JP3146944B2 - 電気掃除機の制御回路 - Google Patents
電気掃除機の制御回路Info
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Description
御に関するものであり、特に近年の高吸込力化に関する
ものである。
対象の多様化に伴い、電気掃除機の手元操作部でその吸
込力を変化させるものが増えてきており、また塵埃通過
経路にごみセンサを有し、床面等のごみの量に応じて吸
込力を自動制御するものが主流になってきた。
力が低下しそうになるときにおいてモーターに流れる電
流減少を検出することによって、吸込力を高めるように
モーターを制御して快適に掃除ができ、電流の増加を検
出してモーターへの電力供給を減らし、モーターの加熱
防止及びモーターのブラシの耐久性を確保することを目
的としている。
101は掃除機本体(以下、本体と称す)、102はホ
ース、103は手元操作部、104は延長管、105は
床用吸込具である。
図で、1は商用電源、2は負荷であるモーター、3はこ
のモーター2に供給される電流値を検出する電流検出手
段、106はこの電流値をもとに前記モーターへ供給す
る電力量を制御する制御手段、7は制御手段106の制
御信号に応じてモーター2をオン/オフ制御する双方向
性サイリスタ等の駆動手段である。
技術では、モータ電流からモータへの供給電力を制御し
ていた。ところがモータはL負荷であるため、電圧と電
流との間には位相差があった。さらにモータ回転数(電
流値)が変化すると、位相差も変化してしまい、正確な
電力制御が困難であった。
タ特性や機器のばらつきによる電流ー電力変換のばらつ
きを補正するために掃除機の完成品状態で電流ー電力の
変換特性をボリューム等で補正しなければならいという
課題もあった。
解決するもので、モータに供給される電力の増減を検出
することによって、吸込力を可変するようにモーター供
給電力を制御して快適に掃除ができ、かつモーターへの
供給電力の上限値を設定することで、モーターの加熱防
止及びモーターのブラシの耐久性を確保することを目的
としている。
に本発明は、吸込力を発生させるモーターと、このモー
ターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モー
タにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、これら電流
検出手段の出力と電圧検出手段の出力より電力値を演算
する第1演算手段を備え、前記第1演算手段から演算さ
れた電力値を、 前記電流検出手段の検出値のピーク値か
ら風量を算出し、前記風量に応じて予め定めた電力値以
下となるよう制御する構成となっている。
流を電流検出手段が検出する。そしてモーターへ供給す
る電圧値を電圧検出手段が検出する。これら電流値と電
圧値を第1演算手段へ入力し、第1演算手段で演算し電
力量を導き出す。この時、ファンモーターに流れる負荷
電流のピーク電流を検出する。このピーク電流値から風
量を算出し、得られた風量から最適電力量を導き出し、
前記演算された電力量が最適電力量値以下となるように
モーターの位相制御量を変化させる。
照しながら説明する。
あるモーター、3はこのモーター2に供給される電流値
を検出する電流検出手段、4はモーター2に供給される
電圧値を検出する電圧検出手段、5はこれら電流値と電
圧値とから電力を導き出す第1演算手段、6はこの演算
結果をもとに前記モーターへ供給する電力量を制御する
第1制御手段、7は第1制御手段6の制御信号に応じて
モーター2を位相制御する双方向性サイリスタ等の駆動
手段である。
ーター2へ供給される電流値をシャント抵抗や電流トラ
ンス、磁気検出素子(ホール素子)等からなる電流検出
手段3が検出する。そしてモーター2へ供給される電圧
は電圧検出手段4によって検出される。この電流値と電
圧値とを掛け算器である第1演算手段5に入力し供給電
力を導き出す。ところがモーター2はL負荷であるため
図2に示すように、電圧検出手段4の検出電圧vと、電
流検出手段3の検出電流iとの間には位相角θが生じて
いるため掛け算器5の演算結果はP=v*iCOSθと
なる。この電力量Pがある値以下となるように第1制御
手段6は位相制御等の方法により供給電力の制御を行っ
ている。
よって、モーター2に加わる電圧と電流の位相角θは変
動するが、電力量で直接制御しているため、常に正確な
電力制御が可能となる。
て説明する。第1の実施例と同一の動作を行うものには
同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
された半波(または全波)整流手段、12はある周波数
の発振手段、13は前記整流手段11で整流された電圧
値と発振手段12から出力された発振信号とからパルス
幅変調信号を発生させるPWM、14は電流検出手段3
が検出した電流値とパルス幅変調信号とを掛け合わせる
掛け算器とこの掛け算の結果から電力−周波数変換する
PWF変換手段とから構成された第2演算手段である。
4に示すように、まず供給電圧は整流手段11によって
半波整流(a)される。次に発振手段12によって発振
させられた発振信号(b)と整流後の波形(a)とを掛
け合わせることにより、(c)のように供給電圧の高い
ところではパルス幅が狭く、電圧の低いところではパル
ス幅が広いパルス幅変調信号が提供できる。このパルス
幅変調信号(c)と電流値(d)とを掛け合わせること
により、(e)に示すような波形が形成される。そして
(e)の波形をある電圧レベルでクリップすると(f)
に示すようなパルス波形となる。このパルス数から電力
量を導き出すことができる。このように電力量をアナロ
グ量から読み取るのでなく、パルス数というディジタル
量から読み取ることができ、電力量の読み取り構成が簡
単になる。
て説明する。第1,2の実施例と同一の動作を行うもの
には同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
出力するZVP出力手段、22はこのZVPを検出し、
このZVPに同期してサンプリング信号を出力するサン
プリング信号出力手段、23は電流検出手段3が検出し
た電流値をサンプリング信号のタイミングで読み込みア
ナログ−ディジタル変換するA/D手段、24はこのA
/D変換後の信号を入力し、その値とサンプリングのタ
イミングとから電力量を演算する第3演算手段である。
6に示すように、21はまず供給電圧(a)からゼロク
ロスポイントを検出し、そのタイミングでZVPを出力
する(b)。この信号を受信したサンプリング信号出力
手段22はこのZVPを基準としてある周期でサンプリ
ング信号を出力する(b)。このサンプリング信号
(b)に同期して電流値をA/D変換手段23に取り込
みA/D変換する(c)。このA/D変換の結果を第3
演算手段24に送り、各データにサンプリングのタイミ
ングによる重み付けを行う(例えば電圧値の低いタイミ
ングでは小さい、高いタイミングでは大きい値を掛け合
わせる)ことにより、サンプリング値を電力量として扱
う事が可能となる。
信号出力手段22、A/D変換手段23、第3演算手
段、及び制御手段6をマイクロコンピュータで行わせる
ことも可能である。
いて述べてきた。掃除機は、吸い込み口(ノズルの先
等)を空中に浮かした場合など、通常は大風量ではある
が実際にゴミを吸わせることも少ないため供給電力を下
げて、消費電力の低減、モーターの加熱防止、長寿命化
等を行うほうが望ましい。
がら説明する。第1〜3の実施例と同一の動作を行うも
のには同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
はこの風量と電力量からモーター2の最適制御値を設定
する第2制御手段である。
ず、吸気または排気風量を風量検出手段31が検出し、
第2制御手段32に送られる。第2制御手段32ではこ
の風量から図8に示すような風量−電力量の対応グラフ
のようなものに基づいて電力量を定め、電力制御を行っ
ている。例えば、1.2平方メートル/分〜2.0平方
メートル/分の間では最大電力量、2.0平方メートル
/分以上(掃除機の床面吸込具を空中に浮かした場合約
2.2平方メートル/分〜2.3平方メートル/分であ
る)では電力量を下げ、床面吸込具を空中に浮かした場
合では最大電力の75%程度とする等である。
ながら説明する。第1〜4の実施例と同一の動作を行う
ものには同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
出した電流値を商用周波数の1サイクル毎にピークホー
ルドするピーク検出手段、42はこのピーク値と電力量
からモーター2の最適制御値を設定する第3制御手段で
ある。
ず、電流検出手段3が検出した電流値の最大値を商用周
波数の1サイクルまたは半サイクル毎に検出し、その値
を第3制御手段42に送られる。第3制御手段42では
このピーク値から図10に示すようにピーク値−風量変
換を行い、風量−電力の対応グラフのようなものに基づ
いて電力量を定め、電力制御を行っている。
て説明する。以下、第1〜5の実施例と同一部分につい
ては同一符号を用いてその説明を省略する。
作部51から出力される信号と電力量とからモーター2
への供給電力量を定める第4制御手段である。
作部51は使用者により、運転モードの選択、及び運転
の起動や停止を選択され、その結果を第4制御手段52
に出力する構成としている。この結果、操作部51に関
係なく定めた各風量での最大電力量と比較して、操作部
51から送られてきた信号(指定電力量)が大きい場合
は定めた最大電力量で、操作部51からの信号が小さい
場合は、操作部51が設定した電力量でモーター2の制
御を行っている。
次の効果を奏する。
を検出し、電流ピーク値から風量を算出し、前記風量に
応じてモーターへ供給する電力量を予め定め、その値に
応じてモーターを制御するよう構成したことで、より安
価でかつ確実なモーターの電力制御ができる。
ロック図
ロック図
ロック図
ロック図
ロック図
図(b)同電機掃除機の電力−電流特性図
ブロック図
Claims (1)
- 【請求項1】 吸込力を発生させるモーターと、このモ
ーターに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モ
ータにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、これら電
流検出手段の出力と電圧検出手段の出力より電力値を演
算する第1演算手段を備え、前記第1演算手段から演算
された電力値を、前記電流検出手段の検出値のピーク値
から風量を算出し、前記風量に応じて予め定めた電力値
以下となるよう制御する電気掃除機の制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23630495A JP3146944B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 電気掃除機の制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23630495A JP3146944B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 電気掃除機の制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0975279A JPH0975279A (ja) | 1997-03-25 |
JP3146944B2 true JP3146944B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=16998819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23630495A Expired - Fee Related JP3146944B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 電気掃除機の制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3146944B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005013460A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 充電式電気掃除機 |
KR102389311B1 (ko) * | 2020-05-12 | 2022-04-21 | 엘지전자 주식회사 | 전력선 통신이 제공되는 진공 청소기 |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP23630495A patent/JP3146944B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0975279A (ja) | 1997-03-25 |
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