JP4703257B2 - Electric blower drive device - Google Patents

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Description

本発明は、交流電源を駆動源とし整流子モータおよびこのモータにより駆動されるファンを備える電動送風機駆動装置に関する。   The present invention relates to a commutator motor using an AC power source as a driving source and an electric blower driving device including a fan driven by the motor.

交流電源を駆動源とし整流子を備えるモータから構成される電動送風機において、そのモータに流れる電流値を検出し、その検出した電流値に応じて電動送風機の入力電力制御を実施している。このような従来の技術が、例えば、特許文献1などに開示されている。
特開平6−90883号公報
In an electric blower composed of a motor having an AC power source as a drive source and a commutator, a current value flowing through the motor is detected, and input power control of the electric blower is performed according to the detected current value. Such a conventional technique is disclosed in, for example, Patent Document 1.
JP-A-6-90883

モータを駆動している時の電流には、モータ駆動回路が実装された基板上のスイッチング電源等の回路部品や回路パターンの影響で外的ノイズが生じる。この外的ノイズは、入力電力制御の精度を劣化させるため、従来、ノイズフィルタなどによって除去している。   In the current when the motor is driven, external noise is generated due to the influence of circuit components and circuit patterns such as a switching power supply on the substrate on which the motor drive circuit is mounted. This external noise is conventionally removed by a noise filter or the like in order to degrade the accuracy of input power control.

一方、交流電源を駆動源とし、整流子を備えるモータが駆動すると、そのモータに流れる電流には、整流に伴うリップルが生じる。この整流リップルは、モータ整流部の整流状態を正しく反映しており、このリップル成分をノイズフィルタなどで除去するとモータ入力に影響を及ぼす。   On the other hand, when an AC power source is used as a drive source and a motor including a commutator is driven, a ripple accompanying rectification occurs in the current flowing through the motor. This rectification ripple correctly reflects the rectification state of the motor rectification unit. If this ripple component is removed by a noise filter or the like, the motor input is affected.

本願発明は、モータ整流部によって生じるリップル成分や外的ノイズが生じても入力電力の精度を高め適切な制御が出来る制御装置を供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device that can increase the accuracy of input power and perform appropriate control even when a ripple component or external noise generated by a motor rectifier occurs.

交流電源に接続される整流子を備えるモータおよびこのモータにより駆動されるファンとからなる電動送風機と、前記モータに前記整流子を介して流れ整流に伴うリップル成分と外的ノイズ成分を含む電流をスイッチングするスイッチング素子と、前記電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部から全波整流部を介して検出される電流値により、前記スイッチング素子へ出力する制御信号のタイミングを制御し、前記モータに印加される入力電力を制御する制御部とを備えた電動送風機制御装置において、前記制御部は、前記電流検出部が検出した電流検出値を所定の周期でサンプリングして取込む検出値取込手段と、前記検出値取込手段が取込んだ前記電流検出値を所定サンプリング回数分加算して加算値を算出する加算値算出手段と、前記スイッチング素子へ出力する制御信号を決定する出力タイミング決定手段と、を有し、前記加算値算出手段は、前記モータに入力電力が印加されない期間で加算される前記リップル成分が反映されない前記外的ノイズ成分が入っている加算値を第1の加算値とし、前記モータに入力電力が印加される整流全波期間で加算される前記リップル成分が反映されていて前記外的ノイズ成分が入っている加算値を第2の加算値として算出し、前記第1の加算値および前記第2の加算値から前記外的ノイズ成分だけを除去した加算補正値を算出し、前記出力タイミング決定手段は、前記算出された加算補正値と、予め設定した設定値、または、予め設定した関係式に基づいて算出した設定値、とを比較して誤差を求め、この誤差に応じて、前記電動送風機の入力電力が予め設定した範囲になるように、前記スイッチング素子へ出力される制御信号のタイミングを決定するようにした。 An electric blower comprising a motor having a commutator connected to an AC power source and a fan driven by the motor, and a current including a ripple component and an external noise component accompanying the flow rectification through the commutator to the motor. A switching element for switching; a current detection unit for detecting the current; and a current value detected from the current detection unit via a full-wave rectification unit to control timing of a control signal output to the switching element, An electric blower control device comprising a control unit that controls input power applied to the motor, wherein the control unit is configured to detect a detected value that is sampled and captured at a predetermined period by the current detection value detected by the current detection unit. And addition value calculation means for adding the current detection value acquired by the detection value acquisition means for a predetermined number of times to calculate an addition value; Has an output timing determining means for determining a control signal output to the switching element, the addition value calculating means, the ripple component input power is added in a period that is not applied to the motor is not reflected the external The added value including the noise component is set as the first added value, and the ripple component added in the full rectification wave period in which the input power is applied to the motor is reflected, and the external noise component is included. An addition value is calculated as a second addition value, and an addition correction value obtained by removing only the external noise component from the first addition value and the second addition value is calculated. An error is obtained by comparing the calculated addition correction value with a preset setting value or a preset value calculated based on a preset relational expression. To be in the range where the input power of the blower is set in advance, and to determine the timing of the control signal outputted to the switching element.

本発明によれば、モータの電流を検出して、信頼性の高い電動送風機の入力電力制御を実施することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to detect the electric current of a motor and to implement the input electric power control of an electric blower with high reliability.

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

はじめに、電動送風機駆動装置の一実施の形態として移動式の電気掃除機に適用した場合について説明する。図1に移動式の電気掃除機20を示す。   First, the case where it applies to a mobile vacuum cleaner as one embodiment of an electric fan driving device will be described. FIG. 1 shows a mobile vacuum cleaner 20.

図1に示すように、電気掃除機本体21は、上面を開口した下部ケース22とこの下部ケース22の後部上面を閉塞する上部ケース23とを前面を含む周縁にバンパ24を狭持して接合している。そして、前側上面部の開口を閉塞する蓋体25を開閉自在に設けている。さらに、この蓋体25には、使用者に電気掃除機20の状態、例えばゴミの量、を知らせるための報知部40が形成されている。この報知部40は、LED等の発光素子や発音素子などにより構成される。   As shown in FIG. 1, the vacuum cleaner main body 21 has a lower case 22 whose upper surface is opened and an upper case 23 which closes the rear upper surface of the lower case 22 with a bumper 24 sandwiched around the periphery including the front surface. is doing. And the cover body 25 which obstruct | occludes opening of a front side upper surface part is provided so that opening and closing is possible. Further, the lid 25 is formed with a notification unit 40 for notifying the user of the state of the vacuum cleaner 20, for example, the amount of dust. The notification unit 40 includes a light emitting element such as an LED, a sound generation element, and the like.

電気掃除機本体21は、内部の前部に集塵部としての集塵袋27を設け、この集塵袋27の背面側に電動送風機26を配置し、電動送風機26の吸気風を、集塵袋27内を通過させることでこの集塵袋27でゴミを分離し集塵するようになっている。   The vacuum cleaner main body 21 is provided with a dust collection bag 27 as a dust collection part at the front part of the interior, and an electric blower 26 is disposed on the back side of the dust collection bag 27 so that the intake air from the electric blower 26 is collected by dust. By passing through the bag 27, dust is separated and collected by the dust bag 27.

電気掃除機本体21の進行方向となる前側下面に旋回自在な旋回輪(図示せず)を設けている。また、電気掃除機本体21の後側両側面に一対の大径の従動後輪28を設けている。   A swiveling wheel (not shown) that can turn freely is provided on the lower surface on the front side that is the traveling direction of the electric vacuum cleaner main body 21. In addition, a pair of large-diameter driven rear wheels 28 are provided on both rear side surfaces of the vacuum cleaner main body 21.

電気掃除機本体21の前側略中央には、外部から空気を吸引する本体吸込口29を開口している。そして、この本体吸込口29に伸縮自在で湾曲可能な略円筒状のホース体30の一端を連通接続している。前記ホース体30の他端は操作部31に連通している。   A main body suction port 29 that sucks air from the outside is opened at the front center of the vacuum cleaner main body 21. Then, one end of a substantially cylindrical hose body 30 that is extendable and bendable is connected to the main body suction port 29 in communication. The other end of the hose body 30 communicates with the operation unit 31.

操作部31は電動送風機26の動作モードを「OFF」も含めて強・弱選択する操作ボタン32を設けるとともに、掃除する際に作業者が把持する把持部33を設けている。操作部31の先端に延長管34を着脱可能に連通し、この延長管34とホース体30が操作部31を経由して連通するようになっている。延長管34は大径管34aとこの大径管34a内に挿入される小径管34bからなり、小径管34bを大径管34aに対してスライドさせることで延長管全体を伸縮可能にしている。そして、この延長管34の先端に被掃除面上の塵埃を吸い込む吸込口を設けた吸込口体35を着脱自在に取付けている。   The operation unit 31 is provided with an operation button 32 for selecting the strength / weakness of the operation mode of the electric blower 26 including “OFF”, and a grip portion 33 that is gripped by an operator when cleaning. An extension tube 34 is detachably communicated with the tip of the operation unit 31, and the extension tube 34 and the hose body 30 communicate with each other via the operation unit 31. The extension pipe 34 includes a large diameter pipe 34a and a small diameter pipe 34b inserted into the large diameter pipe 34a, and the entire extension pipe can be expanded and contracted by sliding the small diameter pipe 34b with respect to the large diameter pipe 34a. A suction port body 35 provided with a suction port for sucking dust on the surface to be cleaned is detachably attached to the tip of the extension pipe 34.

次に、電気掃除機駆動装置100を構成する電動送風機26、及び制御部10を図2に基づいて説明する。電気掃除機本体21内には、電動送風機26、制御部10等を実装した制御回路基板101、などが組み込まれている。   Next, the electric blower 26 and the control part 10 which comprise the vacuum cleaner drive device 100 are demonstrated based on FIG. In the vacuum cleaner main body 21, an electric blower 26, a control circuit board 101 on which the control unit 10 and the like are mounted are incorporated.

商用交流電源1と電流ヒューズ4に対して、電動送風機26を構成するモータ5と、このモータ5の入力をオン・オフするスイッチング素子、例えば、双方向性サイリスタ2とが、直列に接続されている。   A motor 5 constituting an electric blower 26 and a switching element for turning on / off the input of the motor 5, for example, a bidirectional thyristor 2, are connected in series to the commercial AC power supply 1 and the current fuse 4. Yes.

電動送風機26は、主にモータ5とファン13とから構成されている。モータ5は、整流子(図示せず)を備えた電機子5aと、界磁巻線5b,5cと、カーボンブラシ(図示せず)から構成されるユニバーサルモータ等の整流子モータである。モータ5において、電流は整流子とカーボンブラシによって整流される。モータ5に印加される電力は、この整流子を介して電機子5aに電流が流れる。
ファン13はモータ5の回転軸に接続された遠心型ファンである。
The electric blower 26 mainly includes a motor 5 and a fan 13. The motor 5 is a commutator motor such as a universal motor including an armature 5a having a commutator (not shown), field windings 5b and 5c, and a carbon brush (not shown). In the motor 5, the current is rectified by a commutator and a carbon brush. As for the electric power applied to the motor 5, a current flows through the armature 5a through the commutator.
The fan 13 is a centrifugal fan connected to the rotating shaft of the motor 5.

電流検出部3は、例えば、トランスから構成される。そして、この電流検出部3において、モータ5に流れる電流が、電圧に変換され、電流検出値となる。制御部10において、モータ5に印加される電力がこの電流検出値を制御信号として使用される。また、モータ5に印加する交流電圧のゼロクロスポイントは、ゼロクロス検出部6で検出される。   The current detection unit 3 is composed of, for example, a transformer. In the current detection unit 3, the current flowing through the motor 5 is converted into a voltage and becomes a current detection value. In the control unit 10, the electric power applied to the motor 5 uses this detected current value as a control signal. The zero cross point of the AC voltage applied to the motor 5 is detected by the zero cross detection unit 6.

また、制御部10は、マイクロプロセッサ7、メモリ8、およびI/Oポート9などから構成される。I/Oポート9の中には、A/D変換の機能を有するポートがある。メモリ8には、マイクロプロセッサ7が実行する制御プログラム、ならびに必要な定数などのデータが予め記憶されている。また、このメモリ8には、マイクロプロセッサ7からのデータなどを一時記憶しておくデータ記憶領域ならびに作業領域が設けられている。   The control unit 10 includes a microprocessor 7, a memory 8, an I / O port 9, and the like. Among the I / O ports 9, there is a port having an A / D conversion function. The memory 8 stores in advance data such as a control program executed by the microprocessor 7 and necessary constants. The memory 8 is provided with a data storage area and a work area for temporarily storing data from the microprocessor 7.

そして、電流検出部3が検出した電流検出値は、整流部11で全波または半波整流された後、I/Oポート9に入力される。I/Oポート9は、整流した電流検出値をA/D変換して取込むようになっている。さらに、ゼロクロス検出部6は、検出したゼロクロス検出信号を、I/Oポート9に入力する。   The current detection value detected by the current detection unit 3 is input to the I / O port 9 after full-wave or half-wave rectification by the rectification unit 11. The I / O port 9 takes in the rectified current detection value after A / D conversion. Further, the zero cross detection unit 6 inputs the detected zero cross detection signal to the I / O port 9.

そして、A/D基準電圧源12及び操作部31を設け、A/D基準電圧源12から基準電圧がI/Oポート9に入力されるとともに、操作部31からの指示信号等がI/Oポート9に入力される。   An A / D reference voltage source 12 and an operation unit 31 are provided. A reference voltage is input from the A / D reference voltage source 12 to the I / O port 9 and an instruction signal from the operation unit 31 is input to the I / O port. Input to port 9.

そして、制御部10は、モータ5の電流値の取込み、ゼロクロス信号の取込み、A/D基準電圧値の取込み、および指示信号等の取込みを行うとともに、双方向性サイリスタ2の制御端子であるゲート端子に制御信号を出力するように構成されている。また、制御部10は、電気掃除機20の運転状態に応じて、報知部40に報知信号を出力する。   Then, the control unit 10 takes in the current value of the motor 5, takes in the zero cross signal, takes in the A / D reference voltage value, takes in the instruction signal and the like, and also serves as a control terminal of the bidirectional thyristor 2. A control signal is output to the terminal. In addition, the control unit 10 outputs a notification signal to the notification unit 40 according to the operation state of the vacuum cleaner 20.

この電気掃除機駆動装置100では、商用交流電源1から図3の(a)に示す波形をもった交流電圧が印加され、制御部10から双方向性サイリスタ2のゲート端子に図3の(c)に示すタイミングで制御信号が供給されると、双方向性サイリスタ2が制御信号によって電源電圧が反転するまで導通するので、モータ5の端子間には図3の(d)に示す電圧が発生する。   In this electric vacuum cleaner driving apparatus 100, an AC voltage having a waveform shown in FIG. 3A is applied from the commercial AC power source 1, and the control unit 10 applies the gate voltage of the bidirectional thyristor 2 to the gate terminal of FIG. 3), the bidirectional thyristor 2 is turned on until the power supply voltage is inverted by the control signal, so that the voltage shown in FIG. 3D is generated between the terminals of the motor 5. To do.

このとき、ゼロクロス検出部6からI/Oポート9に、図3の(b)に示すゼロクロス検出信号が入力され、制御部10はゼロクロスポイントを検出する。また、電流検出部3が検出した電流検出値は、整流部11が全波整流した場合、その検出波形は、例えば、図3の(e)に示すようになる。また、整流部11が半波整流した場合、電流検出値の検出波形は、例えば、図3(f)に示すようになる。この検出波形がそのまま制御部10に入力される。   At this time, the zero cross detection signal shown in FIG. 3B is input from the zero cross detection unit 6 to the I / O port 9, and the control unit 10 detects the zero cross point. Moreover, when the rectifier 11 performs full-wave rectification, the detected waveform detected by the current detector 3 is as shown in (e) of FIG. 3, for example. In addition, when the rectifying unit 11 performs half-wave rectification, the detected waveform of the current detection value is, for example, as illustrated in FIG. This detected waveform is input to the control unit 10 as it is.

交流電源電圧の周期をTv(sec)、この電源電圧のゼロクロスポイントからモータ5の制御信号を出力するまでの時間をta(sec)とすると、双方向性サイリスタ2の導通角φa(%)は、φa={(Tv/2)−ta}/(Tv/2)×100の式から求められる。以下、電源電圧のゼロクロスポイントから双方向性サイリスタ2の制御信号を出力するまでの時間ta(sec)を出力タイミングと呼ぶ。   When the cycle of the AC power supply voltage is Tv (sec) and the time from the zero cross point of the power supply voltage to the output of the control signal of the motor 5 is ta (sec), the conduction angle φa (%) of the bidirectional thyristor 2 is , Φa = {(Tv / 2) −ta} / (Tv / 2) × 100. Hereinafter, the time ta (sec) from the zero cross point of the power supply voltage until the control signal of the bidirectional thyristor 2 is output is referred to as output timing.

次に、制御部10が有する各機能について図4を用いて説明する。制御部10は、検出値取込部71、加算値算出部72、加算値補正部73、および出力タイミング決定部74、などから構成される。   Next, each function of the control unit 10 will be described with reference to FIG. The control unit 10 includes a detection value capturing unit 71, an addition value calculation unit 72, an addition value correction unit 73, an output timing determination unit 74, and the like.

検出値取込部71は、タイマ45などで設定した所定の周期で電流検出部3から検出されたモータ5の瞬時値としての電流検出値Inを取得し、この電流検出値Inを加算値算出部72に渡す。本発明においては、電源電圧が一定であるので、入力電力は入力電流Inにより一義的に決定され、この電流検出値Inは電動送風機26の入力電力の増減に応じて変化する。さらに、これら電流検出値Inと入力電力との関係は、電動送風機26の特性と導通角φaによって変わるため、予め実験的に把握しておく。 The detection value fetching unit 71 acquires a current detection value In as an instantaneous value of the motor 5 detected from the current detection unit 3 at a predetermined period set by the timer 45 or the like, and calculates this current detection value In as an addition value. Pass to part 72. In the present invention, since the power supply voltage is constant, the input power is uniquely determined by the input current In, and this current detection value In changes according to the increase or decrease of the input power of the electric blower 26. Furthermore, since the relationship between the current detection value In and the input power varies depending on the characteristics of the electric blower 26 and the conduction angle φa, it is experimentally grasped in advance.

加算値算出部72は、検出値取込部71から渡された電流検出値Inを予め設定したサンプリング回数分加算して加算値を算出する。さらに、加算値算出部72は、異なるタイミングで入力電力が印加されたときの電流加算値を複数算出する。具体的には、例えば、加算値算出部72は、図3(e)に示すA区間すなわち入力電力が印加されない区間で検出した電流検出値Inの加算値Aと、B区間すなわち整流全波区間で検出した電流検出値Inの加算値Bと、を算出し、これら加算値Aおよび加算値Bを加算補正部73に渡す。加算値Bは瞬時値としての電流検出値Inに基づいて算出されるため電流が整流子を介して流れる際に生ずる整流リップルと外的ノイズが重畳された値である。加算値Aは、入力電力が印加されていないのが外的ノイズ等に起因する電流値が加味された値である。 The addition value calculation unit 72 calculates the addition value by adding the current detection value In passed from the detection value fetching unit 71 for a preset number of times of sampling. Furthermore, the addition value calculation unit 72 calculates a plurality of current addition values when input power is applied at different timings. Specifically, for example, the added value calculation unit 72 includes the added value A of the current detection value In detected in the A section shown in FIG. 3E, that is, the section where the input power is not applied, and the B section, that is, the rectified full wave section. And the addition value B of the current detection value In detected in step (b) is calculated and the addition value A and the addition value B are passed to the addition correction unit 73. Since the addition value B is calculated based on the current detection value In as an instantaneous value, it is a value obtained by superimposing a rectification ripple generated when a current flows through the commutator and external noise. The added value A is a value in which a current value due to external noise or the like is taken into account that no input power is applied.

加算補正部73は、加算値Aおよび加算値Bから加算補正値Pを算出する。算出方法は、加算補正値P=加算値B−加算値Aとする。図3におけるA区間は、電気掃除機20に電源電圧は供給されているが、モータ5が回転していない非駆動区間の一部である。B区間は、入力電力が印加されモータ5が回転している駆動区間の一部である。このような処理により、加算補正値Pはモータ5の駆動に伴う整流リップルを含み、外的ノイズ成分が除去された値として算出される。そして加算補正部73は、加算補正値Pを出力タイミング決定部74に渡す。このように加算補正値は、   The addition correction unit 73 calculates an addition correction value P from the addition value A and the addition value B. The calculation method is set as addition correction value P = addition value B−addition value A. A section A in FIG. 3 is a part of a non-driving section in which the power supply voltage is supplied to the vacuum cleaner 20 but the motor 5 is not rotating. The B section is a part of the driving section where the input power is applied and the motor 5 is rotating. By such processing, the addition correction value P is calculated as a value including the rectification ripple accompanying the driving of the motor 5 and excluding the external noise component. Then, the addition correction unit 73 passes the addition correction value P to the output timing determination unit 74. Thus, the addition correction value is

出力タイミング決定部74は、この加算補正値Pと、予めメモリ8に設定した設定値と、を比較して誤差を求め、この誤差に応じて、双方向性サイリスタ2の制御信号の出力タイミングtaを決定する。この出力タイミングtaは、双方向性サイリスタ2のオン・オフを制御する制御指令値となる。   The output timing determination unit 74 compares the addition correction value P with a preset value set in the memory 8 to obtain an error, and according to the error, the output timing ta of the control signal of the bidirectional thyristor 2 is obtained. To decide. This output timing ta becomes a control command value for controlling on / off of the bidirectional thyristor 2.

次に、具体的に一実施例を例示して、上記した制御部10が、加算補正値Pと、予めメモリ8に設定した設定値、とを比較して誤差を求め、この誤差に応じて、電動送風機26の入力電力が予め設定した範囲になるように、双方向性サイリスタ2の制御信号の出力タイミングtaを決定する方法について説明する。   Next, a specific example is illustrated, and the control unit 10 described above compares the addition correction value P with a preset value set in the memory 8 to obtain an error, and according to this error A method of determining the output timing ta of the control signal of the bidirectional thyristor 2 so that the input power of the electric blower 26 is in a preset range will be described.

まず、制御部10は、電動送風機26の入力電力を制御するためのデータテーブル16を、メモリ8に設けている。このデータテーブル16の構成を図5に示す。   First, the control unit 10 provides the data table 16 for controlling the input power of the electric blower 26 in the memory 8. The structure of this data table 16 is shown in FIG.

まず、データテーブル16には、双方向性サイリスタ2の制御信号の出力タイミングtaである出力タイミング値としてn+1個の値U0、U1、U2、…、Un(但し、Un<…<U2<U1<U0である。)が設定されている。そして、これらの出力タイミング値に応じた下限電流閾値Ig1として、n個の閾値X1、X2、X3、…、Xn(但し、Xn>…>X3>X2>X1である。)と、同様に上限電流閾値Ig2として、n個の閾値Y1、Y2、Y3、…、Yn(但し、Yn>…>Y3>Y2>Y1である。)が設定されている。これら電流閾値Ig1とIg2との大小関係は、図6に示すように、X1<X2<Y1<X3<Y2<X4<Y3<X5<Y4<…、Xn<Yn、となっている。   First, the data table 16 includes n + 1 values U0, U1, U2,..., Un (where Un <... <U2 <U1 <) as output timing values that are the output timing ta of the control signal of the bidirectional thyristor 2. U0.) Is set. And, as the lower limit current threshold Ig1 corresponding to these output timing values, n thresholds X1, X2, X3,..., Xn (where Xn>...> X3> X2> X1) are similarly set to the upper limit. As the current threshold value Ig2, n threshold values Y1, Y2, Y3,..., Yn (where Yn>...> Y3> Y2> Y1) are set. As shown in FIG. 6, the magnitude relation between these current thresholds Ig1 and Ig2 is X1 <X2 <Y1 <X3 <Y2 <X4 <Y3 <X5 <Y4 <..., Xn <Yn.

制御部10は、モータ5の始動時に、集塵袋27に全く塵埃が捕捉されていない状態で、電動送風機26の入力電力に対応する吸気風量がQ0以上になるように、出力タイミング値をU0に設定する。この時、例えば、電動送風機26の動作点は図6のA点になる。   When the motor 5 is started, the control unit 10 sets the output timing value U0 so that the amount of intake air corresponding to the input power of the electric blower 26 is equal to or greater than Q0 in a state where no dust is trapped in the dust bag 27. Set to. At this time, for example, the operating point of the electric blower 26 is point A in FIG.

この状態で、モータ5を駆動して集塵を開始することで集塵袋27に塵埃が捕捉されるようになる。塵埃の捕捉が進むにつれて、集塵袋27の風路抵抗が大きくなり、電動送風機26の吸気風量が低下する。これに伴い、電動送風機26の入力電力がA点から徐々に低下する。   In this state, when the motor 5 is driven to start collecting dust, the dust is captured in the dust collection bag 27. As dust capture proceeds, the air path resistance of the dust bag 27 increases, and the intake air volume of the electric blower 26 decreases. Along with this, the input power of the electric blower 26 gradually decreases from the point A.

そして、加算補正値Pが下限電流閾値X1以下になると、制御部10は、双方向性サイリスタ2への制御信号の出力タイミングtaを短くなるように、出力タイミング値をU0からU1へと変更し、双方向性サイリスタ2の導通角を大きくし、電動送風機26の吸気風量を増大させる。このとき、電動送風機26の入力電力は増大する。   When the addition correction value P becomes equal to or lower than the lower limit current threshold value X1, the control unit 10 changes the output timing value from U0 to U1 so as to shorten the output timing ta of the control signal to the bidirectional thyristor 2. The conduction angle of the bidirectional thyristor 2 is increased, and the intake air volume of the electric blower 26 is increased. At this time, the input power of the electric blower 26 increases.

さらにその後、塵埃の捕捉が進むにつれて、集塵袋27の風路抵抗がさらに大きくなり、電動送風機26の吸気風量が低下する。これにより、電動送風機26の入力電力も徐々に低下する。従って入力電力に応じて電流検出値Inが小さくなり、同時に加算補正値Pも小さくなる。   Thereafter, as dust capture proceeds, the air path resistance of the dust bag 27 further increases, and the intake air volume of the electric blower 26 decreases. Thereby, the input power of the electric blower 26 also gradually decreases. Therefore, the current detection value In becomes small according to the input power, and the addition correction value P becomes small at the same time.

そしてその後、加算補正値Pが下限電流閾値X2以下になると、制御部10は、双方向性サイリスタ2への制御信号の出力タイミングtaを更に短くなるように、出力タイミング値をU1からU2に変更し、双方向性サイリスタ2の導通角を更に大きくし、電動送風機26の吸気風量を増大させる。このとき、電動送風機26の入力電力は増大する。   After that, when the addition correction value P becomes lower than the lower limit current threshold value X2, the control unit 10 changes the output timing value from U1 to U2 so that the output timing ta of the control signal to the bidirectional thyristor 2 is further shortened. Then, the conduction angle of the bidirectional thyristor 2 is further increased, and the intake air volume of the electric blower 26 is increased. At this time, the input power of the electric blower 26 increases.

このように、集塵袋27への塵埃の捕捉が進むにつれて、加算補正値Pが、それぞれ下限電流閾値X1、X2、X3、X4、…以下になることで、制御部10は、出力タイミング値をU0からU1、U2、U3、…へと変化させる。すなわち、制御部10が、加算補正値Pと、予めメモリ8に設定した設定値である下限電流閾値と、を比較して誤差を求め、この誤差に応じて、電動送風機26の入力電力が予め設定した範囲になるように、双方向性サイリスタ2の制御信号の出力タイミングtaを決定する。   As described above, as the trapping of dust into the dust bag 27 proceeds, the addition correction value P becomes lower than the lower limit current threshold values X1, X2, X3, X4,. Is changed from U0 to U1, U2, U3,. That is, the control unit 10 compares the addition correction value P with the lower limit current threshold value that is a preset value set in the memory 8 to obtain an error, and the input power of the electric blower 26 is determined in advance according to the error. The output timing ta of the control signal of the bidirectional thyristor 2 is determined so as to be within the set range.

上述した制御方法は、集塵袋27内の塵埃量が増加し、風路の抵抗が大きくなり、電動送風機26の入力電力が低下するという場合を想定した制御である。一方、使用者が電気掃除機20を使用している時に、吸込口体35と掃除面との位置関係の変化、ホース体30の曲がり角度の変化、または集塵袋27内の塵埃偏りの変化により、風路抵抗が減少し、吸込風量が急激に大きくなる場合がある。   The control method described above is a control that assumes a case where the amount of dust in the dust bag 27 increases, the resistance of the air passage increases, and the input power of the electric blower 26 decreases. On the other hand, when the user is using the vacuum cleaner 20, the positional relationship between the suction port 35 and the cleaning surface is changed, the bend angle of the hose body 30 is changed, or the dust bias in the dust bag 27 is changed. As a result, the air path resistance may decrease, and the suction air volume may increase rapidly.

この場合は、例えば、制御部10は、電動送風機26の動作点がBにある時に、加算補正値Pが上限電流閾値Y3以上になると、双方向性サイリスタ2への制御信号の出力タイミングtaが長くなるように出力タイミング値を、U4からU3へ変更し、双方向性サイリスタ2の導通角を小さくし、電動送風機26の吸気風量を減少させる。このとき、電動送風機26の入力電力は減少する。このようにして、制御部10は、電動送風機26の入力電力が予め設定した範囲になるように、双方向性サイリスタ2の制御信号の出力タイミングtaを決定する。   In this case, for example, when the operation point of the electric blower 26 is at B and the addition correction value P is equal to or higher than the upper limit current threshold Y3, the control unit 10 determines that the output timing ta of the control signal to the bidirectional thyristor 2 is The output timing value is changed from U4 to U3 so as to be longer, the conduction angle of the bidirectional thyristor 2 is reduced, and the intake air volume of the electric blower 26 is reduced. At this time, the input power of the electric blower 26 decreases. In this way, the control unit 10 determines the output timing ta of the control signal of the bidirectional thyristor 2 so that the input power of the electric blower 26 falls within a preset range.

次に、電動送風機駆動装置の一実施の形態として電気掃除機20の制御フローを、図7〜図9を用いて説明する。これら図7〜図9に示す制御フローは、本発明に関わる制御フローのみを抽出したものである。制御部10は、メモリ8に予め記憶された制御プログラムに従って、図7〜図9に示す処理を行う。   Next, a control flow of the electric vacuum cleaner 20 as an embodiment of the electric blower driving device will be described with reference to FIGS. The control flows shown in FIGS. 7 to 9 are obtained by extracting only the control flows related to the present invention. The control unit 10 performs the processes shown in FIGS. 7 to 9 according to a control program stored in advance in the memory 8.

制御部10は、メモリ8に予め記憶された制御プログラムに従って図7に示すメインルーチンの処理を行う。このメインルーチンでは、先ず、ステップS1にて、制御部10は各種初期設定を行う。そして、ステップS2にて、制御部10は、操作部31からの始動指示を判断するとステップS3に進み、モータ5の周期的な電流検出処理を許可する。そして、ステップS4にて、制御部10は、図3(e)に示すA区間の加算値Aを算出したかどうかを判別する。次に、制御部10は、加算値Aを算出したと判断すると、ステップS5へ進み、双方向性サイリスタ2へ初期出力タイミングで制御信号を出力し、モータ5が回転を始める。そして、処理は、ステップS6に進み、メインループとなる。   The control unit 10 performs the processing of the main routine shown in FIG. 7 according to a control program stored in advance in the memory 8. In this main routine, first, in step S1, the control unit 10 performs various initial settings. In step S <b> 2, when the control unit 10 determines a start instruction from the operation unit 31, the control unit 10 proceeds to step S <b> 3 and permits a periodic current detection process of the motor 5. In step S4, the control unit 10 determines whether or not the addition value A of the A section shown in FIG. Next, when determining that the addition value A has been calculated, the control unit 10 proceeds to step S5, outputs a control signal to the bidirectional thyristor 2 at an initial output timing, and the motor 5 starts to rotate. And a process progresses to step S6 and becomes a main loop.

次に、図7のステップS3で許可した電流検出処理を行う電流検出ルーチンについて、図8を用いて説明する。この電流検出ルーチンの実行周期は、例えば、タイマ45により0.2msecに設定される。先ず、ステップS11にて、電流検出ルーチンの実行回数をカウントする。ここで、制御部10が電流検出ルーチンの実行回数をカウントすることは、制御部10がモータ5の電流検出値を取込んだ回数をカウントすることになる。   Next, a current detection routine for performing the current detection process permitted in step S3 in FIG. 7 will be described with reference to FIG. The execution period of this current detection routine is set to 0.2 msec by the timer 45, for example. First, in step S11, the number of execution times of the current detection routine is counted. Here, the fact that the control unit 10 counts the number of executions of the current detection routine counts the number of times the control unit 10 takes in the current detection value of the motor 5.

続いて、ステップS12にて、検出値取込部71は、I/Oポート9からモータ5の電流検出値Inを取込む。そして、ステップS13にて、加算値算出部72は、それまで得られた電流検出値Inを加算する。次に、ステップS14にて、電流検出ルーチンの実行回数が予め設定された値に達していない場合は、電流検出ルーチンを一旦終了する。   Subsequently, in step S <b> 12, the detection value capturing unit 71 captures the current detection value In of the motor 5 from the I / O port 9. In step S13, the addition value calculation unit 72 adds the current detection value In obtained so far. Next, in step S14, when the number of executions of the current detection routine has not reached the preset value, the current detection routine is temporarily terminated.

または、ステップS14にて、電流検出ルーチンの実行回数が予め設定された値、例えば、20回に達した場合は、ステップS15へ進み、加算値算出部72は、この電流検出処理が実行されている区間を判別する。A区間とB区間の判別は、例えば、双方向性サイリスタ2の制御信号が、出力されたか、否か、で判断する。加算部算出部72は、この区間がA区間だと判断すると、ステップS16にて、これまでに加算してきた値を加算値Aと認定し、この加算値Aを加算値補正部73へ渡す。そして、ステップS17にて、電流検出ルーチンの実行回数カウンタをリセットする。   Alternatively, in step S14, when the number of executions of the current detection routine reaches a preset value, for example, 20 times, the process proceeds to step S15, and the addition value calculation unit 72 executes this current detection process. To determine which section. The discrimination between the A section and the B section is made based on, for example, whether or not the control signal of the bidirectional thyristor 2 is output. When determining that this section is the A section, the adding section calculating section 72 recognizes the value added so far as the added value A and passes the added value A to the added value correcting section 73 in step S16. In step S17, the current detection routine execution counter is reset.

または、ステップS15にて、加算部算出部72は、この区間がB区間だと判断すると、ステップS16にて、これまでに加算してきた値を加算値Bと認定し、この加算値Bを加算値補正部73へ渡す。   Alternatively, in step S15, when the addition unit calculation unit 72 determines that this section is the B section, in step S16, the value added so far is recognized as the addition value B, and the addition value B is added. The value is transferred to the value correction unit 73.

次に、図8の電流検出ルーチンで算出した加算値Aおよび加算値Bを用いて双方向性サイリスタ2の制御信号の出力タイミングを決定する具体例を、説明する。   Next, a specific example in which the output timing of the control signal of the bidirectional thyristor 2 is determined using the addition value A and the addition value B calculated in the current detection routine of FIG.

図9に示す出力タイミング決定ルーチンでは、先ず、ステップS21にて、加算値補正部73が加算値Bから加算値Aを引き算することにより加算補正値Pを算出し、この加算補正値Pを出力タイミング決定部74へ渡す。次に、ステップS22にて、出力タイミング決定部74は、加算補正値Pと図5に示すその時の出力タイミングに対応した下限電流閾値とを比較し、加算補正値Pが下限電流閾値以上であれば、ステップS23へ進む。引き続き、出力タイミング決定部74は、ステップS23にて、加算補正値Pと図5に示すその時の出力タイミングに対応した上限電流閾値とを比較する。加算補正値Pが上限電流閾値以下であれば、出力タイミング決定部74は電動送風機26が予め設定した入力電力の範囲内で動作していると判断し、出力タイミングの変更は行わない。   In the output timing determination routine shown in FIG. 9, first, in step S21, the addition value correction unit 73 calculates the addition correction value P by subtracting the addition value A from the addition value B, and outputs this addition correction value P. It is passed to the timing determination unit 74. Next, in step S22, the output timing determination unit 74 compares the addition correction value P with the lower limit current threshold corresponding to the output timing at that time shown in FIG. 5, and if the addition correction value P is greater than or equal to the lower limit current threshold. If so, the process proceeds to step S23. Subsequently, in step S23, the output timing determination unit 74 compares the addition correction value P with the upper limit current threshold corresponding to the output timing at that time shown in FIG. If the addition correction value P is equal to or less than the upper limit current threshold value, the output timing determination unit 74 determines that the electric blower 26 is operating within the preset input power range, and does not change the output timing.

または、ステップS22にて、出力タイミング決定部74は、加算補正値Pと下限電流閾値とを比較し、加算補正値Pが下限電流閾値よりも小さければ、ステップS24へ進み、出力タイミングを一段上げる。この場合、出力タイミング決定部74は、電動送風機26の入力電力が予め設定した入力電力の範囲よりも低くなっていると判断し、出力タイミングtaを短くし、双方向性サイリスタ2の導通角を大きくして、電動送風機26への入力電力を増加させる。   Alternatively, in step S22, the output timing determination unit 74 compares the addition correction value P with the lower limit current threshold value. If the addition correction value P is smaller than the lower limit current threshold value, the process proceeds to step S24 and increases the output timing by one step. . In this case, the output timing determination unit 74 determines that the input power of the electric blower 26 is lower than the preset input power range, shortens the output timing ta, and sets the conduction angle of the bidirectional thyristor 2. Increase the input power to the electric blower 26.

逆に、ステップS23にて、出力タイミング決定部74は、加算補正値Pと上限電流閾値とを比較し、加算補正値Pが上限電流閾値よりも大きければ、ステップS25へ進み、出力タイミングを一段下げる。この場合、出力タイミング決定部74は、電動送風機26の入力電力が予め設定した入力電力の範囲よりも大きくなっていると判断し、出力タイミングtaを長くし、双方向性サイリスタ2の導通角を小さくして、電動送風機26への入力電力を減少させる。   Conversely, in step S23, the output timing determination unit 74 compares the addition correction value P with the upper limit current threshold value. If the addition correction value P is larger than the upper limit current threshold value, the process proceeds to step S25, and the output timing is increased by one step. Lower. In this case, the output timing determination unit 74 determines that the input power of the electric blower 26 is larger than the preset input power range, lengthens the output timing ta, and sets the conduction angle of the bidirectional thyristor 2. The power input to the electric blower 26 is reduced by reducing the power.

上述してきたように、本発明の一実施形態である電気掃除機駆動装置100は、入力電力が印加されているB区間において瞬時値としての電流検出値Inを所定サンプリング回数分加算して加算値Bを求める。さらに、電気掃除機駆動装置100はB区間と異なるタイミングである入力電力が印加されていないA区間において瞬時値としての電流検出値Inを所定サンプリング回数分加算して加算値Aを求める。そして、電気掃除機駆動装置100は、加算値Bから加算値Aを引き算することで加算補正値Pを算出する。すなわち、モータ5に入力電圧が印加されている区間の電流加算値Bから入力電力が印加されていない区間の電流加算値を引き算することで、モータ5に印加されている実効的な電流加算値を算出することができる。
また、電気掃除機駆動装置100は、この加算補正値Pと、予め設定した設定値としての閾値、とを比較して誤差を求め、この誤差に応じて、電動送風機26の入力電力が予め設定した範囲になるように、スイッチング素子2へ出力される制御信号のタイミングを決定する。加算値Bは瞬時値としての電流検出値Inに基づいて算出されるため整流リップルと外的ノイズが加味された値であり、加算値Aは、外的ノイズが加味された値である。よって、本実施の形態は、外的ノイズ成分のみの影響を軽減し、整流リップルが加味された電流検出値としての加算補正値Pとして算出することができるので、実効的な入力電力制御をおこなうことができるので、その精度を向上させることができる。また、加算値Aと加算値Bは基本的に同様な方法で算出することができるので、制御部10の構成も複雑にならない。
As described above, the vacuum cleaner driving apparatus 100 according to the embodiment of the present invention adds the current detection value In as an instantaneous value for a predetermined number of sampling times in the B section to which the input power is applied, and the added value. Find B. Further, the electric vacuum cleaner driving apparatus 100 obtains an added value A by adding the current detection value In as an instantaneous value by a predetermined number of times in the A section where the input power is not applied at a timing different from the B section. Then, the electric vacuum cleaner driving apparatus 100 calculates the addition correction value P by subtracting the addition value A from the addition value B. That is, the effective current addition value applied to the motor 5 is subtracted from the current addition value B in the interval in which no input power is applied from the current addition value B in the interval in which the input voltage is applied to the motor 5. Can be calculated.
Further, the vacuum cleaner driving device 100 obtains an error by comparing the addition correction value P with a threshold value as a preset setting value, and the input power of the electric blower 26 is preset according to the error. The timing of the control signal output to the switching element 2 is determined so as to be in the range. Since the addition value B is calculated based on the current detection value In as an instantaneous value, the rectification ripple and the external noise are added, and the addition value A is a value that takes the external noise into consideration. Therefore, since this embodiment can reduce the influence of only the external noise component and can calculate the addition correction value P as a current detection value in consideration of the rectification ripple, the effective input power control is performed. Therefore, the accuracy can be improved. Further, since the addition value A and the addition value B can be calculated by basically the same method, the configuration of the control unit 10 is not complicated.

次に、本発明の他の実施の形態を、図10を用いて説明する。この実施の形態では、図4に示す整流部11が半波整流回路で構成され、電流検出部11からの検出される電流は、半端整流されて制御部10に入力される。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the rectification unit 11 shown in FIG. 4 is configured by a half-wave rectification circuit, and the current detected from the current detection unit 11 is half-end rectified and input to the control unit 10.

図10に示す制御フローは、図8に示す電流検出ルーチンと同様のフローである。異なっているステップは、ステップS35、S36、およびS37である。ステップS35において、加算値算出部72は、この電流検出処理が実行されている区間を判別する。判別する区間は、図3(f)に示すC区間またはD区間である。C区間またはD区間の判別は、例えば、図3(b)に示すゼロクロス検出信号を用い、このゼロクロス検出信号の立上り後の区間はC区間すなわち整流半波区間、立下り後の区間はD区間すなわち非整流半波区間、という方法で行う。加算部算出部72は、この区間がC区間だと判断すると、すなわち入力電力が印加されている区間として判断されると、ステップS36にて、これまでに加算してきた値を加算値Cと認定し、この加算値Cを加算値補正部73へ渡す。加算値Cは瞬時値としての電流検出値Inに基づいて算出されるため整流リップルと外的ノイズが重畳された値である。加算値Dは、外的ノイズが加味された値である。   The control flow shown in FIG. 10 is the same flow as the current detection routine shown in FIG. The different steps are steps S35, S36 and S37. In step S <b> 35, the added value calculation unit 72 determines a section in which the current detection process is being performed. The section to be determined is the C section or the D section shown in FIG. The determination of the C section or the D section uses, for example, the zero cross detection signal shown in FIG. 3B, and the section after the rising edge of this zero cross detection signal is the C section, that is, the rectified half-wave section, and the section after the falling is the D section. That is, the non-rectifying half-wave section is used. When the addition unit calculation unit 72 determines that this section is the C section, that is, when it is determined as the section to which the input power is applied, the value added so far is recognized as the addition value C in step S36. Then, the addition value C is passed to the addition value correction unit 73. Since the addition value C is calculated based on the current detection value In as an instantaneous value, it is a value in which the rectification ripple and external noise are superimposed. The added value D is a value to which external noise is added.

または、ステップS35にて、加算部算出部72は、この区間がD区間だと判断すると、ステップS36にて、これまでに加算してきた値を加算値Dと認定し、この加算値Dを加算値補正部73へ渡す。   Alternatively, in step S35, when the adding unit calculating unit 72 determines that this section is the D section, in step S36, the value added so far is recognized as the added value D, and the added value D is added. The value is transferred to the value correction unit 73.

ここで、図3におけるC区間およびD区間は、共に、モータ5が回転している駆動区間の一部である。しかし、整流部11の半波整流により、D区間は、モータ5の電流検出値が、検知されない区間である。よって、加算補正部73は、加算補正値P=加算値C−加算値Dとすることにより、加算補正値Pは、モータ5の駆動に伴う整流リップルを含み、外的ノイズ成分のみを軽減した値となる。そして、加算補正部73は、この加算補正値Pを出力タイミング決定部74に渡す。   Here, both the C section and the D section in FIG. 3 are part of the driving section in which the motor 5 is rotating. However, due to the half-wave rectification of the rectifying unit 11, the D section is a section in which the current detection value of the motor 5 is not detected. Therefore, the addition correction unit 73 sets the addition correction value P = the addition value C−the addition value D, so that the addition correction value P includes the rectification ripple accompanying the driving of the motor 5 and reduces only the external noise component. Value. Then, the addition correction unit 73 passes this addition correction value P to the output timing determination unit 74.

このような実施の形態において、制御部10は、モータ5の駆動中のC区間およびD区間の加算値のみから、加算補正値Pを容易に算出できる。   In such an embodiment, the control unit 10 can easily calculate the addition correction value P only from the addition values of the C section and the D section during driving of the motor 5.

さらに、制御部10は、加算補正値Pを算出するための加算値をモータ5の駆動中に算出できるので、図10に示す電流検出ルーチンを周期的に実行することにより、モータ5の駆動中に、刻々と変化する外的ノイズ成分の経時的な変動に対応してリアルタイム近いノイズ成分を検出することができる。その結果、加算補正値Pの値の検出精度を高めることができる。   Furthermore, since the control unit 10 can calculate the addition value for calculating the addition correction value P while the motor 5 is being driven, the motor 5 is being driven by periodically executing the current detection routine shown in FIG. In addition, near real-time noise components can be detected in response to temporal changes in external noise components that change every moment. As a result, the detection accuracy of the addition correction value P can be increased.

すなわち、制御部10は、隣り合うC区間とD区間とから算出した加算値Cおよび加算値Dを用いて加算補正値Pを算出することにより、この加算補正値Pはモータ5のあるタイミングでの電流値をより正確に反映する。   That is, the control unit 10 calculates the addition correction value P using the addition value C and the addition value D calculated from the adjacent C section and D section, so that the addition correction value P is at a certain timing of the motor 5. The current value of is more accurately reflected.

また、制御部10は、モータ5に印加する交流電源電圧の少なくとも半周期単位で加算値を算出する。具体的には、電流取込部71は、例えば、50Hzの交流電源のもとで、0.2msecの周期で電流検出値Inを取込む。すなわち、制御部10は、図8または図10に示す電流検出フローによって算出する加算値A、加算値B、加算値C、または加算値Dを、ゼロクロス検出信号の立下り、または立下りに同期してクリアする。そして、ステップS14、またはS34の判別回数を50回に設定し、電源電圧の半周期(10msec)の間に50回、電流検出値Inを取込む。そして、電流検出値Inを順次加算し、加算値A、加算値B、加算値C、または加算値Dを算出する。   In addition, the control unit 10 calculates the added value in units of at least a half cycle of the AC power supply voltage applied to the motor 5. Specifically, the current capturing unit 71 captures the current detection value In at a cycle of 0.2 msec, for example, under a 50 Hz AC power supply. That is, the control unit 10 synchronizes the addition value A, the addition value B, the addition value C, or the addition value D calculated by the current detection flow shown in FIG. 8 or FIG. 10 with the falling or falling of the zero-cross detection signal. And clear it. Then, the number of determinations in step S14 or S34 is set to 50, and the current detection value In is captured 50 times during a half cycle (10 msec) of the power supply voltage. Then, the current detection value In is sequentially added, and the addition value A, the addition value B, the addition value C, or the addition value D is calculated.

このような制御により、交流電源電圧のゼロクロス検出信号を用いて、加算値A、加算値B、加算値C、または加算値Dを算出するための電流検出値Inの数を簡単に設定でき、さらに、ゼロクロス検出信号は周期的な信号であるため、加算値A、加算値B、加算値C、または加算値Dを周期的に更新するのに有用である。   By such control, it is possible to easily set the number of current detection values In for calculating the addition value A, the addition value B, the addition value C, or the addition value D using the zero cross detection signal of the AC power supply voltage. Furthermore, since the zero cross detection signal is a periodic signal, it is useful for periodically updating the addition value A, the addition value B, the addition value C, or the addition value D.

なお、上述した実施の形態では、制御部10は、A区間、B区間、C区間、またはD区間のそれぞれ一区間から加算値A、加算値B、加算値C、または加算値Dを算出しているが、図3(e)に示すような、それぞれの複数の区間から複数の加算値を算出し、算出された複数の加算値を平均化して、加算値A、加算値B、加算値C、または加算値Dの確定値としてもよい。   In the above-described embodiment, the control unit 10 calculates the added value A, the added value B, the added value C, or the added value D from each of the A section, the B section, the C section, or the D section. However, as shown in FIG. 3 (e), a plurality of added values are calculated from each of the plurality of sections, and the calculated plurality of added values are averaged to obtain an added value A, an added value B, and an added value. C or a final value of the added value D may be used.

また、これまでに説明してきた制御部10の、検出値取込部71、加算値算出部72、加算値補正部73、および出力タイミング決定部74、が行う処理は、メモリ8に実装されたソフトウェアにより実行される場合に限定するものではなく、そのソフトウェアのなす機能をハードウェアとして備え、実行してもよい。   Further, the processing performed by the control value acquisition unit 71, the addition value calculation unit 72, the addition value correction unit 73, and the output timing determination unit 74 of the control unit 10 described so far is implemented in the memory 8. It is not limited to the case where it is executed by software, and the function formed by the software may be provided as hardware and executed.

また、他の実施の形態として、本発明の電動送風機駆動装置は、壁と壁の間、天井、屋根、または、床下に設置する固定式の集塵装置や、一つの集塵部に複数の吸気口を備えるセントラル式の集塵装置等にも同様に適用することができる。   Further, as another embodiment, the electric blower driving device of the present invention includes a fixed dust collector installed between a wall, a ceiling, a roof, or a floor, or a plurality of dust collectors. The present invention can be similarly applied to a central dust collector or the like having an intake port.

本発明の実施の形態に係る電気掃除機の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the vacuum cleaner which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電気掃除機制御装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the vacuum cleaner control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 同実施の形態における各部の電圧および信号波形を示す図。The figure which shows the voltage and signal waveform of each part in the embodiment. 同実施の形態の制御部の機能ブロックを説明する図。The figure explaining the functional block of the control part of the embodiment. 同実施の形態で使用するデータテーブルの構成を示す図。The figure which shows the structure of the data table used in the embodiment. 同実施の形態の電気掃除機を駆動したときの、電動送風機の吸気風量と入力電力との関係を示したグラフ。The graph which showed the relationship between the intake air volume of an electric blower, and input electric power when driving the vacuum cleaner of the embodiment. 同実施の形態の制御フローを示す図。The figure which shows the control flow of the embodiment. 同実施の形態の制御フローを示す図。The figure which shows the control flow of the embodiment. 同実施の形態の制御フローを示す図。The figure which shows the control flow of the embodiment. 他の実施の形態の制御フローを示す図。The figure which shows the control flow of other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2 スイッチング素子
3 電流検出部
4 電流ヒューズ
5 モータ
6 ゼロクロス検出部
7 マイクロプロセッサ
8 メモリ
9 I/Oポート
10 制御部
11 整流部
12 A/D基準電圧源
13 ファン
20 電気掃除機
21 電気掃除機本体
22 下部ケース
23 上部ケース
24 バンパ
25 蓋体
26 電動送風機
27 集塵袋
28 従動後輪
29 本体吸込部
30 ホース体
31 操作部
32 操作ボタン
33 把持部
34 延長管
35 吸込口体
40 報知部
61 直流電源
62 スイッチング素子
63 電流検出部
64 出力タイミング決定部
65 PWM信号生成部
71 検出値取込部
72 加算値算出部
73 加算値補正部
74 出力タイミング決定部
100 電気掃除機制御装置
101 制御回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Switching element 3 Current detection part 4 Current fuse 5 Motor 6 Zero cross detection part 7 Microprocessor 8 Memory 9 I / O port 10 Control part 11 Rectification part 12 A / D reference voltage source 13 Fan 20 Vacuum cleaner 21 Vacuum cleaner main body 22 Lower Case 23 Upper Case 24 Bumper 25 Lid 26 Electric Blower 27 Dust Collection Bag 28 Driven Rear Wheel 29 Main Body Suction Part 30 Hose Body 31 Operation Part 32 Operation Button 33 Gripping Part 34 Extension Pipe 35 Suction Port Body 40 Notification Part 61 DC Power source 62 Switching element 63 Current detection unit 64 Output timing determination unit 65 PWM signal generation unit 71 Detection value fetching unit 72 Addition value calculation unit 73 Addition value correction unit 74 Output timing determination unit 100 Vacuum cleaner control device 101 Control circuit board

Claims (5)

交流電源に接続される整流子を備えるモータおよびこのモータにより駆動されるファンとからなる電動送風機と、前記モータに前記整流子を介して流れ整流に伴うリップル成分と外的ノイズ成分を含む電流をスイッチングするスイッチング素子と、前記電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部から全波整流部を介して検出される電流値により、前記スイッチング素子へ出力する制御信号のタイミングを制御し、前記モータに印加される入力電力を制御する制御部とを備えた電動送風機制御装置において、
前記制御部は、
前記電流検出部が検出した電流検出値を所定の周期でサンプリングして取込む検出値取込手段と、
前記検出値取込手段が取込んだ前記電流検出値を所定サンプリング回数分加算して加算値を算出する加算値算出手段と、前記スイッチング素子へ出力する制御信号を決定する出力タイミング決定手段と、
を有し、
前記加算値算出手段は、前記モータに入力電力が印加されない期間で加算される前記リップル成分が反映されない前記外的ノイズ成分が入っている加算値を第1の加算値とし、前記モータに入力電力が印加される整流全波期間で加算される前記リップル成分が反映されていて前記外的ノイズ成分が入っている加算値を第2の加算値として算出し、前記第1の加算値および前記第2の加算値から前記外的ノイズ成分だけを除去した加算補正値を算出し、
前記出力タイミング決定手段は、前記算出された加算補正値と、予め設定した設定値、または、予め設定した関係式に基づいて算出した設定値、とを比較して誤差を求め、この誤差に応じて、前記電動送風機の入力電力が予め設定した範囲になるように、前記スイッチング素子へ出力される制御信号のタイミングを決定することを特徴とする電動送風機駆動装置。
An electric blower comprising a motor having a commutator connected to an AC power source and a fan driven by the motor, and a current including a ripple component and an external noise component accompanying the flow rectification through the commutator to the motor. A switching element for switching; a current detection unit for detecting the current; and a current value detected from the current detection unit via a full-wave rectification unit to control timing of a control signal output to the switching element, In the electric blower control device comprising a control unit that controls the input power applied to the motor,
The controller is
Detection value capturing means for sampling and capturing the current detection value detected by the current detection unit at a predetermined period;
An addition value calculation means for calculating an addition value by adding the current detection value acquired by the detection value acquisition means for a predetermined number of sampling times; an output timing determination means for determining a control signal to be output to the switching element;
Have
The addition value calculation means sets an addition value including the external noise component that does not reflect the ripple component added during a period in which input power is not applied to the motor as a first addition value, and inputs power to the motor. An added value that reflects the ripple component added in the rectified full wave period to which is applied and includes the external noise component is calculated as a second added value, and the first added value and the first added value are calculated. An addition correction value obtained by removing only the external noise component from the addition value of 2,
The output timing determining means compares the calculated addition correction value with a preset setting value or a preset value calculated based on a preset relational expression to obtain an error, and according to the error The timing of the control signal output to the switching element is determined so that the input power of the electric blower falls within a preset range.
交流電源に接続され整流子を備えるモータおよびこのモータにより駆動されるファンとからなる電動送風機と、前記モータに前記整流子を介して流れ整流に伴うリップル成分と外的ノイズ成分を含む電流をスイッチングするスイッチング素子と、前記電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部から半波整流部を介して検出される電流値により、前記スイッチング素子へ出力される制御信号のタイミングを制御し、前記モータに印加される入力電力を制御する制御部とを備えた電動送風機制御装置において、
前記制御部は、
前記電流検出部が検出した電流検出値を所定の周期でサンプリングして取込む検出値取込手段と、
前記検出値取込手段が取込んだ前記電流検出値を所定サンプリング回数分加算して加算値を算出する加算値算出手段と、前記スイッチング素子へ出力する制御信号を決定する出力タイミング決定手段と、
を有し、
前記加算値算出手段は、前記モータに入力電力が印加されない期間で加算される前記リップル成分が反映されない前記外的ノイズ成分が入っている加算値、または、前記モータに入力電力が印加されるモータ駆動中の半波が現われない非整流半波期間で加算される前記リップル成分が反映されない前記外的ノイズ成分が入っている加算値を第1の加算値とし、半波が現れる整流半波期間で加算される前記リップル成分が反映されていて前記外的ノイズ成分が入っている加算値を第2の加算値として算出し、前記第1の加算値および前記第2の加算値から前記外的ノイズ成分だけを除去した加算補正値を算出し、
前記出力タイミング決定手段は、前記算出された加算補正値と、この加算補正値と、予め設定した設定値、または、予め設定した関係式に基づいて算出した設定値、とを比較して誤差を求め、この誤差に応じて、前記電動送風機の入力電力が予め設定した範囲になるように、前記スイッチング素子へ出力される制御信号のタイミングを決定することを特徴とする電動送風機駆動装置。
An electric blower comprising a motor connected to an AC power source and having a commutator and a fan driven by the motor, and a current including a ripple component and an external noise component flowing through the commutator through the commutator. Controlling the timing of a control signal output to the switching element by a switching element, a current detection part for detecting the current, and a current value detected from the current detection part via a half-wave rectification part, In the electric blower control device comprising a control unit that controls the input power applied to the motor,
The controller is
Detection value capturing means for sampling and capturing the current detection value detected by the current detection unit at a predetermined period;
An addition value calculation means for calculating an addition value by adding the current detection value acquired by the detection value acquisition means for a predetermined number of sampling times; an output timing determination means for determining a control signal to be output to the switching element;
Have
The addition value calculating means includes an addition value including the external noise component that does not reflect the ripple component added during a period in which input power is not applied to the motor, or a motor in which input power is applied to the motor. A rectified half-wave period in which a half-wave appears in which a first added value is an added value including the external noise component that does not reflect the ripple component added in a non-rectified half-wave period in which a driving half-wave does not appear in calculating the added value the ripple component which is added is in the external noise component is reflected as a second addition value, the first adding value and the external from the second addition value Calculate the addition correction value that removes only the noise component ,
The output timing determination means compares the calculated addition correction value, the addition correction value, a preset setting value, or a preset value calculated based on a preset relational expression, and calculates an error. The electric blower drive device characterized in that the timing of the control signal output to the switching element is determined so that the input power of the electric blower falls within a preset range according to the error.
前記検出値取込み手段は、前記第1の電流加算値を算出するための電流検出値のサンプリング回数と前記第2の電流加算値を算出するための電流検出値のサンプリング回数を同じにすることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電動送風機駆動装置。   The detection value fetching means makes the sampling number of the current detection value for calculating the first current addition value the same as the sampling number of the current detection value for calculating the second current addition value. The electric blower drive device according to claim 1 or 2, characterized in that 前記制御部は、前記モータの駆動中の非整流半波期間で加算される前記第1の加算値を周期的に更新することを特徴とする請求項2記載の電動送風機駆動装置。   The electric blower drive device according to claim 2, wherein the control unit periodically updates the first addition value added in a non-rectifying half-wave period during driving of the motor. 前記制御部は、前記モータに印加する交流電圧のゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出部を備え、
前記制御部は、前記ゼロクロス検出部が検出する交流電圧のゼロクロスポイントを基準として前記モータに印加する交流電圧の少なくとも半周期単位で前記第1の加算値および前記第2の加算値を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電動送風機駆動装置。
The control unit includes a zero cross detection unit that detects a zero cross point of an AC voltage applied to the motor,
The control unit calculates the first addition value and the second addition value in units of at least a half cycle of the AC voltage applied to the motor with reference to a zero cross point of the AC voltage detected by the zero cross detection unit. The electric blower drive device according to claim 1 or 2, wherein
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