複雑になるのに比べて制御因子は一つになり，簡単に制御することが可能になり、低コストのマイコンを用いても制御を行え，安価なモータの制御方式を得ることができる。
【００３１】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４のモータ制御装置のモータ制御時の特性を示すグラフで、位相角に対するモータ入力及びモータ電流のｄｉ／ｄｔ最大値の特性を表している。
この実施の形態４を図８のモータ制御時の特性を示すグラフに基づいて説明する。
図８のグラフを見ると、位相角の変化に従い電流のｄｉ／ｄｔ最大値も変化しており，例えば，位相角６０度程度まではｄｉ／ｄｔが余り高くなく，位相角６０度から１２０度程度までの範囲では比較的ｄｉ／ｄｔが高くなっていることが分かる。
【００３２】
そこで、ｄｉ／ｄｔが高い位相角範囲である６０度から１２０度においては，実施の形態１と同様に、その位相角範囲の固定位相角に対して大小の位相角を設定し、それら大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃとを組み合わせて平均位相角が６０度から１２０度の固定位相角とほぼ同等になるように位相制御を行い，それ以外の位相角範囲においては，従来例のようにその位相角範囲の固定位相角に応じて位相制御を行うようにしたものである。
このように、実施の形態４では、ｄｉ／ｄｔが余り高くない位相角範囲では制御が簡単な従来の位相制御方式を用い，ｄｉ／ｄｔが高い位相角範囲では大きな位相角Ｂと小さな位相角Ｃとを組み合わせて平均位相角になるように位相制御を行ってｄｉ／ｄｔを抑制することができる制御方式を用いることにより，制御が簡単で，かつ，信頼性の高いモータの制御装置を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は以上説明したとおり、モータと，交流電源からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてスイッチング回路をオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段とを備えたモータの制御装置において、前記制御手段は所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御するので、ｄｉ／ｄｔの増加を抑制でき、ブラシと整流子の切替時に発生する火花を抑制し、ブラシの整流特性を改善してブラシの寿命を改善することができ、信頼性の高く、安価なモータの制御装置を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１のモータ制御装置の回路図である。
【図２】同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図である。
【図３】同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャートである。
【図４】同モータの制御装置のモータ制御時の特性を示すグラフである。
【図５】この発明の実施の形態２のモータ制御装置の回路図である。
【図６】この発明の実施の形態３のモータ制御装置の制御方式の説明図である。
【図７】同モータの制御装置の別の制御方式の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４のモータ制御装置のモータ制御時の特性を示す説明図である。
【図９】従来のモータの制御装置の回路図である。
【図１０】同モータの制御装置の位相制御の動作タイミングを示す波形図である。
【図１１】同モータの制御装置の位相制御の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 交流電源，２ モータ，３ トライアック，４ ゼロクロス検出手段
５ 制御手段，６ 電流検出手段，Ａ，Ｂ，Ｃ 位相角。
Claims (9)
- モータと，交流電源からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてスイッチング回路をオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段とを備えたモータの制御装置において、
前記制御手段は所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御したことを特徴とするモータの制御装置。 - 前記制御手段は前記大小の位相角のうち，大きい位相角を１００度以上に設定し，小さい位相角を０度より大きく８０度以下に設定したことを特徴とする請求項１記載のモータの制御装置。
- 前記制御手段は、変化した所望のモータ入力に対してそれぞれ決定された固定位相角に対する大小の位相角のうち、小さい位相角を任意値に固定し，大きい位相角を変化させることにより，前記モータの入出力或いはそのどちらか一方を制御したことを特徴とする請求項１記載のモータの制御装置。
- 前記制御手段は、変化した所望のモータ入力に対してそれぞれ決定された固定位相角に対する大小の位相角のうち、大きい位相角を任意値に固定し，小さい位相角を変化させることにより，前記モータの入出力或いはそのどちらか一方を制御したことを特徴とする請求項１記載のモータの制御装置。
- 前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段を備え，前記制御手段は該電流検出手段で検出した電流に応じて位相角を制御したことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
- モータと，交流電源からの通電をオンオフしてモータへの通電と非通電を行うスイッチング回路と，交流電源のゼロクロス電圧を検出するゼロクロス検出手段と，ゼロクロス検出手段にて検出した交流電源のゼロクロス電圧に応じてスイッチング回路をオンオフさせ、モータに供給する交流電源の通電時間と非通電時間の比率を変化させることによりモータの入出力或いはそのどちらか一方を制御する制御手段とを備えたモータの制御装置において、
前記制御手段は、所望のモータ入出力を得るために決定された固定位相角が所定の位相角範囲では，その位相角範囲の固定位相角に対して大小の位相角を設定し、該大小の位相角を組み合わせることにより得られる平均的な位相角が該固定位相角になるように位相制御し、それ以外の位相角範囲では、その位相角範囲の固定位相角に応じて位相制御したことを特徴とするモータの制御装置。 - 前記スイッチング回路はトライアックであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のモータの制御装置。
- 前記モータにブラシと整流子を備えたユニバーサルモータを用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のモータの制御装置。
- 請求項１〜８のいずれかに記載のモータの制御装置を備えたことを特徴とする電気掃除機。
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