JP2007040007A - Sanitary washing device, heating value control method, and program for executing the same - Google Patents

Sanitary washing device, heating value control method, and program for executing the same Download PDF

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Keijiro Kunimoto
啓次郎 國本
Tadashi Nakatani
直史 中谷
Shigeru Shirai
白井  滋
Kazushige Nakamura
一繁 中村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a warm water washing device which can vary power of a heating value by phase control, wherein the warm water washing device achieves reduction of power harmonic current and prevention of flicker caused by the phase control. <P>SOLUTION: The sanitary washing device 21 has a control means for controlling heating values of respective heaters (warm water heater 2, a toilet seat heater 3, a drying heater 4, and a room warming heater 5). The control means can apply slight fluctuation to a predetermined reference value of an ignition angle of the phase control, and therefore disperses harmonic generating frequencies of the harmonic occurring at a power source. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、温水洗浄便座における温水器の湯温制御、便座温度制御、乾燥の温風温度制御、室内暖房(室暖)の温風温度制御や、電気シャワーにおける温水器の湯温制御などの電力の位相制御に関するものである。   The present invention includes hot water temperature control of a warm water washing toilet seat, toilet seat temperature control, hot air temperature control of drying, hot air temperature control of indoor heating (room warming), hot water temperature control of a water heater in an electric shower, etc. The present invention relates to power phase control.

従来、この種の制御手段は、図13に示すように、交流電源1へ温水ヒータ2、便座ヒータ3、乾燥ヒータ4、室暖ヒータ5等の加熱器に、それぞれの加熱器を個別にスイッチングする各トライアック6〜9とを直列に接続し、温度設定部10で設定する制御の目標値(温水温度目標値、便座温度目標値、乾燥温度目標値、室暖温度目標値)と、温度検出部11で検出した各負荷の温度(温水温度、便座温度、乾燥温度、室暖温度)を点弧角制御部12で比較し制御に必要な位相角を算定しトリガー部13へ出力する。点弧角制御部12は、ゼロクロス点検出部14により検出されたゼロクロス点を基準にして所定の位相角となる時間値をトリガー部13に出力する。トリガー部7はパルス状の点弧信号を発生しトライアック6〜9に加え,トライアック6〜9の点弧角を制御して、位相制御により各負荷に印加する実効電流を増減し、所望の温水温度、便座温度、乾燥温度、室暖温度を得るように制御していた(特許文献1参照)。   Conventionally, as shown in FIG. 13, this type of control means switches each heater individually to an AC power source 1 such as a warm water heater 2, a toilet seat heater 3, a drying heater 4, and a room heater 5. The control target values (warm water temperature target value, toilet seat temperature target value, drying temperature target value, room warming temperature target value) set by the temperature setting unit 10 and the temperature detection are connected to each of the triacs 6 to 9 connected in series. The temperature of each load detected by the unit 11 (warm water temperature, toilet seat temperature, drying temperature, room warming temperature) is compared by the ignition angle control unit 12 to calculate a phase angle necessary for control and output it to the trigger unit 13. The firing angle control unit 12 outputs a time value at which a predetermined phase angle is obtained with reference to the zero cross point detected by the zero cross point detection unit 14 to the trigger unit 13. The trigger unit 7 generates a pulsed ignition signal, controls the firing angle of the triacs 6-9 in addition to the triacs 6-9, increases or decreases the effective current applied to each load by phase control, and produces desired hot water Control was performed to obtain temperature, toilet seat temperature, drying temperature, and room warming temperature (see Patent Document 1).

この場合、商用電源から負荷に流れ込む電流波形は正弦波ではなくなり、多くの高調波を含む歪んだ波形になる。一般に正半波(上半波)と負半波(下半波)が同じ点弧角で位相制御された場合、負荷に流れ込む電流は電源周波数の奇数倍の高調波(奇数次高調波)を持つようになる。例えば電源周波数が60Hzの場合、位相制御されると180Hz、300Hz、420Hzというような60Hz以外の周波数が現れる。また、負荷に供給する電力を増減するために、点弧角を変えて印加する実効電圧を変化させると、周期的に変化させた場合には、120Hz、240Hz、360Hzといった電源周波数の偶数倍の高調波(偶数次高調波)や、さらに、1サイクル毎に点弧角を増減した場合には、30Hzの奇数次の高調波も現れるようになる。そして、正弦波半波の中央付近で点弧する場合が一番、発生する高調波電流のレベルが高い。   In this case, the current waveform flowing from the commercial power source to the load is not a sine wave, but a distorted waveform including many harmonics. In general, when the positive half-wave (upper half-wave) and negative half-wave (lower half-wave) are phase-controlled at the same firing angle, the current flowing into the load is an odd-numbered harmonic (odd-order harmonic) of the power supply frequency. To have. For example, when the power supply frequency is 60 Hz, frequencies other than 60 Hz such as 180 Hz, 300 Hz, and 420 Hz appear when the phase is controlled. In addition, when the effective voltage to be applied is changed by changing the firing angle in order to increase or decrease the power supplied to the load, even if it is periodically changed, it is an even multiple of the power supply frequency such as 120 Hz, 240 Hz, 360 Hz. When the firing angle is increased / decreased for each cycle, an odd-order harmonic of 30 Hz also appears. And the level of the harmonic current to generate | occur | produce is the highest when it ignites near the center of a sine wave half wave.

このため他の実施例では、高レベルの高調波電流が発生する点弧角を避けて点弧する位相制御方法もある(特許文献2参照)。   For this reason, in another embodiment, there is a phase control method in which ignition is performed while avoiding an ignition angle at which a high-level harmonic current is generated (see Patent Document 2).

さらに他の実施例では、電源高調波電流が奇数次高調波に集中しないように、複数の全波間の点弧角において非対称性を生成することで偶数次高調波を増加させ奇数次高調波を減らすような例もある。例えば目標の供給電力を与える基準点弧角αに対して、実際はαよりも大きい点弧角α’で最初の全波を点弧し、基準点弧角αよりも小さい点弧角α”で次の全波を点弧し、これを繰り返すことで時間平均的に見た場合、負荷に目標の電力を与える方法である。この結果、電源高調波電流において偶数次高調波が生まれ、代わりに奇数次高調波の低減を実現している(特許文献3参照)。
特開2001−107434号公報 特開平8−255027号公報 特開平10−271891号公報
In yet another embodiment, the even harmonics are increased by increasing the even harmonics by creating asymmetry in the firing angle between all the multiple waves so that the power harmonic current does not concentrate on the odd harmonics. There are also examples to reduce. For example, for the reference firing angle α that gives the target supply power, the first full wave is actually fired at a firing angle α ′ larger than α, and at a firing angle α ″ smaller than the reference firing angle α ”. This is a method that gives the target power to the load when the next full wave is ignited and repeated on a time average basis, resulting in even harmonics in the power harmonic current, instead. Reduction of odd-order harmonics is realized (see Patent Document 3).
JP 2001-107434 A JP-A-8-255027 Japanese Patent Laid-Open No. 10-271891

上記のような位相制御方法でも、まだ、電源周波数の整数倍の周波数において、高いレベルの高調波電流が発生しやすく、同じ商用電源系統につながる他の機器に悪影響を与え
る場合がある。
Even in the phase control method as described above, a high-level harmonic current is likely to be generated at a frequency that is an integral multiple of the power supply frequency, which may adversely affect other devices connected to the same commercial power supply system.

具体的な悪影響としては、次のようなことがあげられる。   Specific adverse effects include the following.

高調波電流が多い機器は力率が低い。このため、実際に消費される電力より皮相電力が大きくなるため入力電流が多く流れる。従って電力設備に余裕が必要になる。   Devices with high harmonic current have low power factor. For this reason, since the apparent power is larger than the power actually consumed, a large amount of input current flows. Therefore, a margin is required for the power equipment.

また電源は発電所から送電線や変電所・柱上トランスなどを通って各家庭に接続されているが、その電源ラインにはインピーダンスが存在している。そして高調波電流が流れるとそのインピーダンスにより電圧降下が発生し、結果として電源電圧波形が高調波を含んだ波形になる。商用電源に接続して使用される機器は、普通は商用周波数での使用を前提に作られているので、高調波が重畳された電圧波形が印加されると思わぬ不具合につながることがある。   The power source is connected to each household from the power plant through a transmission line, a substation, a pole transformer, etc., and the power source line has an impedance. When a harmonic current flows, a voltage drop occurs due to its impedance, and as a result, the power supply voltage waveform becomes a waveform including harmonics. Since equipment used by connecting to a commercial power supply is normally made on the premise of use at a commercial frequency, application of a voltage waveform on which harmonics are superimposed may lead to unexpected problems.

高調波が重畳された電圧波形により電源ラインに接続された機器や配電設備で悪影響を受けた例としては、進相コンデンサに高調波電流が流れて発熱したり、トランスがうなったり、電圧のピーク値が下がってスイッチング電源が正常動作しなくなったりした事例がある。   Examples of devices that are adversely affected by equipment and power distribution equipment connected to the power line due to the voltage waveform with superimposed harmonics include harmonic current flowing through the phase-advancing capacitor, heat generation, transformer malfunction, and voltage peaks. There are cases where the value drops and the switching power supply does not operate normally.

また、上にも述べたが、電源ラインにはインピーダンスが存在しているため、負荷に供給する電力を増減すると、電圧降下量も変化し、同じ電力線系統の他の機器に印加される電圧も増減する。増減の頻度が多いと他の機器が照明機器である場合には、いわゆるフリッカ現象が起き、照明のちらつきによる不快感を人に与えることになる。人がちらつき感を覚えるのは、明るさの変化度合いにもよるが、明るさの変化頻度がだいたい1秒間に60回以下になった場合である。   As described above, since the power supply line has impedance, if the power supplied to the load is increased or decreased, the voltage drop also changes, and the voltage applied to other devices in the same power line system also changes. Increase or decrease. When the frequency of increase / decrease is high, when the other device is a lighting device, a so-called flicker phenomenon occurs, which gives a person discomfort due to flickering of lighting. The person feels flickering when the brightness change frequency is approximately 60 times or less per second, although it depends on the degree of change in brightness.

上述の従来の構成例の特許文献2の方法で高調波電流レベルを下げるには、大きな高調波を発生する点弧角を避けて位相制御するため、点弧角が急激に変化する点が生じて急激な電力変化や回転数変化が起き、実用化できない場合や使用感が悪くなる場合がある。   In order to lower the harmonic current level by the method of Patent Document 2 of the conventional configuration example described above, the phase control is performed avoiding the firing angle that generates a large harmonic, and thus the point at which the firing angle changes abruptly occurs. As a result, sudden changes in electric power and rotational speed may occur, making it impossible to put it to practical use or worsening the feeling of use.

また、上述の従来の構成の特許文献3の方法で高調波電流レベルを下げるには、大きい点弧角α’と次に続く小さい点弧角α”との差を大きくしなければならない。しかし、この差をあまり大きなものにすると先ほどのフリッカが起こり、人に不快感を与える場合がある。   Further, in order to lower the harmonic current level by the method of Patent Document 3 having the above-described conventional configuration, the difference between the large firing angle α ′ and the subsequent small firing angle α ″ must be increased. If this difference is too large, the flicker described above may occur, which may cause discomfort to the person.

以上のように位相制御で負荷に与える電力を制御する場合には、電源高調波電流と同時にフリッカについても考慮する必要があった。   As described above, when the power applied to the load is controlled by the phase control, it is necessary to consider the flicker simultaneously with the power supply harmonic current.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源波形を歪ませる高調波電流の発生が少なく、電源1サイクル毎の電源電圧の変化も少なく、照明器具のフリッカが実用上無視できる衛生洗浄装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and generates less harmonic current that distorts the power supply waveform, changes in the power supply voltage every cycle of the power supply, and can be practically ignored in flickering of lighting fixtures. An object is to provide an apparatus.

前記従来の課題を解決するために、位相制御に於いて電源周波数の高調波成分を、電源周波数の整数倍以外の周波数成分に分散化するように所定基準点弧角を中心として点弧角を細かくゆらぎ状に変化させ、平均値として所望の基準値点弧角を得て電気ヒータ等の加熱器へ供給する電力を制御するようにしたものである。   In order to solve the above-described conventional problem, the ignition angle is set around a predetermined reference ignition angle so that the harmonic component of the power supply frequency is dispersed into frequency components other than an integral multiple of the power supply frequency in the phase control. The electric power supplied to a heater such as an electric heater is controlled by finely changing the shape to obtain a desired reference value firing angle as an average value.

本発明の衛生洗浄装置は、加熱器の位相制御時に発生する電源高調波電流を、電源周波
数の整数倍以外の周波数成分に分散化するように所定基準点弧角を中心として点弧角を細かく変化させることにより、位相制御の全ての点弧角において、高調波電流の発生を所定の許容範囲に抑え、高出力で、円滑な電力制御作用を得ることができる。
The sanitary washing device of the present invention has a fine ignition angle centered on a predetermined reference ignition angle so as to disperse the power harmonic current generated during the phase control of the heater into frequency components other than an integral multiple of the power frequency. By changing, it is possible to suppress the generation of harmonic currents within a predetermined allowable range at all firing angles of phase control, and to obtain a smooth power control operation with high output.

第1の発明は、交流電源の位相制御により加熱器の発熱量を制御する制御手段を備えた衛生洗浄装置において、前記制御手段は、電源高調波電流成分を、電源周波数の整数倍以外の周波数成分に分散化するように点弧角を変化させたので、高調波電流の発生レベルを低下させることができる。そして、照明器具のフリッカの発生を抑えることができる。   1st invention is a sanitary washing apparatus provided with the control means which controls the emitted-heat amount of a heater by phase control of AC power supply, The said control means is a frequency other than the integral multiple of a power supply frequency, and the said control means is a frequency other than an integral multiple of a power supply frequency. Since the firing angle is changed so as to be dispersed into the components, the generation level of the harmonic current can be lowered. And generation | occurrence | production of the flicker of a lighting fixture can be suppressed.

第2の発明は、特に第1の発明の制御を、点弧角の制御に必要な所定基準値(加熱器の所定発熱量を得るための電力出力における点弧角の基準値を示す)に対して点弧角を大または小に任意に変化させることとした。すなわち、所定基準値に対して、所定基準値以上または以下である大きな角度または小さな角度、または所定基準値に対しての大きさも種々の大きさとした角度となるように任意に点弧角を変化させ、揺らがせることで、点弧角と関連して特異的に発生する高調波電流を電源周波数の整数倍以外の他の周波数成分に容易に分散化でき、各サイクル毎の電源電圧の変化が小さく、フリッカの発生を抑えることができる。   In the second aspect of the invention, the control of the first aspect of the invention is particularly set to a predetermined reference value necessary for controlling the ignition angle (indicating the reference value of the ignition angle in the power output for obtaining the predetermined calorific value of the heater). On the other hand, the firing angle was arbitrarily changed to large or small. In other words, the firing angle is arbitrarily changed so that the angle with respect to the predetermined reference value is a large angle or a small angle that is greater than or less than the predetermined reference value, or various angles with respect to the predetermined reference value. The harmonic current generated specifically in relation to the firing angle can be easily distributed to other frequency components other than an integral multiple of the power supply frequency. It is small and the occurrence of flicker can be suppressed.

第3の発明は、特に第1の発明の制御を、所定基準値に対して点弧角を全波毎に変化させることとしたことにより、交流波形の正負が上下対象となるため、電源供給側となる柱上トランス等への負荷が軽減できる。また、点弧角と関連して特異的に発生する高調波電流を電源周波数の整数倍以外の他の周波数成分への分散化を迅速に行なうことができ高調波電流を減少させることができる。   In the third aspect of the invention, in particular, the control of the first aspect of the invention changes the firing angle for every full wave with respect to a predetermined reference value, so that the positive / negative of the AC waveform is subject to up and down. The load on the pole transformer on the side can be reduced. Further, the harmonic current generated specifically in relation to the firing angle can be quickly dispersed into other frequency components other than an integral multiple of the power supply frequency, and the harmonic current can be reduced.

第4の発明は、特に第1の発明の制御を、所定基準値に対して点弧角を半波毎に変化させることとしたことにより、点弧角と関連して特異的に発生する高調波電流を電源周波数の整数倍以外の他の周波数成分への分散化を更に迅速に行なうことができる。
第5の発明は、特に第1の発明の制御に、所定基準値に対して点弧角を所定の範囲で変化させることとしたので、点弧角の変化幅が制限されて、隣接するサイクルの電圧降下の変化幅が制限され、フリッカの発生を抑えることができる。
According to the fourth aspect of the invention, in particular, the control of the first aspect of the invention is to change the firing angle for each half wave with respect to the predetermined reference value, so that the harmonics generated specifically in relation to the firing angle. Dispersion of the wave current into other frequency components other than an integral multiple of the power supply frequency can be performed more rapidly.
In the fifth aspect of the invention, particularly in the control of the first aspect of the invention, the firing angle is changed within a predetermined range with respect to the predetermined reference value. The variation width of the voltage drop is limited, and the occurrence of flicker can be suppressed.

第6の発明は、特に第1の発明から第5の発明の制御に於いて、平均点弧角が略所定基準値になるように点弧角を変化させたので、単位時間あたりの加熱器の発生電力に変動が無く円滑な負荷の温度制御が出来る。平均点弧角については、もちろん所定基準値と同値になることが望ましいが、所定の電力量が得られ、機器の制御に問題がなければ略基準点弧角になるような平均点弧角となるように変化を制御しておけばよく、問題はない。   In the sixth aspect of the invention, in particular, in the control of the first to fifth aspects of the invention, since the ignition angle is changed so that the average ignition angle becomes substantially the predetermined reference value, the heater per unit time Smoothly control the temperature of the load. Of course, it is desirable that the average firing angle be the same as the predetermined reference value. However, if there is no problem in the control of the equipment, a predetermined amount of power can be obtained, It is sufficient to control the change so that there is no problem.

第7の発明は、特に第1から第6の発明の制御における点弧角の所定基準値に対して変化させる変化幅を、所定基準値に対してランダムに変化させることとしたので、点弧角と関連して特異的なパターンで発生する高調波電流に規則性を持たせずに分散化でき、より高調波電流の減少度を高め、電源電圧の変化にも規則性が現れない。   In the seventh aspect of the invention, in particular, the change width of the ignition angle that is changed with respect to the predetermined reference value in the control of the first to sixth aspects of the invention is changed randomly with respect to the predetermined reference value. The harmonic current generated in a specific pattern related to the corner can be dispersed without having regularity, the degree of decrease in the harmonic current is further increased, and regularity does not appear in the change of the power supply voltage.

第8の発明は、特に第7の発明の制御における点弧角の所定基準値に対してランダムに変化させる変化幅を決定する乱数を、最長系列符号から生成することとしたので、制御処理を行うマイクロコンピュータ内部において乱数テーブルを持たなくてもシフトレジスタを基本とする処理で簡単に乱数を生成できる。   In the eighth aspect of the invention, in particular, the random number for determining the change width to be changed randomly with respect to the predetermined reference value of the firing angle in the control of the seventh aspect of the invention is generated from the longest sequence code. Random numbers can be easily generated by processing based on a shift register without having a random number table in the microcomputer to be used.

第9の発明は、特に第8の発明の制御の最長系列符号を生成するシフトレジスタのビット数を3ビット以上とすることで、乱数の個数を7個以上にでき実質上乱数に近い点弧角
の揺らぎを簡単に実現できる。
In the ninth aspect of the invention, in particular, by setting the number of bits of the shift register for generating the longest sequence code of the control of the eighth aspect to 3 bits or more, the number of random numbers can be made 7 or more, and the firing is substantially close to the random number. Angle fluctuation can be easily realized.

第10の発明は、特に第1から第7の発明の制御に、点弧角の変化幅を所定基準値に対して予め設定した複数の変動幅で変化させることとしたので、制御時に変化させる全ての所定基準値での点弧角の高調波電流を試験で確認でき、予期せざる高調波電流の発生を除去できるとともに、点弧角の変化を発生させる回路を簡素化できる。   In the tenth aspect of the invention, particularly in the control of the first to seventh aspects, the change width of the firing angle is changed with a plurality of fluctuation ranges set in advance with respect to the predetermined reference value. The harmonic current of the firing angle at all predetermined reference values can be confirmed by the test, and the generation of the unexpected harmonic current can be eliminated, and the circuit for generating the change of the firing angle can be simplified.

第11の発明は、特に第1から第10の発明の制御を、点弧角の所定基準値の変化に応じて点弧角の変化幅を変えることとしたので、所定基準値が高調波電流の発生の少ない点弧角である時は、照明のフリッカに煩わされる事無く、少ないステップ数と周期で構成する点弧角の変化で高調波電流を分散化し削減できる。   In the eleventh aspect of the invention, in particular, the control of the first to tenth aspects of the invention is to change the change range of the ignition angle in accordance with the change of the predetermined reference value of the ignition angle. When the firing angle is small, the harmonic current can be dispersed and reduced by changing the firing angle composed of a small number of steps and cycles without bothering with lighting flicker.

第12の発明は、特に、第1から第11の発明の制御で、位相制御の点弧角の所定基準値が0度、180度付近では点弧角の変化を停止することとしたので、点弧信号が位相角0度の前へ進みすぎたり、180度より遅れて制御され、本来180度近辺で点弧されるべきものが点弧しなかったり、本来無点弧であるべきものが反対側の半波で180度導通したりする誤点弧を防止できる。   In the twelfth aspect of the invention, in particular, in the control of the first to eleventh aspects of the invention, the predetermined reference value of the firing angle of the phase control is 0 degrees, and since the change of the firing angle is stopped near 180 degrees, The ignition signal is advanced too far ahead of the phase angle 0 degree, is controlled later than 180 degrees, and what should be ignited in the vicinity of 180 degrees does not ignite, or what should be ignited originally It is possible to prevent false ignition such as conduction by 180 degrees in the opposite half wave.

第13の発明は、交流電源の位相制御により衛生洗浄装置の電力制御を行なう制御方法において、電源高調波電流成分を、電源周波数の整数倍以外の周波数成分に分散化するように点弧角を変化させる電力制御方法であり、高調波電流の発生レベルを低下させ、フリッカ現象の発生を抑えることができる。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the control method for controlling the power of the sanitary washing device by phase control of the AC power source, the firing angle is set so as to disperse the power harmonic current component into frequency components other than an integral multiple of the power frequency. This is a power control method to be changed, and can reduce the generation level of harmonic current and suppress the occurrence of flicker phenomenon.

第14の発明は、第13の発明において、電力値を設定するステップと、基準点弧角を設定するステップと、前記基準点弧角に対して揺らがせて点弧角を設定するステップとを備え、前記揺らがせた点弧角の所定回数の半波の平均値は略基準点弧角となることを特徴とした発熱量制御方法としたものである。これによって、基準点弧角を揺らがせることにより、高調波電流を分散させることができる。揺らがせる点弧角は、平均点弧角が略基準点弧角になるように、揺らぎ量を予め設定しておいたり、都度算出して設定したりすることによっても、設定可能であり、同様の効果を奏する。   In a fourteenth aspect based on the thirteenth aspect, the steps of setting a power value, setting a reference firing angle, and setting the firing angle by swinging with respect to the reference firing angle. The calorific value control method is characterized in that an average value of a predetermined number of half-waves of the swayed firing angle is substantially a reference firing angle. Thereby, the harmonic current can be dispersed by changing the reference firing angle. The firing angle that can be shaken can also be set by setting the amount of fluctuation in advance so that the average firing angle is approximately the reference firing angle, or by calculating and setting each time. The effect of.

第15の発明は、第13または第14の発明の発熱量制御方法の全てもしくは一部をコンピュータに実行させるためのプログラムである。   The fifteenth invention is a program for causing a computer to execute all or part of the heat generation amount control method of the thirteenth or fourteenth invention.

そして、プログラムであるので汎用コンピュータやサーバを用いて本発明の衛生洗浄装置の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。   And since it is a program, a part or all of the sanitary washing apparatus of this invention can be easily implement | achieved using a general purpose computer or a server. Also, program distribution and installation can be simplified by recording on a recording medium or distributing the program using a communication line.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における衛生洗浄装置の制御手段のブロック図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of the control means of the sanitary washing apparatus in the first embodiment of the present invention.

交流電源1と、加熱器である温水ヒータ2、便座ヒータ3、乾燥ヒータ4、室暖ヒータ5の各負荷と、トライアック6〜9と、温度設定部10と、温度検出部11と、点弧角制御部12と、トリガー部13と、点弧角制御部12と、ゼロクロス点検出部14とは従来例と同一である。本発明では点弧角制御部12とトリガー部13との間にゆらぎ制御部1
5を新たに設けた。
AC power supply 1, each load of warm water heater 2, toilet seat heater 3, drying heater 4, and room warming heater 5, which are heaters, triacs 6-9, temperature setting unit 10, temperature detection unit 11, and ignition The angle control unit 12, the trigger unit 13, the firing angle control unit 12, and the zero cross point detection unit 14 are the same as those in the conventional example. In the present invention, the fluctuation control unit 1 is interposed between the firing angle control unit 12 and the trigger unit 13.
5 was newly provided.

温度設定部10は従来例と同様に使用者が設定した所望の温水温度目標値、便座温度目標値、乾燥温度目標値、室暖温度目標値を設定する。   The temperature setting unit 10 sets a desired hot water temperature target value, toilet seat temperature target value, drying temperature target value, and room warming temperature target value set by the user as in the conventional example.

温水ヒータ2、便座ヒータ3、乾燥ヒータ4、室暖ヒータ5の各負荷に設けた温度検出部11の各センサ(図示せず)は各負荷の温度(温水温度、便座温度、乾燥温度、室暖温度)を電気信号へ変換し、点弧角制御部12へ送る。点弧角制御部12は温度設定部10の値と温度検出部11の値とを比較して点弧角(以下点弧角の所定基準値という)を決め、ゼロクロス点検出部14から得た電源のゼロクロス点を基準とした点弧角の所定基準値に相当する時間値をゆらぎ制御部15へ出力する。ゆらぎ制御部15は点弧角制御部12から受けた点弧角の所定基準値を中心として電源のサイクル毎に大小に点弧角を変動させゆらぎを加えてトリガー部13へ出力する。点弧角制御部12およびゆらぎ制御部15はマイクロコンピュータ、メモリー等で構成されており、ゆらぎ制御部15のメモリーに設定された変化巾設定データに基づき点弧角を変化させた点弧信号をトリガー部13へ送る。トリガー部13はパルス信号を発生しトライアック6〜9を点弧して位相制御を行なう。   Each sensor (not shown) of the temperature detection unit 11 provided in each load of the hot water heater 2, the toilet seat heater 3, the drying heater 4, and the room warming heater 5 is a temperature of each load (warm water temperature, toilet seat temperature, drying temperature, chamber). (Warm temperature) is converted into an electrical signal and sent to the firing angle control unit 12. The ignition angle control unit 12 compares the value of the temperature setting unit 10 and the value of the temperature detection unit 11 to determine the ignition angle (hereinafter referred to as a predetermined reference value of the ignition angle), and is obtained from the zero cross point detection unit 14. A time value corresponding to a predetermined reference value of the firing angle with respect to the zero cross point of the power supply is output to the fluctuation control unit 15. The fluctuation control unit 15 varies the ignition angle in each power supply cycle around the predetermined reference value of the ignition angle received from the ignition angle control unit 12, adds fluctuation, and outputs the fluctuation to the trigger unit 13. The ignition angle control unit 12 and the fluctuation control unit 15 are configured by a microcomputer, a memory, and the like, and an ignition signal obtained by changing the ignition angle based on the change width setting data set in the memory of the fluctuation control unit 15. Send to trigger unit 13. The trigger unit 13 generates a pulse signal, fires the triacs 6 to 9, and performs phase control.

図2は本発明の第1の実施の形態における衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the sanitary washing device according to the first embodiment of the present invention is mounted on a toilet.

図2に示すように、便器20上に衛生洗浄装置21が装着される。タンク22は、水道配管に接続されており、便器20内に洗浄水を供給する。   As shown in FIG. 2, a sanitary washing device 21 is mounted on the toilet bowl 20. The tank 22 is connected to a water pipe and supplies cleaning water into the toilet bowl 20.

衛生洗浄装置21は、本体部23、遠隔操作装置24、便座部25および蓋部26により構成される。   The sanitary washing device 21 includes a main body portion 23, a remote operation device 24, a toilet seat portion 25, and a lid portion 26.

本体部23には、便座部25および蓋部26が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部23には、ノズル部27を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、制御部が内蔵されている。本体部23の制御部は、後述するように遠隔操作装置24により送信される信号に基づいて、洗浄水供給機構を制御する。さらに、便座部25には前述の便座ヒータ3が内蔵されており、本体部23には乾燥用の温風供給装置(図示せず)と、脱臭装置(図示せず)と、室内暖房用の室暖装置(図示せず)が収められている。温風供給装置と室暖装置にはそれぞれ前述の乾燥ヒータ4と室暖ヒータ5とが内臓されている。   A toilet seat 25 and a lid 26 are attached to the main body 23 so as to be freely opened and closed. Further, the main body portion 23 is provided with a cleaning water supply mechanism including a nozzle portion 27 and a control portion is incorporated. The control unit of the main body unit 23 controls the cleaning water supply mechanism based on a signal transmitted by the remote operation device 24 as will be described later. Furthermore, the toilet seat heater 3 is built in the toilet seat portion 25, and the main body portion 23 has a hot air supply device (not shown) for drying, a deodorizing device (not shown), and a room heating device. A room warming device (not shown) is housed. The warm air supply device and the room warming device incorporate the above-described drying heater 4 and room warming heater 5, respectively.

図3は図2の遠隔操作装置24の一例を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the remote control device 24 of FIG.

図2に示すように、遠隔操作装置24は、複数のLED(発光ダイオード)28、複数の調整スイッチ29〜34、おしりスイッチ35、ビデスイッチ36、乾燥スイッチ37、脱臭スイッチ38、室暖スイッチ39および停止スイッチ40を備える。   As shown in FIG. 2, the remote control device 24 includes a plurality of LEDs (light emitting diodes) 28, a plurality of adjustment switches 29 to 34, a butt switch 35, a bidet switch 36, a drying switch 37, a deodorizing switch 38, and a room warming switch 39. And a stop switch 40.

使用者により調整スイッチ29〜34、おしりスイッチ35、ビデスイッチ36、乾燥スイッチ37、脱臭スイッチ38、室暖スイッチ39および停止スイッチ40が押下操作される。それにより、遠隔操作装置24は、後述する衛生洗浄装置21の本体部23に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部23の制御部は、遠隔操作装置24より無線送信される所定の信号を受信し、洗浄水供給機構等を制御する。   The user presses down the adjustment switches 29 to 34, the butt switch 35, the bidet switch 36, the drying switch 37, the deodorizing switch 38, the room warming switch 39, and the stop switch 40. Thereby, the remote operation device 24 wirelessly transmits a predetermined signal to a control unit provided in the main body 23 of the sanitary washing device 21 described later. The control unit of the main body unit 23 receives a predetermined signal wirelessly transmitted from the remote operation device 24, and controls the washing water supply mechanism and the like.

例えば、使用者が、おしりスイッチ35またはビデスイッチ36を押下操作することにより図2の本体部23のノズル部27が移動して洗浄水が噴出する。調整スイッチ31の「高」を押下操作することにより図2の本体部23の洗浄水供給機構の温水器の温水温度
目標値が変更され、温水温度が上昇する。停止スイッチ40を押下操作することによりノズル部27からの洗浄水の噴出が停止する。
For example, when the user depresses the butt switch 35 or the bidet switch 36, the nozzle part 27 of the main body part 23 in FIG. 2 moves and the washing water is ejected. By depressing “high” of the adjustment switch 31, the hot water temperature target value of the water heater of the washing water supply mechanism of the main body 23 in FIG. 2 is changed, and the hot water temperature rises. By depressing the stop switch 40, the ejection of the washing water from the nozzle portion 27 is stopped.

また、乾燥スイッチ37を押下操作することにより人体の局部に対して衛生洗浄装置21の温風供給装置(図示せず)より温風が噴出される。脱臭スイッチ38を押下操作することにより衛生洗浄装置21の脱臭装置(図示せず)により周辺の脱臭が行われる。さらに室暖スイッチ39を押下操作することによりトイレ全体に衛生洗浄装置21の室暖装置(図示せず)より温風が噴出される。   Further, when the drying switch 37 is pressed, hot air is jetted from a hot air supply device (not shown) of the sanitary washing device 21 to a local part of the human body. By depressing the deodorizing switch 38, the deodorizing device (not shown) of the sanitary washing device 21 deodorizes the surrounding area. When the room warming switch 39 is further pressed, warm air is jetted from the room warming device (not shown) of the sanitary washing device 21 to the entire toilet.

使用者が、調整スイッチ29〜34を押下操作することにより、おしりスイッチ35やビデスイッチ36を押下操作中であれば、図2の衛生洗浄装置21の本体部23のノズル部27の位置が変化したり、ノズル部27より噴出される洗浄水の温度が変化したり、ノズル部27より噴出される洗浄水の圧力が変化する。また、乾燥スイッチ37や室暖スイッチ39を押下操作中であれば、温風温度が変化する。さらに、調整スイッチ29〜34の押下に伴って複数のLED(発光ダイオード)28が点灯する。   If the user depresses the adjustment switches 29 to 34 and the butt switch 35 or the bidet switch 36 is being depressed, the position of the nozzle portion 27 of the main body 23 of the sanitary washing device 21 in FIG. 2 changes. Or the temperature of the wash water ejected from the nozzle part 27 changes, or the pressure of the wash water ejected from the nozzle part 27 changes. If the drying switch 37 or the room warming switch 39 is being pressed, the warm air temperature changes. Furthermore, a plurality of LEDs (light emitting diodes) 28 are turned on as the adjustment switches 29 to 34 are pressed.

以下、本発明の一実施例の衛生洗浄装置の洗浄水供給機構について説明を行う。図4は本発明の一実施例の衛生洗浄装置の洗浄水供給機構の構成を示す模式図である。   Hereinafter, a cleaning water supply mechanism of a sanitary cleaning device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the cleaning water supply mechanism of the sanitary cleaning device according to one embodiment of the present invention.

洗浄水供給機構は図1で説明した制御手段の、温水ヒータ2を制御する構成である。   The washing water supply mechanism is configured to control the hot water heater 2 of the control means described in FIG.

図4に示す本体部23は、制御部41、分岐水栓42、ストレーナ43、逆止弁44、定流量弁45、止水電磁弁46、流量センサ47、熱交換器48、給水温度センサ49、温水温度センサ50、サーモスタット51、ポンプ52、切替弁53およびノズル部27を含む。また、ノズル部27は、おしりノズル54、ビデノズル55およびノズル洗浄用ノズル56を含む。   The main body 23 shown in FIG. 4 includes a control unit 41, a branch tap 42, a strainer 43, a check valve 44, a constant flow valve 45, a water stop electromagnetic valve 46, a flow sensor 47, a heat exchanger 48, and a water supply temperature sensor 49. , A hot water temperature sensor 50, a thermostat 51, a pump 52, a switching valve 53 and a nozzle part 27. The nozzle unit 27 includes a buttocks nozzle 54, a bidet nozzle 55, and a nozzle cleaning nozzle 56.

温水温度センサ50は図1における温度検出部11の中のひとつのセンサである。   The hot water temperature sensor 50 is one sensor in the temperature detection unit 11 in FIG.

図4に示すように、水道配管57に分岐水栓42が介挿される。また、分岐水栓42と熱交換器48との間に接続される配管58に、ストレーナ43、逆止弁44、定流量弁45、止水電磁弁46、流量センサ47および給水温度センサ49が順に介挿されている。さらに、熱交換器48と切替弁53との間に接続される配管59に、温水温度センサ50およびポンプ52が介挿されている。   As shown in FIG. 4, a branch tap 42 is inserted in the water pipe 57. In addition, a strainer 43, a check valve 44, a constant flow valve 45, a water stop electromagnetic valve 46, a flow sensor 47, and a feed water temperature sensor 49 are connected to a pipe 58 connected between the branch faucet 42 and the heat exchanger 48. They are inserted in order. Further, a hot water temperature sensor 50 and a pump 52 are inserted in a pipe 59 connected between the heat exchanger 48 and the switching valve 53.

まず、水道配管57を流れる浄水が、洗浄水として分岐水栓42によりストレーナ43に供給される。ストレーナ43により洗浄水に含まれるごみや不純物等が除去される。次に、逆止弁44により配管58内における洗浄水の逆流が防止される。そして、定流量弁45により配管58内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。   First, the purified water flowing through the water pipe 57 is supplied to the strainer 43 by the branch faucet 42 as cleaning water. The strainer 43 removes dust and impurities contained in the cleaning water. Next, the check valve 44 prevents backflow of the cleaning water in the pipe 58. And the flow volume of the washing water which flows through the piping 58 by the constant flow valve 45 is maintained constant.

また、ポンプ52と切替弁53との間にはリリーフ管60が接続され、止水電磁弁46と流量センサ47との間には、逃がし水配管61が接続されている。リリーフ配管60には、リリーフ弁62が介挿されている。リリーフ弁62は、配管59の特にポンプ52の下流側の圧力が所定値を超えると開成し、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止する。一方、定流量弁45によって流量が調節され供給される洗浄水のうちポンプ52で吸引されない洗浄水を逃がし水配管60から放出する。これにより、水道供給圧に左右されることなくポンプ52には所定の背圧が作用することになる。   A relief pipe 60 is connected between the pump 52 and the switching valve 53, and a relief water pipe 61 is connected between the water stop electromagnetic valve 46 and the flow rate sensor 47. A relief valve 62 is inserted in the relief pipe 60. The relief valve 62 is opened when the pressure on the downstream side of the pipe 52, particularly the downstream side of the pump 52, exceeds a predetermined value, and prevents problems such as damage to the equipment and disconnection of the hose at the time of abnormality. On the other hand, of the wash water supplied with the flow rate adjusted by the constant flow valve 45, the wash water that is not sucked by the pump 52 is released and discharged from the water pipe 60. Thereby, a predetermined back pressure acts on the pump 52 without being influenced by the water supply pressure.

次いで、流量センサ47は、配管58内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部41に測定流量値を与える。また、給水温度センサ49は、配管58内を流れる洗浄水の温度を
測定し、制御部41に温度測定値を与える。
Next, the flow rate sensor 47 measures the flow rate of the cleaning water flowing in the pipe 58 and gives the measured flow rate value to the control unit 41. Further, the feed water temperature sensor 49 measures the temperature of the cleaning water flowing in the pipe 58 and gives a temperature measurement value to the control unit 41.

続いて、熱交換器48には、温水ヒータ2が内臓され、制御部41により与えられる制御信号に基づいて、温水ヒータ2が通電制御され、配管58を通して供給された洗浄水を加熱する。温水温度センサ50は、熱交換器11により加熱される洗浄水の温度を測定し、温水温度信号を制御部41に与え、制御部41は温水温度が所望の温水温度目標値となるように温水ヒータ2の加熱量をフィードバック制御する。サーモスタット51は、熱交換器48からの温水温度を検知し、所定の温度を超過した場合に温水ヒータ2への電力供給を遮断する。   Subsequently, the hot water heater 2 is built in the heat exchanger 48, and the hot water heater 2 is energized and controlled based on a control signal given by the control unit 41 to heat the wash water supplied through the pipe 58. The hot water temperature sensor 50 measures the temperature of the wash water heated by the heat exchanger 11 and gives a hot water temperature signal to the control unit 41. The control unit 41 sets the hot water temperature so that the hot water temperature becomes a desired hot water temperature target value. The heating amount of the heater 2 is feedback controlled. The thermostat 51 detects the temperature of the hot water from the heat exchanger 48 and shuts off the power supply to the hot water heater 2 when a predetermined temperature is exceeded.

なお、上述の所望の温水温度目標値は、遠隔操作装置24の調整スイッチ31,32により設定される値であり、図1の温度設定部10の設定項目のひとつを表している。   The desired hot water temperature target value described above is a value set by the adjustment switches 31 and 32 of the remote control device 24, and represents one of the setting items of the temperature setting unit 10 in FIG.

ポンプ52は、熱交換器48により加熱された洗浄水を制御部41により与えられる制御信号に基づいて、切替弁53に圧送する。切替弁53は、制御部41により与えられる制御信号に基づいて、ノズル部27のおしりノズル54、ビデノズル55およびノズル洗浄用ノズル56のいずれか1つに洗浄水を供給する。それにより、おしりノズル54、ビデノズル55およびノズル洗浄用ノズル56のいずれか1つより洗浄水が噴出される。   The pump 52 pumps the cleaning water heated by the heat exchanger 48 to the switching valve 53 based on a control signal given by the control unit 41. The switching valve 53 supplies cleaning water to any one of the assault nozzle 54, the bidet nozzle 55, and the nozzle cleaning nozzle 56 of the nozzle unit 27 based on a control signal given by the control unit 41. Accordingly, the cleaning water is ejected from any one of the buttocks nozzle 54, the bidet nozzle 55 and the nozzle cleaning nozzle 56.

洗浄水供給機構における制御部41は、図2の遠隔操作装置24から無線送信される信号、流量センサ47から与えられる測定流量値、給水温度センサ49から与えられる温度測定値および温水温度センサ50から与えられる温水温度信号に基づき止水電磁弁46、熱交換器48、ポンプ52および切替弁53に対して制御信号を与える。   The control unit 41 in the washing water supply mechanism receives a signal wirelessly transmitted from the remote operation device 24 in FIG. 2, a measured flow rate value given from the flow rate sensor 47, a temperature measurement value given from the feed water temperature sensor 49, and a hot water temperature sensor 50. A control signal is given to the water stop solenoid valve 46, the heat exchanger 48, the pump 52, and the switching valve 53 based on the given hot water temperature signal.

次に図1で説明した制御手段における位相制御の動作の説明をする。   Next, the phase control operation in the control means described with reference to FIG. 1 will be described.

図5は、ゆらぎ制御部15に与えた電源サイクル毎の点弧位相角の変化を示す図であり、同図の点線で示す点弧角の所定基準値αを中心として各サイクル(全波)毎に異なる変化角度(Δαn)だけ変化した点弧角α1、α2、αnで夫々1サイクル目、2サイクル目、nサイクル目の点弧角を変化させている。尚、各サイクルの正負のサイクルの点弧角は同一である。   FIG. 5 is a diagram showing a change in the ignition phase angle for each power supply cycle given to the fluctuation control unit 15. Each cycle (full wave) is centered on a predetermined reference value α of the ignition angle indicated by the dotted line in FIG. The firing angles of the first cycle, the second cycle, and the nth cycle are changed at the firing angles α1, α2, and αn, which are changed by different variation angles (Δαn). In addition, the firing angle of the positive / negative cycle of each cycle is the same.

(表1)は、ゆらぎ制御部9が点弧角の所定基準値αに与える図5ついて述べたゆらぎ角度(Δθn)のサイクル順の条件表の1例であり、変化角度の最高値をレベル1で±1.13度、レベル2で±2.26度、レベル3で±3.4度、レベル4で±4.53度とし、正と負の最大値間を15段階に分けて乱数表によりサイクル順に割り当てて変化させた例を示す。   (Table 1) is an example of a condition table in the cycle order of the fluctuation angle (Δθn) described with reference to FIG. 5 given by the fluctuation control unit 9 to the predetermined reference value α of the firing angle. 1 is ± 1.13 degrees, Level 2 is ± 2.26 degrees, Level 3 is ± 3.4 degrees, Level 4 is ± 4.53 degrees, and random numbers are divided into 15 levels between the positive and negative maximum values. The table shows an example of assignment and change in order of cycle.

(表1)の左段のnは1から15まで変わると再び1に戻り、同じゆらぎを繰り返すため、ゆらぎ変化は周期的に同じ変化を繰り返すことになる。   When n on the left side of (Table 1) changes from 1 to 15, it returns to 1 again and repeats the same fluctuation. Therefore, the fluctuation change periodically repeats the same change.

ゆらぎの角度の種類(乱数の個数)は、多いほど偏りのない乱数を得られるが、多すぎるとゆらぎの周期が長くなり、短時間に電源高調波を測定すると測定毎に違った結果が得られるという不具合が起こる。   As the number of fluctuation angles (number of random numbers) increases, more random numbers can be obtained. However, if the number is too large, the fluctuation cycle becomes longer, and if power harmonics are measured in a short time, different results are obtained for each measurement. The trouble that it is done occurs.

(表1)において、レベル1の条件では1サイクル目を所定基準値+1.13度とし、2サイクル目では所定基準値−0.16度として以下15サイクルを1周期として夫々のサイクルでの点弧角を変化させた。   In (Table 1), in the level 1 condition, the first cycle is a predetermined reference value + 1.13 degrees, and in the second cycle, the predetermined reference value is -0.16 degrees, and the following 15 cycles are one cycle. The arc angle was changed.

なおレベル0はゆらぎ変化を与えないことを示す。   Level 0 indicates no fluctuation change.

上のように構成された衛生洗浄装置を用いて温水ヒータ2の発熱量を制御した場合の動作、作用を以下説明する。   The operation and action when the amount of heat generated by the hot water heater 2 is controlled using the sanitary washing apparatus configured as described above will be described below.

1200ワットの温水ヒータ2の負荷において、表1のゆらぎ変化角度表の条件を加えた場合と加えない場合の高調波発生の状況と照明のフリッカの発生を調べた結果を以下述べる。   In the load of the hot water heater 2 of 1200 watts, the results of examining the generation of harmonics and the occurrence of lighting flicker with and without the conditions of the fluctuation change angle table of Table 1 are described below.

図6は、点弧角の所定基準値を90度(発熱量約600ワット)として、表1のゆらぎ角度表のレベル3の変化を加えて位相制御した時、所定の許容範囲をJIS C6100
0−3−2限度値―高調波電流発生限度値として、これに基づいて行なった実験による第40次までの電源高調波電流の分布を示す。
FIG. 6 shows that when a predetermined reference value of the firing angle is 90 degrees (a calorific value of about 600 watts) and phase control is performed by adding a level 3 change in the fluctuation angle table of Table 1, the predetermined allowable range is JIS C6100.
The distribution of power harmonic currents up to the 40th order is shown as an experiment based on 0-3-2 limit value-harmonic current generation limit value.

同図6に於いて、白色の線は高調波の次数毎のJIS C61000−3−2に規定された限度値(以下限度値という)を示し、黒色の線は実測値を示す。   In FIG. 6, a white line indicates a limit value (hereinafter referred to as a limit value) defined in JIS C61000-3-2 for each harmonic order, and a black line indicates an actual measurement value.

いずれの高調波も限度値を下回り、40次までの各次数の高調波の限度値と実測値との比率を示す余裕度の内の最少の余裕度は35.1%を示す良好な結果が得られ、同時に行なった照明器具のフリッカ試験でもフリッカが観測されなかった。   All the harmonics are below the limit value, and the minimum margin among the margins indicating the ratio between the limit value of the harmonics of each order up to the 40th order and the actual measurement value is 35.1%. The flicker was not observed in the flicker test of the lighting fixtures obtained at the same time.

図7は、点弧角の所定基準値を90度として、ゆらぎ変化なしの時の電源高調波電流の分布を示す。実測値は13次高調波電流から上の奇数次高調波電流が全て限度値を超過していることで、高調波電流の発生が大きいことを示している。また、同時に行なった照明器具のフリッカ試験ではフリッカが観測されなかった。   FIG. 7 shows the distribution of the power supply harmonic current when the predetermined reference value of the firing angle is 90 degrees and there is no fluctuation change. The actually measured values indicate that the generation of harmonic currents is large because all the odd-order harmonic currents above the 13th-order harmonic currents exceed the limit values. In addition, flicker was not observed in the flicker test of the lighting equipment performed at the same time.

図6と図7を比較すると図6では偶数次高調波電流が生じていて、点弧角のゆらぎ変化により高調波電流の分散が生じていると判断できる。   When FIG. 6 is compared with FIG. 7, it can be determined that even-order harmonic currents are generated in FIG. 6 and that harmonic currents are dispersed due to fluctuations in the firing angle.

さらに図7では電源周波数の整数倍の周波数の電流成分しか表示されていないが、本発明のように点弧角をランダムにゆらがせると高調波電流の周波数成分は、電源周波数の整数倍以外の周波数にも発生する。   Further, in FIG. 7, only current components having a frequency that is an integral multiple of the power supply frequency are displayed. However, if the firing angle is randomly varied as in the present invention, the frequency component of the harmonic current is not an integral multiple of the power supply frequency. It also occurs at other frequencies.

(表1)におけるゆらぎ変化は周期的に同じ変化を繰り返しており、この繰り返し周波数は本実施の形態の場合は、電源周波数60Hzの15分の1の4Hzとなる。実はゆらがせた場合の高調波電流の周波数成分は、乱数が一巡する周期に依存し、乱数が15個では電源周波数の15サイクルで一巡するので、電源周波数の整数倍の各周波数を中心に4Hz間隔で分散される。例えば180Hzの3次高調波電流は、揺らがせると180Hzを中心に高い方では184Hz、188Hz、192Hz、・・・、低い方では176Hz、172Hz、168Hz、・・・と、電源周波数の整数倍のところにあった高調波電流成分が4Hz間隔で周囲の周波数に分散され、結果的に高いレベルの高調波電流成分が減少する。   The fluctuation change in (Table 1) periodically repeats the same change, and in the case of the present embodiment, the repetition frequency is 4 Hz which is 1/15 of the power supply frequency 60 Hz. Actually, the frequency component of the harmonic current in the case of the fluctuation depends on the cycle of the random number, and when the number of random numbers is 15, the cycle of the power source frequency is 15 cycles. Distributed at 4 Hz intervals. For example, 180 Hz third harmonic current is 184 Hz, 188 Hz, 192 Hz,..., And 176 Hz, 172 Hz, 168 Hz,... The harmonic current components present there are distributed to the surrounding frequencies at intervals of 4 Hz, and as a result, high level harmonic current components are reduced.

図8は点弧角の所定基準値を90度として、表1のゆらぎ角度表のレベル3の変化を加えて位相制御した時のフーリエ解析結果である。縦軸は高調波電流レベルの相対値であり、ひずみのない60Hzの正弦波の振幅を基準の1としたものである。   FIG. 8 shows the Fourier analysis result when the predetermined reference value of the firing angle is 90 degrees and the phase is controlled by adding the level 3 change in the fluctuation angle table of Table 1. The vertical axis represents the relative value of the harmonic current level, and the amplitude of a 60 Hz sine wave without distortion is set to 1 as a reference.

このように点弧角をゆらがせた場合は、電源周波数60Hzの奇数倍の各周波数を中心に4Hz間隔で分散された高調波電流が存在している。   In this way, when the firing angle is fluctuated, there are harmonic currents distributed at intervals of 4 Hz around each frequency that is an odd multiple of the power supply frequency of 60 Hz.

図9は図8との比較のために点弧角の所定基準値を90度として、+3.4度と−3.4度の2つの点弧角を1サイクル毎に交番させて位相制御した時のフーリエ解析結果である。電源周波数の2サイクル毎に同じ点弧角が繰り返されるため、30Hzの奇数倍の周波数のところに高調波電流が存在している。しかもこの30Hzの奇数倍の高調波電流は990Hzから2130Hzの周波数において60Hzの奇数倍の高調波電流レベルよりも高くなっている。さらに、図9の30Hzの奇数倍の高調波電流は、点弧角をゆらがせた場合の図8の同じ周波数の高調波電流レベルよりもかなり高いレベルの高調波電流となっている。さらに付け加えると、乱数の種類を15個よりも多く、例えば45個にすると、乱数が一巡する周期が電源周波数の45サイクルになるため電源周波数60Hzの45分の1の1.33Hzとなり、電源周波数の整数倍のところにあった高調波電流成分がさらに細かい1.33Hz間隔で周囲の周波数にさらに細かく分散され、結果的に高いレベ
ルの高調波電流成分がさらに減少することになる。
For comparison with FIG. 8, the predetermined reference value of the firing angle is set to 90 degrees, and phase control is performed by alternating two firing angles of +3.4 degrees and -3.4 degrees every cycle. It is a Fourier analysis result of time. Since the same firing angle is repeated every two cycles of the power supply frequency, a harmonic current exists at a frequency that is an odd multiple of 30 Hz. Moreover, this odd harmonic current of 30 Hz is higher than the odd harmonic current level of 60 Hz at a frequency of 990 Hz to 2130 Hz. Furthermore, the harmonic current of an odd multiple of 30 Hz in FIG. 9 is a harmonic current having a level considerably higher than the harmonic current level of the same frequency in FIG. 8 when the firing angle is fluctuated. In addition, if the number of types of random numbers is more than 15, for example, 45, the cycle in which the random number circulates is 45 cycles of the power supply frequency. The harmonic current component that was an integer multiple of is further finely distributed to the surrounding frequency at finer 1.33 Hz intervals, and as a result, the higher level harmonic current component is further reduced.

図10は、点弧角の所定基準値を90度とし、(表1)に示すゆらぎ角度変化表のレベル1から4までと、ゆらぎ変化なしの条件(レベル0)での最少余裕率の観測データを示す図である。   FIG. 10 shows the observation of the minimum margin rate when the predetermined reference value of the firing angle is 90 degrees, the level 1 to 4 of the fluctuation angle change table shown in (Table 1), and the condition without fluctuation change (level 0). It is a figure which shows data.

最小余裕率は、ゆらぎ変化なしでは−42%、ゆらぎ変化レベル1では−30%、レベル2では−0.3%限度値を超えているが、レベル3では35.1%、レベル4では36.5%の余裕が生じている。このとき、同時に行なったフリッカの観測ではゆらぎ変化のレベル0からレベル3までは観測されなかったが、レベル4ではわずかにフリッカが観測された。これは、レベル4では変化幅がレベル3よりも大きくなっているが、変化幅が大きくなりすぎるとフリッカ現象を誘引するからである。従って、所定の許容範囲をJISの基準とした場合に、最少余裕率とフリッカの観測からレベル3のゆらぎ変化で良好な結果を得ることができた。従って、1200Wの電熱負荷に於ける点弧角の所定基準値が90度の場合のゆらぎ変化はレベル3が最も好ましい値となった。   The minimum margin rate is −42% without fluctuation change, −30% for fluctuation change level 1 and −0.3% limit for level 2 but 35.1% for level 3 and 36 for level 4 There is a margin of 5%. At this time, the flicker observed at the same time was not observed from level 0 to level 3 of the fluctuation change, but at level 4, a slight flicker was observed. This is because the change width at level 4 is larger than that at level 3, but if the change width becomes too large, the flicker phenomenon is induced. Therefore, when a predetermined allowable range is set as a JIS standard, a satisfactory result can be obtained with a level 3 fluctuation change from the observation of the minimum margin ratio and flicker. Therefore, level 3 is the most preferable value for fluctuation change when the predetermined reference value of the firing angle at the electric heating load of 1200 W is 90 degrees.

本実施の形態の発熱量制御方法で衛生洗浄装置の加熱器が制御される場合、商用電源の配電盤から分岐された屋内配線の末端で並列に、または隣接して接続される電気機器に照明器具が含まれる場合、その照明器具のフリッカ現象の発生が防止される。通常、家庭内で使用される衛生洗浄装置は、交流電源の配線の都合上室内の照明機器と隣接して接続される可能性が非常に高く、照明との同時使用において、フリッカ現象が生じると使用者に非常に不快感を与えることになる。よって、高調波の許容範囲における余裕率とフリッカ現象発生状況によるゆらぎ変化レベルの決定は、必要不可欠である。よって、本実施の形態のように所定の許容範囲に対する余裕率と、フリッカ現象の発生に基づいて点弧角を揺らがせ変動させるレベルを決定することが望ましいが、そうでない電気機器の制御においては、余裕率にのみ基づいて決定してもよい。   When the heater of the sanitary washing device is controlled by the calorific value control method of the present embodiment, the lighting apparatus is connected to the electrical equipment connected in parallel or adjacent to the end of the indoor wiring branched from the distribution board of the commercial power supply Is included, the flicker phenomenon of the lighting fixture is prevented. In general, sanitary washing devices used in the home are very likely to be connected adjacent to lighting equipment in the room due to the wiring of the AC power supply, and flicker occurs when used simultaneously with lighting. This is very uncomfortable for the user. Therefore, it is indispensable to determine a fluctuation change level based on a margin ratio in the allowable range of harmonics and a flicker phenomenon occurrence state. Therefore, as in this embodiment, it is desirable to determine the marginal rate with respect to the predetermined allowable range and the level at which the firing angle is fluctuated and fluctuated based on the occurrence of the flicker phenomenon. The determination may be made based only on the margin rate.

次に、図11はゆらぎ変化をレベル3に固定し、点弧角の所定基準値を55度(発熱量1000W)、74度(発熱量800W)、104度(発熱量400W)、124度(発熱量200W)に変化させて、高調波電流の発生とフリッカを試験したが、最少余裕度が夫々45.3%、27.9%、35.1%、31.6%、40.9%を示しいずれも良好な結果が得られ、フリッカも発生しなかった。   Next, in FIG. 11, the fluctuation change is fixed at level 3, and the predetermined reference value of the firing angle is 55 degrees (heat generation amount 1000 W), 74 degrees (heat generation amount 800 W), 104 degrees (heat generation amount 400 W), 124 degrees ( The generation of harmonic current and flicker were tested by changing the calorific value to 200W, but the minimum margins were 45.3%, 27.9%, 35.1%, 31.6%, 40.9%, respectively. In both cases, good results were obtained and no flicker occurred.

(表1)に示すゆらぎ変化角度について更に説明を加えると、所定基準値に対して位相角を大小に変化させているが、これによりゆらぎ変化分の1周期(乱数の1周期)当たりの平均値をゼロとし、ゆらぎ変化の1周期(15サイクル)毎に所定基準値を実現している。   When the fluctuation change angle shown in (Table 1) is further described, the phase angle is changed to be larger or smaller than the predetermined reference value. By this, the average per cycle (one random number period) of the fluctuation change is obtained. The value is set to zero, and a predetermined reference value is realized for each period (15 cycles) of fluctuation change.

次に所定基準値に対して位相角を全波毎に変化させているが、これは正負のサイクルの実効値が異なると電源に直流分を生じさせ、他の電気器具のトランスに磁気飽和などの悪影響を及ぼすのでこれを避ける為である。   Next, the phase angle is changed for each full wave with respect to a predetermined reference value, but this causes a direct current component in the power supply if the effective value of the positive and negative cycles is different, and magnetic saturation is caused in the transformer of other electrical equipment. This is to avoid this because it has an adverse effect.

しかしながら、ゆらぎ変化の1周期は15サイクルで構成しているので表1の表には無いが、ゆらぎ変化の最初の1周期と次の1周期で変化の方向を逆にすれば電源に悪影響を及ぼすことも無く半波毎に変化させることも出来、より細かく高調波電流の分散化を行うことが出来る。   However, since one cycle of fluctuation change is composed of 15 cycles, it is not shown in Table 1. However, if the direction of change is reversed between the first cycle and the next cycle of fluctuation change, the power supply will be adversely affected. It can be changed every half wave without affecting, and the harmonic current can be more finely distributed.

更に、表1では所定基準値に対してゆらぎ変化を所定の範囲内で変化させて、高調波電流の分散化を規制し、照明のフリッカ現象の発生を防いでいる。   Furthermore, in Table 1, the fluctuation change with respect to a predetermined reference value is changed within a predetermined range, thereby restricting the dispersion of harmonic currents and preventing the occurrence of lighting flicker.

更に、所定基準値に対してゆらぎ変化の変動幅を予め設定した値に決めている。これは負荷の消費電力が小さくなれば表1のゆらぎ変化角度表より少ないステップ数と少ないゆらぎ変化巾で高調波電流の削減が可能である。   Furthermore, the fluctuation range of the fluctuation change with respect to the predetermined reference value is set to a preset value. If the power consumption of the load is reduced, the harmonic current can be reduced with a smaller number of steps and a smaller fluctuation change width than the fluctuation change angle table of Table 1.

更に、ゆらぎ点弧角を決める場合には、図11に示す様に点弧角が0度又は180度へ近づくにつれて、最小余裕度が大きくなる傾向があり、概ね点弧角30度以下と150度以上では、同一の点弧角の変動幅に対する電力変化も小さくなるのでフリッカの発生も減少し、ゆらぎ変化の変化巾を小さくしたり、変化ステップを少なくすることができる。更に、点弧角が0度、又は180度近辺では変動幅をもうけなくても高調波電流の発生は少なく、点弧角度が0度より進んで点弧の失敗を生じたり、又は180度より遅れて逆位相で誤点弧することを防止できる。   Further, when determining the fluctuation firing angle, the minimum margin tends to increase as the firing angle approaches 0 degree or 180 degrees as shown in FIG. Above the degree, the change in power with respect to the fluctuation range of the same firing angle is reduced, so that the occurrence of flicker is reduced, and the change range of fluctuation change can be reduced or the change step can be reduced. Furthermore, when the firing angle is 0 degree or in the vicinity of 180 degrees, the generation of the harmonic current is small even if the fluctuation range is not provided, and the firing angle advances from 0 degrees to cause the firing failure or from 180 degrees. It is possible to prevent erroneous ignition in the reverse phase with a delay.

本実施の形態の機器制御においては、望ましくは、点弧角の所定基準値が0度又は180度の±5度以内で制御する場合であれば、変動させなくても、本実施の形態による所定の許容範囲を逸脱することなく、高調波の発生を低減させることが可能となる。   In the device control of the present embodiment, desirably, if the predetermined reference value of the firing angle is controlled within ± 5 degrees of 0 degrees or 180 degrees, it is possible to perform the control according to the present embodiment without changing. It is possible to reduce the generation of harmonics without departing from the predetermined allowable range.

更に、(表1)に示すゆらぎ変化レベルと周期は、便座ヒータ、乾燥ヒータ、室暖ヒータなど負荷の種類とワットの大きさが異なれば、他のゆらぎ変化角度と周期の条件でも高調波電流を限度値以下に削減し、照明器具へのフリッカの発生を防ぐことができるので、表1の条件に制約されることはない。   Furthermore, the fluctuation change level and period shown in (Table 1) are higher than the harmonic current even if other fluctuation change angle and period conditions are used, such as toilet seat heater, drying heater, room heater, etc. Can be reduced below the limit value and flickering in the lighting fixture can be prevented, so that the conditions in Table 1 are not constrained.

更に、ゆらぎ変化を起こすための乱数を表1のような表形式で持たずに最長系列符号で生成するようにすれば、制御をつかさどるマイクロコンピュータの処理も更に簡単に行えるようになる。   Further, if the random number for causing the fluctuation change is generated in the longest sequence code without having the table format as shown in Table 1, the processing of the microcomputer that controls the control can be performed more easily.

更に最長系列符号を3ビット以上とすることで、ゆらぎ変化の1周期を15サイクルにでき実質上偏りのない乱数を生成できる。   Furthermore, by setting the longest sequence code to 3 bits or more, one cycle of fluctuation change can be set to 15 cycles, and a random number with substantially no bias can be generated.

図12は、本発明の実施の形態1における温水器48の発熱量制御方法を説明するフローチャートであり、繰り返し行なわれる主ループに関してのみ記述している。図12においてSTEP1は電源1の電圧波形を観測し電圧がゼロボルトになるゼロクロス点を検出するもので、検出できた場合にはSTEP2へ、できなかった場合にはSTEP12へ分岐する。   FIG. 12 is a flowchart for explaining the method of controlling the amount of heat generated by water heater 48 in the first embodiment of the present invention, and only describes the main loop that is repeatedly performed. In FIG. 12, STEP1 observes the voltage waveform of the power supply 1 and detects the zero cross point at which the voltage becomes zero volts. If it can be detected, it branches to STEP2, and if not, it branches to STEP12.

STEP2からSTEP11まではゼロクロス点を検出した直後に処理が行なわれるもので、まずSTEP2ではタイマーをリセットする。このタイマーはマイクロコンピュータの中のハードウェアで構成されたものであり、プログラムの実行とは独立して一定時間ごと(例えば1マイクロ秒ごと)に計数していくものである。プログラムからはTimという変数を通じてこのタイマー値を読み出したり、値を設定したりすることができる。   From STEP2 to STEP11, processing is performed immediately after detecting the zero cross point. First, in STEP2, the timer is reset. This timer is constituted by hardware in the microcomputer, and counts at regular intervals (for example, every 1 microsecond) independently of program execution. From the program, the timer value can be read out and set through a variable Tim.

STEP3はプログラムの中で設定した15進カウンタ変数Cntをインクリメントする。このカウンタは交流電源の全波が何番目の全波かをカウントするためのもので、本実施の形態1では2半波毎に15進カウンタ変数Cntをインクリメントして15進カウンタとしている。つまり計数値は半波毎のゼロクロス点を検出たびに0、0、1、1、2、2、・・・13、13、14、14のように30回検出するまでに、0から14までカウントアップする。そして14の次は0に戻る。   STEP 3 increments the 15-digit counter variable Cnt set in the program. This counter is for counting the number of all waves of the AC power supply. In the first embodiment, the 15-digit counter variable Cnt is incremented every 2 half-waves to form a 15-digit counter. That is, the count value is from 0 to 14 until it is detected 30 times such as 0, 0, 1, 1, 2, 2,... 13, 13, 14, 14 every time a zero-cross point for each half wave is detected. Count up. Then, after 14 it returns to 0.

STEP4は使用者が遠隔操作装置24の調整スイッチ31および32を押下操作して設定した温水温度目標値を温度設定部10を通じて読み出すものである。使用者が頻繁に設定を変更してもすぐに追従できるように、ゼロクロス点を検知するたびに設定値を読み
出すようにしている。
STEP 4 is to read the hot water temperature target value set by the user by pressing down the adjustment switches 31 and 32 of the remote control device 24 through the temperature setting unit 10. The setting value is read each time a zero-cross point is detected so that the user can immediately follow the setting even if the setting is frequently changed.

STEP5は温度検出部11の温水温度センサ50の値を読み出し、温水温度目標値に対して現在の温度との偏差を算定する。   STEP 5 reads the value of the hot water temperature sensor 50 of the temperature detector 11 and calculates a deviation from the current temperature with respect to the hot water temperature target value.

STEP6はSTEP5で算定した結果から温水ヒータ2への要求発熱量を算出する。ここでは公知のPID制御を用いて温度偏差がゼロに近づくようにフィードバック制御をおこなう。たとえば、動作開始直後で設定温度に対し現在の温度が充分に低ければ定格電力の発熱量を算出する。また、たとえば温水温度目標値に対し現在の温水温度がまだ低いが徐々に近づきつつあるときには定格の75%の電力の発熱量を算出するなどの演算を行う。   STEP 6 calculates the required heat generation amount to the hot water heater 2 from the result calculated in STEP 5. Here, feedback control is performed using a known PID control so that the temperature deviation approaches zero. For example, if the current temperature is sufficiently lower than the set temperature immediately after the start of operation, the calorific value of the rated power is calculated. Further, for example, when the current hot water temperature is still lower than the hot water temperature target value but is gradually approaching, an operation such as calculating the heat generation amount of 75% of the rated power is performed.

STEP7はSTEP6で算出した発熱量から基準点弧角を算出する。例えば定格の75%の電力が必要な場合は基準点弧角を60度とする。この計算はプログラム中で三角関数演算を行なってもできるし、所望電力値に点弧角を対応させた表をプログラムで参照するようにしてもできる。   In STEP 7, the reference firing angle is calculated from the calorific value calculated in STEP 6. For example, when 75% of the rated power is required, the reference firing angle is set to 60 degrees. This calculation can be performed by performing a trigonometric function calculation in the program, or by referring to a table in which the desired power value is associated with the firing angle.

STEP8は基準点弧角にゆらぎ変化を与えるか禁止するかの判定を行う。ここでは基準点弧角αが5度(185度)以下か、175度(355度)以上の場合にはゆらぎ変化を禁止するように判定し、STEP9へ進む。一方、基準点弧角αが5度(185度)を超えて且つ175度(355度)未満であれば、ゆらぎ変化を与えるものと判定し、STEP10へ進む。   In STEP 8, it is determined whether or not a fluctuation change is given to the reference firing angle. Here, when the reference firing angle α is 5 degrees (185 degrees) or less or 175 degrees (355 degrees) or more, it is determined that the fluctuation change is prohibited, and the process proceeds to STEP9. On the other hand, if the reference firing angle α is more than 5 degrees (185 degrees) and less than 175 degrees (355 degrees), it is determined that the fluctuation change is given, and the process proceeds to STEP10.

STEP9ではゆらぎ変化を禁止するために、ゆらぎ変化角度Δαnをゼロとして設定
する。
In STEP 9, in order to prohibit the fluctuation change, the fluctuation change angle Δαn is set to zero.

STEP10は予めプログラム中に構成されているゆらぎ変化角度Δαnを取り出せる
表(表1参照)からΔαnを求めている。ここでのnは15進カウンタ変数Cntの値であり、15進カウンタ変数Cntがインクリメントするたびにゆらぎ変化角度Δαn
が切り換る。
STEP 10 obtains Δαn from a table (see Table 1) from which the fluctuation change angle Δαn previously configured in the program can be extracted. Here, n is the value of the decimal counter variable Cnt, and the fluctuation change angle Δαn every time the decimal counter variable Cnt is incremented.
Switches.

STEP11は基準点弧角αにゆらぎ変化角度Δαnを加算した点弧角α+Δαnに相当
する電源電圧波形のゼロクロス点からの遅延時間値τを算出する。その後STEP1に戻る。
STEP 11 calculates a delay time value τ from the zero cross point of the power supply voltage waveform corresponding to the ignition angle α + Δαn obtained by adding the fluctuation change angle Δαn to the reference ignition angle α. Then return to STEP1.

ここで、点弧角から遅延時間値τを算出する場合、日本においては電源周波数が50Hzの場合と60Hzの場合があるため、予め電源周波数がどちらなのかを設定しておく必要があるが、電源投入直後に一回行なえば良い極めて一般的な処理であるため、繰り返し行なわれる主ループに関してのみ説明する本フローチャートではこの電源周波数の判定処理の記述を省略している。   Here, when calculating the delay time value τ from the firing angle, there are cases where the power supply frequency is 50 Hz or 60 Hz in Japan, so it is necessary to set which power supply frequency is in advance. Since this is a very general process that needs to be performed once immediately after the power is turned on, the description of the determination process of the power supply frequency is omitted in this flowchart that describes only the main loop that is repeatedly performed.

一方、STEP1においてゼロクロス点を検出できなかった場合にはSTEP12へ分岐し、タイマーTimの値を調べる。ここで、Timの値がτと等しければ、ゼロクロス点から点弧角α+Δαnに相当する時間が経過しているということでSTEP13へ進む。また、同様にSTEP12においてタイマーTimの値がτに等しくない場合はSTEP1へ戻る。   On the other hand, if the zero cross point cannot be detected in STEP 1, the process branches to STEP 12, and the value of the timer Tim is examined. Here, if the value of Tim is equal to τ, the process proceeds to STEP 13 because the time corresponding to the firing angle α + Δαn has elapsed from the zero cross point. Similarly, if the value of the timer Tim is not equal to τ in STEP12, the process returns to STEP1.

STEP13はトリガーパルスを出力してトライアック6をオンさせ温水ヒータ2に通電を開始する。トライアック6は一度導通すると電流がゼロにならない限り初期のオフ状態には戻らないためマイクロコンピュータからオフの制御はできないが、交流電源電圧が
ゼロクロス点になるとトライアック3を流れる電流もゼロになるためこのゼロクロス点でトライアック6もオフとなり初期状態に戻る。
STEP 13 outputs a trigger pulse to turn on the triac 6 and start energizing the hot water heater 2. Since the triac 6 does not return to the initial off state unless the current becomes zero once it is turned on, it cannot be turned off from the microcomputer. However, when the AC power supply voltage reaches the zero cross point, the current flowing through the triac 3 also becomes zero. At the zero cross point, the triac 6 is also turned off to return to the initial state.

以上のような交流電源の半波の周期に同期して処理が行なわれるプログラム構成により点弧角を変化させる基準電力制御を容易に行なうことができる。   The reference power control for changing the firing angle can be easily performed by the program configuration in which processing is performed in synchronization with the half-wave cycle of the AC power supply as described above.

以上のように本発明の第1の実施の形態では、温度設定部10で使用者が設定した所望の温水温度目標値と、温度検出部11の温水温度センサ50の電気信号との偏差が小さくなるように制御するフィードバック制御について説明したが、便座ヒータ3、乾燥ヒータ4および室暖ヒータ5についても、それぞれの温度設定部10で設定する便座温度目標値、乾燥温度目標値および室暖温度目標値と、温度検出部11で検出する便座温度、乾燥温度および室暖温度をとの偏差が小さくなるようにフィードバック制御する際に、同様の発熱量制御方法を用いることができる。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the deviation between the desired hot water temperature target value set by the user in the temperature setting unit 10 and the electrical signal of the hot water temperature sensor 50 in the temperature detection unit 11 is small. Although the feedback control for controlling the above is described, the toilet seat temperature target value, the drying temperature target value, and the room warming temperature target that are set by the temperature setting unit 10 for the toilet seat heater 3, the drying heater 4, and the room warming heater 5 are also described. A similar calorific value control method can be used when feedback control is performed so that the deviation between the value and the toilet seat temperature, the drying temperature, and the room warming temperature detected by the temperature detector 11 is small.

また、回転数センサを備えた送風機や掃除機などに用いられるモータでも所望の回転数になるように同様にフィードバック制御が用いられている。このようなモータの位相制御において本発明の点弧角を変化させて高調波成分を分散化する方法は有効に作用する。   Similarly, feedback control is used so that a motor used in a blower or a vacuum cleaner provided with a rotation speed sensor has a desired rotation speed. In such motor phase control, the method of dispersing harmonic components by changing the firing angle of the present invention works effectively.

なお、フィードバック制御ではないが、例えば水道水温度や気温などの外的要因に応じて電力を位相制御するフィードフォワード制御もあるが、この場合でもフィードバック制御同様に本発明の点弧角を変化させて高調波成分を分散化する方法は有効である。   In addition, although not feedback control, there is also feedforward control that performs phase control of electric power according to external factors such as tap water temperature and air temperature, but even in this case, the ignition angle of the present invention is changed as in feedback control. Thus, a method of dispersing harmonic components is effective.

一方、電力の位相制御を用いても、電力負荷に対する変動要因が少ない場合や、電力負荷に対する制御精度の要求が低い場合などに、フィードバック制御を行わずに予め設定した基準位相角で位相制御をする一定制御がある。このような一定制御も、センサが不要であり、制御構成が簡単になるので広く用いられている。例えば1200W定格の調理器において電力を600W一定に制御するような場合に、基準点弧角を90度一定にして制御すれば、ほぼ600W一定の電力が得られるので、あえてフィードバック制御をする必要はない。このような一定値制御においても、本発明の点弧角を変化させて高調波成分を分散化する方法は有効に作用する。   On the other hand, even if power phase control is used, phase control is performed at a preset reference phase angle without performing feedback control when there are few fluctuation factors for the power load or when the control accuracy requirement for the power load is low. There is constant control to do. Such constant control is also widely used because it requires no sensor and simplifies the control configuration. For example, when controlling the power at a constant 600 W in a cooker rated at 1200 W, if the reference firing angle is controlled at a constant 90 degrees, a constant power of approximately 600 W can be obtained. Absent. Even in such constant value control, the method of dispersing harmonic components by changing the firing angle of the present invention works effectively.

以上のように、本発明にかかる衛生洗浄装置は、例えば位相制御に最大で±3.4度程度のわずかな変化を15サイクルを1周期として与えることにより位相制御により発生する高調波電流を電源周波数の整数倍以外の周波数成分に分散化することができ、照明器具のフリッカも発生しない。したがって、高ワットの負荷を円滑に制御できるので、電熱負荷のワットコントロール、温度制御、照明器具の明るさ調整、電動機具の回転数制御など多くの特に家庭用など以外にも一般的に使用する電気器具の電力制御方法及び電力制御装置に利用できる。   As described above, the sanitary washing device according to the present invention supplies, for example, a harmonic current generated by the phase control by giving a slight change of about ± 3.4 degrees to the phase control as one cycle for 15 cycles. It can be dispersed into frequency components other than an integral multiple of the frequency, and flickering of the lighting fixture does not occur. Therefore, high wattage load can be controlled smoothly, so it is generally used for many other than home use etc. such as watt control of electric heating load, temperature control, brightness adjustment of lighting equipment, rotation speed control of electric appliances etc. The present invention can be used for a power control method and a power control apparatus for an electric appliance.

本発明の実施形態1における衛生洗浄装置の制御手段のブロック図The block diagram of the control means of the sanitary washing apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施形態1における衛生洗浄装置の斜視図The perspective view of the sanitary washing apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施形態1における衛生洗浄装置の遠隔操作装置の模式図The schematic diagram of the remote control apparatus of the sanitary washing apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施形態1における衛生洗浄装置の洗浄水供給機構の模式図The schematic diagram of the washing water supply mechanism of the sanitary washing apparatus in Embodiment 1 of this invention 同位相制御の点弧角のゆらぎ変化を示す図Diagram showing fluctuation of firing angle of in-phase control 本発明の位相制御のゆらぎ変化時の高調波電流分布を示すグラフThe graph which shows the harmonic current distribution at the time of the fluctuation of the phase control of the present invention 従来の位相制御の高調波電流分布を示すグラフGraph showing harmonic current distribution of conventional phase control 本発明の位相制御のフーリエ解析を示すグラフThe graph which shows the Fourier analysis of the phase control of this invention 従来の位相制御のフーリエ解析を示すグラフGraph showing Fourier analysis of conventional phase control 本発明の位相制御のゆらぎ変化条件と最少余裕度の変化を示すグラフThe graph which shows the fluctuation change condition of the phase control of this invention, and the change of the minimum margin 本発明の位相制御の点弧角の所定基準値と最少余裕度の変化を示すグラフThe graph which shows the change of the predetermined reference value and minimum margin of the starting angle of phase control of the present invention 本発明の制御方法を説明するフローチャートThe flowchart explaining the control method of this invention 従来の衛生洗浄装置の制御手段のブロック図Block diagram of control means of a conventional sanitary washing device

符号の説明Explanation of symbols

2 温水ヒータ(加熱器)
3 便座ヒータ(加熱器)
4 乾燥ヒータ(加熱器)
5 室暖ヒータ(加熱器)
10 温度設定部
11 温度検出部
12 点弧角制御部
14 ゼロクロス点検出部
15 ゆらぎ制御部
21 衛生洗浄装置
2 Hot water heater (heater)
3 Toilet seat heater (heater)
4 Drying heater (heater)
5 Room heater (heater)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Temperature setting part 11 Temperature detection part 12 Firing angle control part 14 Zero cross point detection part 15 Fluctuation control part 21 Sanitary washing apparatus

Claims (15)

加熱器と、前記加熱器を交流電源の位相制御により制御手段を備え、前記制御手段は、電源高調波電流成分を、電源周波数の整数倍以外の周波数成分に分散化するように点弧角を変化させるようにした衛生洗浄装置。 A heater and a control means for controlling the heater by phase control of an AC power supply, wherein the control means sets the firing angle so as to disperse the power harmonic current component into a frequency component other than an integral multiple of the power supply frequency. A sanitary washing device designed to change. 加熱器の発熱量を決定する点弧角の所定基準値を設け、前記所定基準値に対して点弧角を大または小に任意に変化させる請求項1記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to claim 1, wherein a predetermined reference value of an ignition angle for determining a heating value of the heater is provided, and the ignition angle is arbitrarily changed to a large value or a small value with respect to the predetermined reference value. 加熱器の発熱量を決定する点弧角の所定基準値を設け、前記所定基準値に対して点弧角を全波毎に変化させる請求項1記載の衛生洗浄装置。 2. The sanitary washing device according to claim 1, wherein a predetermined reference value of an ignition angle that determines the amount of heat generated by the heater is provided, and the ignition angle is changed for each full wave with respect to the predetermined reference value. 加熱器の発熱量を決定する点弧角の所定基準値を設け、前記所定基準値に対して点弧角を半波毎に変化させる請求項1記載の衛生洗浄装置。 2. The sanitary washing device according to claim 1, wherein a predetermined reference value of an ignition angle for determining a heat generation amount of the heater is provided, and the ignition angle is changed for each half wave with respect to the predetermined reference value. 加熱器の発熱量を決定する点弧角の所定基準値を設け、前記所定基準値に対して点弧角を所定の範囲で変化させる請求項1記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to claim 1, wherein a predetermined reference value of an ignition angle for determining a heating value of the heater is provided, and the ignition angle is changed within a predetermined range with respect to the predetermined reference value. 変化させた点弧角の単位時間当たりの平均角度が略所定基準値となるようにした請求項1から請求項5記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the average angle per unit time of the changed firing angle is substantially a predetermined reference value. 加熱器の発熱量を決定する点弧角の所定基準値を設け、所定基準値に対して点弧角をランダムに変化させる請求項1から請求項6記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to any one of claims 1 to 6, wherein a predetermined reference value of an ignition angle for determining a heating value of the heater is provided, and the ignition angle is randomly changed with respect to the predetermined reference value. ランダムに変化させるための乱数を最長系列符号から生成する請求項7記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to claim 7, wherein a random number for randomly changing is generated from the longest sequence code. 最長系列符号のビット数を3ビット以上とする請求項8記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to claim 8, wherein the number of bits of the longest sequence code is 3 bits or more. 点弧角を所定基準値に対して予め設定した値に基づいて変化させる請求項1から請求項7記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the ignition angle is changed based on a preset value with respect to a predetermined reference value. 加熱器の発熱量を決定する点弧角の所定基準値を設け、前記所定基準値の変化に応じて点弧角の変化させる範囲を変える請求項1から請求項10記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to claim 1, wherein a predetermined reference value of an ignition angle for determining a heating value of the heater is provided, and a range in which the ignition angle is changed is changed according to the change of the predetermined reference value. 点弧角の所定基準値が0度または180度付近では点弧角の変化を停止する請求項2から請求項11記載の衛生洗浄装置。 The sanitary washing device according to any one of claims 2 to 11, wherein the change of the ignition angle is stopped when the predetermined reference value of the ignition angle is around 0 degree or 180 degrees. 交流電源の位相制御により衛生洗浄装置の加熱器の電力を変更し発熱量制御を行なう制御方法において、電源高調波電流成分を、電源周波数の整数倍以外の周波数成分に分散化するように点弧角を変化させる発熱量制御方法。 In a control method that controls the amount of heat generated by changing the power of the heater of the sanitary washing device by phase control of the AC power supply, the power supply harmonic current component is ignited to be distributed to frequency components other than integer multiples of the power supply frequency. A calorific value control method that changes the angle. 電力値を設定するステップと、基準点弧角を設定するステップと、前記基準点弧角に対して揺らがせて点弧角を設定するステップとを備え、前記揺らがせた点弧角の所定回数の半波の平均値は略基準点弧角となることを特徴とした請求項13記載の発熱量制御方法。 A step of setting a power value; a step of setting a reference firing angle; and a step of setting a firing angle by swinging with respect to the reference firing angle, the predetermined number of times of the shaken firing angle. The calorific value control method according to claim 13, wherein an average value of the half-waves is substantially a reference firing angle. 請求項13または14に記載の発熱量制御方法の全てもしくは一部をコンピュータに実行させるためのプログラム。 The program for making a computer perform all or one part of the calorific value control method of Claim 13 or 14.
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