JPH044788A - 電気掃除機 - Google Patents
電気掃除機Info
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- JPH044788A JPH044788A JP2100319A JP10031990A JPH044788A JP H044788 A JPH044788 A JP H044788A JP 2100319 A JP2100319 A JP 2100319A JP 10031990 A JP10031990 A JP 10031990A JP H044788 A JPH044788 A JP H044788A
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Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は.フアンモータの制御装置に関し、特にファン
モータを駆動源に用いた電気掃除機に好適なファンモー
タの制御装置及びその装置を用いた電気掃除機に関する
ものである。
モータを駆動源に用いた電気掃除機に好適なファンモー
タの制御装置及びその装置を用いた電気掃除機に関する
ものである。
従来、電気掃除機においては、駆動源に交流整流子モー
タを用いるとともに、制御素子であるトライアックと圧
力センサもしくは風量センサとを組み合わせ、トライア
ックにより交流整流子モータに印加する電圧を調整し、
被掃除面に応じて、あるいは圧力センサや風量センサに
よる検出値に応じて電気掃除機としてパワーを制御する
ものが知られている。
タを用いるとともに、制御素子であるトライアックと圧
力センサもしくは風量センサとを組み合わせ、トライア
ックにより交流整流子モータに印加する電圧を調整し、
被掃除面に応じて、あるいは圧力センサや風量センサに
よる検出値に応じて電気掃除機としてパワーを制御する
ものが知られている。
上記従来技術は.フアンモータの負荷状態を示す諸因子
すなわち風量あるいは静圧を風量センサあるいは静圧セ
ンサを用いて検知し、回転速度を制御しているので、価
格の上昇及びセンサ取付容積が必要となる問題があった
。
すなわち風量あるいは静圧を風量センサあるいは静圧セ
ンサを用いて検知し、回転速度を制御しているので、価
格の上昇及びセンサ取付容積が必要となる問題があった
。
本発明の目的は、センサレスにて負荷状態を示す諸因子
すなわち風量あるいは静圧を検知し、それによって最適
な運転ができるファンモータの制御装置及びその装置を
用いた電気掃除機を提供することにある。
すなわち風量あるいは静圧を検知し、それによって最適
な運転ができるファンモータの制御装置及びその装置を
用いた電気掃除機を提供することにある。
上記目的は.フアンと可変速モータ及び可変速モータの
回転速度を調整する制御装置からなるファンモータの制
御装置において、前記ファンモータの負荷電流と回転速
度から負荷状態を示す諸因子を演算し、この演算結果を
基に、該ファンモータの回転速度を調整する制御装置を
具備することにより達成される。
回転速度を調整する制御装置からなるファンモータの制
御装置において、前記ファンモータの負荷電流と回転速
度から負荷状態を示す諸因子を演算し、この演算結果を
基に、該ファンモータの回転速度を調整する制御装置を
具備することにより達成される。
ファンモータの負荷電流と回転速度から風量と静圧を算
出し、その結果を基にファンモータの速度指令を決定す
るので、圧力センサレスあるいは風量センサレスにて負
荷状態に応した最適な吸込力が得られる。
出し、その結果を基にファンモータの速度指令を決定す
るので、圧力センサレスあるいは風量センサレスにて負
荷状態に応した最適な吸込力が得られる。
以下、本発明の一実施例を第1図〜第14図により説明
する。
する。
第1図は本発明の一実施例に係わるファンモータの概略
構成を示したものである。ファンモータは、可変速モー
タ38とファン39からなり、制御装置40にて速度検
出器41からの信号41Sと電流検出器42からの信号
42Sを受けて回転速度と負荷電流を検出する。可変速
モータ38の速度を制御する制御装置は、回転速度と負
荷電流から負荷状態を示す諸因子、例えば風量Qあるい
は静圧Hを演算し、この演算結果を基にファンモータを
運転する。
構成を示したものである。ファンモータは、可変速モー
タ38とファン39からなり、制御装置40にて速度検
出器41からの信号41Sと電流検出器42からの信号
42Sを受けて回転速度と負荷電流を検出する。可変速
モータ38の速度を制御する制御装置は、回転速度と負
荷電流から負荷状態を示す諸因子、例えば風量Qあるい
は静圧Hを演算し、この演算結果を基にファンモータを
運転する。
ファンモータの用途には、扇風機、冷却用ブロアあるい
は電気掃除機等が考えられるが、本−実施例では負荷状
態により運転状態が変わる電気掃除機を例に取って説明
する。
は電気掃除機等が考えられるが、本−実施例では負荷状
態により運転状態が変わる電気掃除機を例に取って説明
する。
また、電気掃除機のファンモータに用いる可変速モータ
としては、入力を制御することにより速度が変わる交流
整流子モータ、位相制御モータ、インバータ鮭動のイン
ダクションモータ、リラクタンスモータあるいはブラシ
レスモータ等が考えられるが、その中でも機械的な摺動
を伴うブラシをもたず、長寿命で制御応答性のよいブラ
シレスモータをファンモータとして用いた例について説
明する。
としては、入力を制御することにより速度が変わる交流
整流子モータ、位相制御モータ、インバータ鮭動のイン
ダクションモータ、リラクタンスモータあるいはブラシ
レスモータ等が考えられるが、その中でも機械的な摺動
を伴うブラシをもたず、長寿命で制御応答性のよいブラ
シレスモータをファンモータとして用いた例について説
明する。
さらに、本発明では.フアンモータの負荷状態を示す諸
因子に電気掃除機の負荷状態を示す風量あるいは静圧を
例に取って説明する。
因子に電気掃除機の負荷状態を示す風量あるいは静圧を
例に取って説明する。
第2図は制御回路の概略構成を示すブロック図、第3図
は制御回路の全体構成を示す。
は制御回路の全体構成を示す。
図において、16はブラシレスモータ17を可変速運転
するためのインバータ制御装置である。
するためのインバータ制御装置である。
29は交流電源であり、この電源29を整流回路21で
整流し、コンデンサ22にて平滑してインバータ回路2
0に直流電圧Edが供給される。インバータ回路20は
、トランジスタT R1〜T Reと、それぞれのトラ
ンジスタに並列に接続された環流ダイオードD1〜D6
から構成された120度通主通電形バータである。トラ
ンジスタT R1〜TR3は正のアーム、トランジスタ
TR4〜T Reは負のアームを構成し、負のアームの
それぞれの通流期間は電気角の120度でパルス幅変調
(PWM)される。R1は負のアームを構成するトラン
ジスタTRa〜TReのエミッタ側とコンデンサ22の
マイナス側間に接続された比較的低い抵抗である。
整流し、コンデンサ22にて平滑してインバータ回路2
0に直流電圧Edが供給される。インバータ回路20は
、トランジスタT R1〜T Reと、それぞれのトラ
ンジスタに並列に接続された環流ダイオードD1〜D6
から構成された120度通主通電形バータである。トラ
ンジスタT R1〜TR3は正のアーム、トランジスタ
TR4〜T Reは負のアームを構成し、負のアームの
それぞれの通流期間は電気角の120度でパルス幅変調
(PWM)される。R1は負のアームを構成するトラン
ジスタTRa〜TReのエミッタ側とコンデンサ22の
マイナス側間に接続された比較的低い抵抗である。
ブラシレスモータ17は、2極の永久磁石からなる回転
子Rと、電機子巻線U、V、Wからなる。
子Rと、電機子巻線U、V、Wからなる。
これらの巻線U、V、Wに流れる負荷電流IDCは前記
抵抗Rzの電圧降下として検出できる。
抵抗Rzの電圧降下として検出できる。
ブラシレスモータ17の速度制御回路は、回転子Rの磁
極位置をホール素子PS等で検出する磁極位置検出回路
18、前述した負荷電流Incの検出値を増幅する電流
増幅器23(抵抗Rzの電圧降下は直流電流であり、ブ
ラシレスモータ17の負荷電流とは異なるので、抵抗R
1の電圧降下値を増幅し、かつ放電回路付ピークボール
ド回路によりブラシレスモータ17の負荷電流に模擬す
ることを含む)、前記トランジスタT R1〜T Re
を駆動するペースドライバ15、および前記回路18か
ら得られた検出信号18Sに基づいてペースドライバ1
5を駆動するマイクロコンピュータ19とから主要構成
される。30は実際の使用者が操作する運転スイッチで
ある。
極位置をホール素子PS等で検出する磁極位置検出回路
18、前述した負荷電流Incの検出値を増幅する電流
増幅器23(抵抗Rzの電圧降下は直流電流であり、ブ
ラシレスモータ17の負荷電流とは異なるので、抵抗R
1の電圧降下値を増幅し、かつ放電回路付ピークボール
ド回路によりブラシレスモータ17の負荷電流に模擬す
ることを含む)、前記トランジスタT R1〜T Re
を駆動するペースドライバ15、および前記回路18か
ら得られた検出信号18Sに基づいてペースドライバ1
5を駆動するマイクロコンピュータ19とから主要構成
される。30は実際の使用者が操作する運転スイッチで
ある。
前記において、磁極位置検出回路18はホール素子PS
からの信号を受けて、回転子Rの磁極位置信号18Sを
生成するものである。この磁極位置検出信号18Sは電
機子巻線U、V、Wの電流切替えに用いることに加え、
回転速度を検出する信号としても用いるものである。
からの信号を受けて、回転子Rの磁極位置信号18Sを
生成するものである。この磁極位置検出信号18Sは電
機子巻線U、V、Wの電流切替えに用いることに加え、
回転速度を検出する信号としても用いるものである。
マイクロコンピュータ19は、この磁極位置信号18S
を一定のサンプリング内での数を数えることにより、回
転速度を求めるものである。
を一定のサンプリング内での数を数えることにより、回
転速度を求めるものである。
マイクロコンピュータ19は、セントラルプロセツシン
グユニット(CPU)19−1.リードオンリメモリ(
ROM)19−2、およびランダムアクセスメモリ(R
AM)19−3を含んでおり、これらは図示しないがア
ドレスバスやデータバスおよびコントロールバス等によ
って相互に接続されている。そして、ROM19−2に
は、ブラシレスモータ17を駆動するのに必要なプログ
ラム、例えば、速度の演算処理、運転指令の取込処理、
速度制御処理(ASR)、電流制御処理(ACR)、電
流検出処理等を記憶させである。
グユニット(CPU)19−1.リードオンリメモリ(
ROM)19−2、およびランダムアクセスメモリ(R
AM)19−3を含んでおり、これらは図示しないがア
ドレスバスやデータバスおよびコントロールバス等によ
って相互に接続されている。そして、ROM19−2に
は、ブラシレスモータ17を駆動するのに必要なプログ
ラム、例えば、速度の演算処理、運転指令の取込処理、
速度制御処理(ASR)、電流制御処理(ACR)、電
流検出処理等を記憶させである。
一方、RAM19−3は、ROM19−2に名己憶させ
た種々のプログラムを実行するに際し、必要な各種の外
部データを読み書きするのに用いられる。
た種々のプログラムを実行するに際し、必要な各種の外
部データを読み書きするのに用いられる。
トランジスタT R1〜TRsは、前記マイクロコンピ
ュータ19で処理、生成された点弧信号19Sに応じ、
ペースドライバ15によりそれぞれ開動される。
ュータ19で処理、生成された点弧信号19Sに応じ、
ペースドライバ15によりそれぞれ開動される。
この種のブラシレスモータ17は、電機子巻線U、V、
Wに流れる電流がモータの出力トルクに対応するので、
逆に印加電流を変えれば出力トルクを可変できる。すな
わち、印加電流を調整することにより、モータの出力ト
ルクを連続的で任意に変えられ、インバータの駆動周波
数を変えることにより、モータの回転速度を任意に可変
できる。
Wに流れる電流がモータの出力トルクに対応するので、
逆に印加電流を変えれば出力トルクを可変できる。すな
わち、印加電流を調整することにより、モータの出力ト
ルクを連続的で任意に変えられ、インバータの駆動周波
数を変えることにより、モータの回転速度を任意に可変
できる。
本発明の電気掃除機は、このようなブラシレスモータ1
7を用いるものである。
7を用いるものである。
第4図はブラシレスモータを用いた電気掃除機のQ−H
特性を示し、横軸に風量Qをとり、縦軸に静圧Hとファ
ン(電動送風機のファン)の負荷トルクTを示したもの
である。
特性を示し、横軸に風量Qをとり、縦軸に静圧Hとファ
ン(電動送風機のファン)の負荷トルクTを示したもの
である。
第4図において、電気掃除機のQ−H特性は、風量Qが
小の時に静圧Hが大、風量Qが大の時に静圧Hが小とな
る。また.フアンの負荷トルクTは風量Qに対して自乗
カーブとなり、この負荷トルクTは図示していないが吸
口の状態(風の流入面積の変化)でも変化する。
小の時に静圧Hが大、風量Qが大の時に静圧Hが小とな
る。また.フアンの負荷トルクTは風量Qに対して自乗
カーブとなり、この負荷トルクTは図示していないが吸
口の状態(風の流入面積の変化)でも変化する。
この様な電気掃除機のQ−H特性において、風量センサ
あるいは圧力センサを用いることなく、ブラシレスモー
タ17の負荷状態から風量あるいは静圧を算出するには
、種々の工夫を必要とする。
あるいは圧力センサを用いることなく、ブラシレスモー
タ17の負荷状態から風量あるいは静圧を算出するには
、種々の工夫を必要とする。
まず、ブラシレスモータの出力Pは次式で表される。
P=1.027XNXT(W) ・・(1)これ
により、 となる。
により、 となる。
(2)式において、出力Pは誘起電圧Eoと電流■の積
(P=EoI)であるので、 1.027XN = K o I ・
・・(3)となる。すなわち、トルクTはモータ電流工
に比例する。
(P=EoI)であるので、 1.027XN = K o I ・
・・(3)となる。すなわち、トルクTはモータ電流工
に比例する。
一般流体における相似則には、次式の関係が知られてい
る。
る。
LccNF” D’ −(4)Q匡
NF−D8 ・(5)Hcc NF
2・D” −(6)ここで、Lは
ファンの軸入力(W) 、Qは風量(m8/+n1n)
、 Hは静圧(anA g ) 、NFはファンの回
転速度、Dは羽根車の径(rrm )を示す。そして.
フアンとモータとは直結していることから、ファンの軸
入力りと回転速度NFは、モータの出力Pと回転速度N
に等しいと考えられ、前記(4)式は、前記(5)式と
前記(6)式より、次式に変形できる。
NF−D8 ・(5)Hcc NF
2・D” −(6)ここで、Lは
ファンの軸入力(W) 、Qは風量(m8/+n1n)
、 Hは静圧(anA g ) 、NFはファンの回
転速度、Dは羽根車の径(rrm )を示す。そして.
フアンとモータとは直結していることから、ファンの軸
入力りと回転速度NFは、モータの出力Pと回転速度N
に等しいと考えられ、前記(4)式は、前記(5)式と
前記(6)式より、次式に変形できる。
PccQ −N2 −(7)こ
こで、Pはモータの出力(W)、Nはモータ回転速度(
rpm)を示す。
こで、Pはモータの出力(W)、Nはモータ回転速度(
rpm)を示す。
前記(7)式の、モータ軸出力Pは、
P=Eo・工 ・・・(8)Eo=
KE−N −(9)である。ここで
、Eoは誘起電圧(V)、KEは誘起電圧係数、■は負
荷電流(A)を示す。
KE−N −(9)である。ここで
、Eoは誘起電圧(V)、KEは誘起電圧係数、■は負
荷電流(A)を示す。
前記(7)式、前記(8)式及び前記(9)式から風量
Qは、 Q=に−・・・(10) と表わすことができる。ここで、Kは比例係数を示す。
Qは、 Q=に−・・・(10) と表わすことができる。ここで、Kは比例係数を示す。
なお比例係数には、送風機効率、モータ効率、掃除機の
本体からの空気漏れ及び温度による空気の単位体積重量
変化など多くの誤差要因を含んでいるが、ここでは定数
とする。
本体からの空気漏れ及び温度による空気の単位体積重量
変化など多くの誤差要因を含んでいるが、ここでは定数
とする。
第5図は横軸に風量Qをとり、縦軸にブラシレスモータ
の回転速度Nと負荷電流■との比(回転速度/負荷電流
)を示したものである。
の回転速度Nと負荷電流■との比(回転速度/負荷電流
)を示したものである。
第5図かられかるように、回転速度に関係なく、回転速
度/負荷電流の値から風量Qを算出できることがわかる
。
度/負荷電流の値から風量Qを算出できることがわかる
。
第6図は静圧Hを横軸にとり、縦軸に回転速度Nをとっ
た場合における、各風量Q1〜Q4に対するH−N特性
を示す。図より、静圧Hは次式の関係から求めることが
できる。
た場合における、各風量Q1〜Q4に対するH−N特性
を示す。図より、静圧Hは次式の関係から求めることが
できる。
NccQ(aH+b) −(11)これに
より、 となる。ここで、a、bは定数である。
より、 となる。ここで、a、bは定数である。
これらの結果より、ブラシレスモータ17の負荷電流工
と回転速度Nから電気掃除機としての風量Qと静圧Hを
算出できる。
と回転速度Nから電気掃除機としての風量Qと静圧Hを
算出できる。
第7図は、電気掃除機の代表的な運転パターン(Aパタ
ーン、Bパターン)を示す。図のQ−H特性において、
Aパターンは大風量側でQAI一定利得を行い、風量Q
^1以下ではHΔニ一定制御、QAB一定利得、HAB
一定利得を行うものである。
ーン、Bパターン)を示す。図のQ−H特性において、
Aパターンは大風量側でQAI一定利得を行い、風量Q
^1以下ではHΔニ一定制御、QAB一定利得、HAB
一定利得を行うものである。
Bパターンは風量Q^1より小さい風量QBIでQB!
一定利得を行い、風量QB1以下では回転速度NB一定
の速度一定利得、QAB−定利得、HAB−定利得を行
うものである。
一定利得を行い、風量QB1以下では回転速度NB一定
の速度一定利得、QAB−定利得、HAB−定利得を行
うものである。
Aパターンは被掃除面がたたみを想定したもので、大風
量Q^工以上では回転速度を減少させ、モータ入力を絞
って風量Q^1一定とし、低風量QAB以下で同じく回
転速度を減少させ、モータ入力を絞って風量QAB一定
としている。又、風量のQAIとQAB間ではたたみ面
を傷つけることがないように静圧H^1一定制御、風量
QAB以下で静圧HAB以下になるとHAB一定利得と
している。
量Q^工以上では回転速度を減少させ、モータ入力を絞
って風量Q^1一定とし、低風量QAB以下で同じく回
転速度を減少させ、モータ入力を絞って風量QAB一定
としている。又、風量のQAIとQAB間ではたたみ面
を傷つけることがないように静圧H^1一定制御、風量
QAB以下で静圧HAB以下になるとHAB一定利得と
している。
Bパターンは被掃除面がじゅうたんを想定したもので、
風量QBI一定制御を行い、回転速度が最大のNBに達
し、かつ風量がQB1以下では回転速度NB一定制御と
し、掃除機としての最大パワーを得るようにしている。
風量QBI一定制御を行い、回転速度が最大のNBに達
し、かつ風量がQB1以下では回転速度NB一定制御と
し、掃除機としての最大パワーを得るようにしている。
次に、具体的な制御手段を、第2図および第7図により
説明する。
説明する。
実際の操作者が運転スイッチ30を操作すると、まず、
マイクロコンピュータ19は処理1として、運転指令取
込処理および起動処理を行って、規定の回転速度N1ま
でブラシレスモータ17を駆動する。切替スイッチSl
は起動時には速度指令N1を選択し、起動が完了すると
処理7のAQRおよびAHRの出力NCMDを選択する
。
マイクロコンピュータ19は処理1として、運転指令取
込処理および起動処理を行って、規定の回転速度N1ま
でブラシレスモータ17を駆動する。切替スイッチSl
は起動時には速度指令N1を選択し、起動が完了すると
処理7のAQRおよびAHRの出力NCMDを選択する
。
起動時に速度指令N1が決定すると、マイクロコンピュ
ータ19は磁極位置検出回路18からの磁極位置信号1
8Sを受けて処理6の点弧信号発生処理を行い、トラン
ジスタT R1〜T Rs (7) 点弧素子を決定す
る。そして、処理2の速度演算処理を行ってモータ17
の実速度Nを演算し、処理3の電流検出処理にて電流増
幅器23からの信号23Sを受けてブラシレスモータ1
7の負荷電流IL を検出する。
ータ19は磁極位置検出回路18からの磁極位置信号1
8Sを受けて処理6の点弧信号発生処理を行い、トラン
ジスタT R1〜T Rs (7) 点弧素子を決定す
る。そして、処理2の速度演算処理を行ってモータ17
の実速度Nを演算し、処理3の電流検出処理にて電流増
幅器23からの信号23Sを受けてブラシレスモータ1
7の負荷電流IL を検出する。
処理4のASRは速度指令N*と実速度Nとの偏差fN
から電流指令I csoを求め、処理5のACRは電流
指令■cMDと負荷電流ILとの偏差εIから電圧指令
v′を算出する。
から電流指令I csoを求め、処理5のACRは電流
指令■cMDと負荷電流ILとの偏差εIから電圧指令
v′を算出する。
処理6の点弧信号発生処理は電圧指令■1と磁極位置信
号18Sを受けてトランジスタT Rs〜T Reの点
弧する素子を決定すると共に、印加電圧を可変にするた
めのPWM信号19Sを出力する。
号18Sを受けてトランジスタT Rs〜T Reの点
弧する素子を決定すると共に、印加電圧を可変にするた
めのPWM信号19Sを出力する。
ブラシレスモータ17が規定の回転速度N1に達すると
、切替スイッチS1が処理7のAQR。
、切替スイッチS1が処理7のAQR。
AHRの出力信号N CMDに切り替る。
処理7のAQR(風量調節器)、AHR(静圧調節器)
は、所定の風量Q、静圧Hになるように、例えば、第7
図のA、Bパターンとなるように。
は、所定の風量Q、静圧Hになるように、例えば、第7
図のA、Bパターンとなるように。
実速度Nと負荷電流ILから速度指令NCMDを出力す
る。
る。
ブラシレスモータ17は、回転速度Nが外部指令でなく
、内部指令N CMDになるように、処理4゜5のAS
R,ACRを介して電圧指令■8が決定され、制御され
る。
、内部指令N CMDになるように、処理4゜5のAS
R,ACRを介して電圧指令■8が決定され、制御され
る。
以上述べたように、本実施例では、電気掃除機の恥動源
にブラシレスモータを用い、圧力センサおよび風量セン
サを用いることなく、モータの負荷電流ILと回転速度
Nから風量Q、静圧Hを演算にて算出し、運転パターン
に従って風量一定制御(AQR)、静圧一定制御(AH
R)運転することにより、電気掃除機としてのパワーを
@適に制御できる。
にブラシレスモータを用い、圧力センサおよび風量セン
サを用いることなく、モータの負荷電流ILと回転速度
Nから風量Q、静圧Hを演算にて算出し、運転パターン
に従って風量一定制御(AQR)、静圧一定制御(AH
R)運転することにより、電気掃除機としてのパワーを
@適に制御できる。
本実施例では風量Q、静圧Hの算出に、ブラシレスモー
タの回転速度と負荷電流から算出したが、回転速度と電
流指令との比の演算でも問題ない。
タの回転速度と負荷電流から算出したが、回転速度と電
流指令との比の演算でも問題ない。
第16図の実験データに示す通り、回転速度と電流指令
の比から風量Qをえることが可能である。
の比から風量Qをえることが可能である。
また、第15図の実験データに示す通り、電流指令と回
転速度の比から風量Qをえることが可能である。
転速度の比から風量Qをえることが可能である。
さらに、風量Qおよび静圧Hの演算値を、本実施例では
、モータ制御に使用したが、電気掃除機の負荷状態を示
すように使用しても良い。
、モータ制御に使用したが、電気掃除機の負荷状態を示
すように使用しても良い。
さらに、本実施例では.フアンモータにブラシレスモー
タを用いた例につき説明したが、交流整流子モータでも
良いことは言うまでもない。
タを用いた例につき説明したが、交流整流子モータでも
良いことは言うまでもない。
第8図〜第14図は、他の実施例である。
第8図は静圧センサを併用した制御回路の概略構成を示
すブロック図、第9図は電気掃除機の静圧検出の概略構
成を示す。
すブロック図、第9図は電気掃除機の静圧検出の概略構
成を示す。
第8図において、第2図と異なる点は、ブラシレスモー
タ17の回転速度Nと負荷電流I +、の他に電気掃除
機31の静圧を静圧センサ32から検出していることで
あり、電気掃除機31に取り付けた静圧センサ32によ
り静圧を検出し、マイクロコンピュータ19に含まれる
処理8の静圧検出処理にて静圧増幅器33からの信号3
3Sを受けて電気掃除機31の静圧Hを検出する。
タ17の回転速度Nと負荷電流I +、の他に電気掃除
機31の静圧を静圧センサ32から検出していることで
あり、電気掃除機31に取り付けた静圧センサ32によ
り静圧を検出し、マイクロコンピュータ19に含まれる
処理8の静圧検出処理にて静圧増幅器33からの信号3
3Sを受けて電気掃除機31の静圧Hを検出する。
処理9のAQR(風量調節器)は回転速度Nと負荷電流
ILから風jtQを算出し、AHR(静圧調節器)は検
出した静圧Hを用いて所定の風量Q。
ILから風jtQを算出し、AHR(静圧調節器)は検
出した静圧Hを用いて所定の風量Q。
静圧Hになるように、例えば第7図のA、Bパターンと
なるように速度指令NcMDを出力してもよい。
なるように速度指令NcMDを出力してもよい。
第10図は電気掃除機の風量検出の概略構成を示し、第
11図は風量センサを併用した制御回路の概略構成を示
すブロック図である。
11図は風量センサを併用した制御回路の概略構成を示
すブロック図である。
第11図において、第2図と異なる点はブラシレスモー
タ17の回転速度Nと負荷電流ILの他に電気掃除機3
1の風量を検出していることであり、電気掃除機31に
取り付けた風量センサ34により風量を検出し、マイク
ロコンピュータ19に含まれる処理10の風量検出処理
にて風量増幅F535からの信号35Sを受けて電気掃
除機31の風量Qを検出する。
タ17の回転速度Nと負荷電流ILの他に電気掃除機3
1の風量を検出していることであり、電気掃除機31に
取り付けた風量センサ34により風量を検出し、マイク
ロコンピュータ19に含まれる処理10の風量検出処理
にて風量増幅F535からの信号35Sを受けて電気掃
除機31の風量Qを検出する。
処理11のAQR(風量調節器)は検出した風量Qを用
い、AHR(静圧調節器)は検出した風量Qと回転速度
Nとから静圧Hを算出し所定の風量Q、静圧Hになるよ
うに、例えば第7図のA。
い、AHR(静圧調節器)は検出した風量Qと回転速度
Nとから静圧Hを算出し所定の風量Q、静圧Hになるよ
うに、例えば第7図のA。
Bパターンとなるように速度指令N C:MDを圧力し
てもよい。
てもよい。
第12図はブラシレスモータの回転速度Nと直流電圧E
、を用いた制御回路の概略構成を示すブロック図、第1
3図はその制御回路の全体構成を示し、第14図はブラ
シレスモータの負荷電流ILによる直流電圧E、の垂下
特性をプロットしたもので、横軸に負荷電流ILをとり
、縦軸に直電圧E、を示したものである。
、を用いた制御回路の概略構成を示すブロック図、第1
3図はその制御回路の全体構成を示し、第14図はブラ
シレスモータの負荷電流ILによる直流電圧E、の垂下
特性をプロットしたもので、横軸に負荷電流ILをとり
、縦軸に直電圧E、を示したものである。
第12図および第13図において、第2図および第3図
と異なる点は、インバータ回路20に供給する直流電圧
Edとブラシレスモータ17の回転速度Nとから風量Q
、静圧Hを演算していることであり、直流電圧検出部3
6の抵抗R2,R3から直流電圧E、を検出し、マイク
ロコンピュータ19に含まれる処理12の電圧検出処理
にて電圧増幅器37からの信号37Sを受けて直流電圧
E、を検出する。
と異なる点は、インバータ回路20に供給する直流電圧
Edとブラシレスモータ17の回転速度Nとから風量Q
、静圧Hを演算していることであり、直流電圧検出部3
6の抵抗R2,R3から直流電圧E、を検出し、マイク
ロコンピュータ19に含まれる処理12の電圧検出処理
にて電圧増幅器37からの信号37Sを受けて直流電圧
E、を検出する。
処理13の電流演算処理は検出した直流電圧E、では直
接風量Qを演算できない、このため第14図の直流電圧
E、と負荷電流ILの関係から演算により負荷電流演値
ILを求める。
接風量Qを演算できない、このため第14図の直流電圧
E、と負荷電流ILの関係から演算により負荷電流演値
ILを求める。
処理14のAQR(風量調節器)は回転速度Nを演算し
た負荷電流演算値ILから風量Qを算出し、AHR(静
圧調節器)は算出した風量Qと回転速度Nから静圧Hを
算出し、所定の風量Q、静圧Hになるように、例えば第
7図のA、Bパターンとなるように速度指令N CMD
を8力してもよい。
た負荷電流演算値ILから風量Qを算出し、AHR(静
圧調節器)は算出した風量Qと回転速度Nから静圧Hを
算出し、所定の風量Q、静圧Hになるように、例えば第
7図のA、Bパターンとなるように速度指令N CMD
を8力してもよい。
以上述へたように、本発明の他実施例では、電気掃除機
の粁動源にブラシレスモータを用い、圧力センサあるい
は静圧センサのどちらか一方のセンサだけの使用とモー
タの負荷電流ILと回転速度Nとにより、風量Qあるい
は静圧Hを演算し、運転パターンに従って風量一定利得
(AQR)、静圧一定利得(AHR)運転することによ
り、電気掃除機としてのパワーを最適に制御することも
できる。
の粁動源にブラシレスモータを用い、圧力センサあるい
は静圧センサのどちらか一方のセンサだけの使用とモー
タの負荷電流ILと回転速度Nとにより、風量Qあるい
は静圧Hを演算し、運転パターンに従って風量一定利得
(AQR)、静圧一定利得(AHR)運転することによ
り、電気掃除機としてのパワーを最適に制御することも
できる。
さらに、直流電圧E、を検出し、検出した直流電圧E、
から演算した負荷電流演算値ILと回転速度Nとにより
、圧力センサおよび風量センサを用いることなく、風量
Q、静圧Hを演算にて算出し、運転パターンに従って風
量一定利得(A Q R)、静圧一定利得(AHR)運
転することにより、電気掃除機としてのパワーを最適に
制御することもできる。
から演算した負荷電流演算値ILと回転速度Nとにより
、圧力センサおよび風量センサを用いることなく、風量
Q、静圧Hを演算にて算出し、運転パターンに従って風
量一定利得(A Q R)、静圧一定利得(AHR)運
転することにより、電気掃除機としてのパワーを最適に
制御することもできる。
本発明によれば.フアンモータの負荷状態を示す諸因子
、すなわち風量Qと静圧Hをブラシレスモータの回転速
度Nと負荷電流I +、どの関係より演算で算出し、こ
の演算結果を基にファンモータの回転速度を調整するよ
うにしたので、最適なパワーで運転できるファンモータ
の制御装置及び電気掃除機が得られる。
、すなわち風量Qと静圧Hをブラシレスモータの回転速
度Nと負荷電流I +、どの関係より演算で算出し、こ
の演算結果を基にファンモータの回転速度を調整するよ
うにしたので、最適なパワーで運転できるファンモータ
の制御装置及び電気掃除機が得られる。
第1図は本発明の一実施例を示すファンモータの概略構
成図、第2図は本発明の一実施例を示す電気掃除機用ブ
ラシレスモータの制御回路の概略構成を示すブロック図
、第3図はその制御回路の全体構成図、第4図は電気掃
除機のQ−H特性図、第5図は風量と回転速度/負荷電
流との関係を示す図、第6図は静圧と回転速度及び風量
との関係を示す図、第7図は電気掃除機の代表的な運転
パターンを示す図、第8図は他実施例である静圧センサ
を併用した制御回路の概略構成を示すブロック図、第9
図は電気掃除機の静圧検出の概略構成図、第10図は電
気掃除機の風量検出の概略構成図、第11図は他実施例
である風量センサを併用した制御回路の概略構成を示す
ブロック図、第12図はブラシレスモータの回転速度と
直流電圧を用いた制御回路の概略構成咎示すブロック図
、第13図はその制御回路の全体構成図、第14図は直
流電圧Edと負荷電流ILの関係を示した図、第15図
は風量と電流指令/回転速度との関係を示す実験データ
、第16図は風量と、回転速度/電流指令との関係を示
す実験データである。 15・・・ペースドライバ、16・インバータ、17・
・ブラシレスモータ、18・・磁極位置検出回路。 19・・・マイクロコンピュータ、23・・電流増幅器
、30・・・運転スイッチ、 38・・・可変速モータ、 ・・・ファン、 40・・・制御装置。
成図、第2図は本発明の一実施例を示す電気掃除機用ブ
ラシレスモータの制御回路の概略構成を示すブロック図
、第3図はその制御回路の全体構成図、第4図は電気掃
除機のQ−H特性図、第5図は風量と回転速度/負荷電
流との関係を示す図、第6図は静圧と回転速度及び風量
との関係を示す図、第7図は電気掃除機の代表的な運転
パターンを示す図、第8図は他実施例である静圧センサ
を併用した制御回路の概略構成を示すブロック図、第9
図は電気掃除機の静圧検出の概略構成図、第10図は電
気掃除機の風量検出の概略構成図、第11図は他実施例
である風量センサを併用した制御回路の概略構成を示す
ブロック図、第12図はブラシレスモータの回転速度と
直流電圧を用いた制御回路の概略構成咎示すブロック図
、第13図はその制御回路の全体構成図、第14図は直
流電圧Edと負荷電流ILの関係を示した図、第15図
は風量と電流指令/回転速度との関係を示す実験データ
、第16図は風量と、回転速度/電流指令との関係を示
す実験データである。 15・・・ペースドライバ、16・インバータ、17・
・ブラシレスモータ、18・・磁極位置検出回路。 19・・・マイクロコンピュータ、23・・電流増幅器
、30・・・運転スイッチ、 38・・・可変速モータ、 ・・・ファン、 40・・・制御装置。
Claims (13)
- 1.フアンと可変速モータ及び可変速モータの回転速度
を調整する制御装置からなるフアンモータの制御装置に
おいて、前記フアンモータの負荷電流と回転速度から負
荷状態を示す諸因子を演算し、この演算結果を基に、該
フアンモータの回転速度を調整する制御装置を具備した
ことを特徴とするフアンモータの制御装置。 - 2.塵埃を捕集するフイルターと、塵埃吸引力を発生さ
せる可変速のフアンモータとを備えた電気掃除機におい
て、前記フアンモータの電流指令(負荷電流)と速度指
令(回転速度)とから前記掃除機の負荷状態を示す諸因
子の1つである風量あるいは静圧を演算し、該風量ある
いは該静圧の演算結果により前記フアンモータの速度指
令を決定する制御装置を備えてなることを特徴とする電
気掃除機。 - 3.塵埃を捕集するフイルターと、塵埃吸引力を発生さ
せる可変速のフアンモータとを備えた電気掃除機におい
て、前記フアンモータの電流指令(負荷電流)と速度指
令(回転速度)とから前記掃除機の負荷状態を示す諸因
子の1つである風量を演算し、該風量あるいは前記掃除
機の静圧を検出する静圧センサの出力結果により、前記
フアンモータの速度指令を決定する制御装置を備えてな
ることを特徴とする電気掃除機。 - 4.塵埃を捕集するフイルターと、塵埃吸引力を発生さ
せる可変速のフアンモータとを備えた電気掃除機におい
て、前記掃除機の風量を検出する風量センサの出力(風
量)と速度指令(回転速度)とから演算掃除機の負荷状
態を示す諸因子の1つである静圧を演算し、該静圧の演
算結果あるいは前記風量により、前記フアンモータの速
度指令を決定する制御装置を備えてなることを特徴とす
る電気掃除機。 - 5.塵埃を捕集するフイルターと、塵埃吸引力を発生さ
せる可変速のフアンモータとを備えた電気掃除機におい
て、前記フアンモータの直流電圧と速度指令(回転速度
)とから前記掃除機の負荷状態を示す諸因子の1つであ
る風量あるいは静圧を演算し、該風量あるいは該静圧の
演算結果により、前記フアンモータの速度指令を決定す
る制御装置を備えてなることを特徴とする電気掃除機。 - 6.前記フアンモータの速度制御装置は、速度調節器(
ASR)と電流調節器(ACR)とを有し、該フアンモ
ータの回転速度N(速度指令)と負荷電流I_L(電流
指令)との比、(N/I_L)の演算結果により前記風
量Qを演算し、該風量演算値が一定となるように速度指
令を決定する構成にしたことを特徴とする請求項2若し
くは請求項3に記載の電気掃除機。 - 7.前記フアンモータの速度制御装置は速度調節器(A
SR)と電流調節器(ACR)とを有し、該フアンモー
タの電源電圧E_dと負荷電流I_Lとの関係から演算
した負荷電流演算値■_Lと該フアンモータの回転速度
N(速度指令)との比、(N/■_L)の演算結果によ
り前記風量Qを演算し、該風量演算値が一定となるよう
に速度指令を決定する構成にしたことを特徴とする請求
項5記載の電気掃除機。 - 8.前記フアンモータの速度制御装置は速度調節器(A
SR)と電流調節器(ACR)とを有し、該フアンモー
タの回転速度N(速度指令)と負荷電流I_L(電流指
令)との比、(N/I_L)の演算結果により前記風量
Qを演算し、該風量Qと該回転速度(速度指令)とから
前記静圧を演算し、該静圧演算値が一定となるように速
度指令を決定する構成にしたことを特徴とする請求項2
記載の電気掃除機。 - 9.前記フアンモータの速度制御装置は速度調節器(A
SR)と電流調節器(ACR)とを有し、前記風量セン
サの出力(風量)と該フアンモータの回転速度(速度指
令)とから前記静圧を演算し、該静圧演算値が一定とな
るように速度指令を決定する構成にしたことを特徴とす
る請求項4記載の電気掃除機。 - 10.前記フアンモータの速度制御装置は、速度調節器
(ASR)と電流調節器(ACR)とを有し、該フアン
モータの負荷電流I_L(電流指令)と回転速度N(速
度指令)との比、(I_L/N)の演算結果により前記
風量Qを演算し、該風量演算値が一定になるように速度
指令を決定する構成にしたことを特徴とする請求項2若
しくは請求項3に記載の電気掃除機。 - 11.前記フアンモータの速度制御装置は速度調節器(
ASR)と電流調節器(ACR)とを有し、該フアンモ
ータの電源電圧E_dと負荷電流I_Lとの関係から演
算した負荷電流演算値■_Lと該フアンモータの回転速
度N(速度指令)との比、(N/■_L)の演算結果に
より前記風量Qを演算し、該風量Qと該回転速度(速度
指令)とから前記静圧を演算し、該静圧演算値が一定と
なるように速度指令を決定するようにしたことを特徴と
する請求項5記載の電気掃除機。 - 12.前記フアンモータの回転速度を一定にする速度一
定制御を併用して運転する構成としたことを特徴とする
請求項8記載の電気掃除機。 - 13.前記風量一定制御を前記静圧一定制御とを併用し
て運転する構成にしたことを特徴とする請求項6,請求
項7,請求項8,請求項9若しくは請求項10記載の電
気掃除機。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2100319A JP2865795B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 電気掃除機 |
DE69107119T DE69107119D1 (de) | 1990-04-16 | 1991-04-15 | Verfahren zum Betreiben eines Staubsaugers. |
EP91105964A EP0458057B1 (en) | 1990-04-16 | 1991-04-15 | Method for operating a vacuum cleaner |
KR1019910005976A KR0161987B1 (ko) | 1990-04-16 | 1991-04-15 | 진공소제기 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2100319A JP2865795B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 電気掃除機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH044788A true JPH044788A (ja) | 1992-01-09 |
JP2865795B2 JP2865795B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=14270868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2100319A Expired - Fee Related JP2865795B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-18 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2865795B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04210033A (ja) * | 1990-12-03 | 1992-07-31 | Hitachi Ltd | 電気掃除機 |
JP2005273547A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Fuji Industrial Co Ltd | 送風機の風量制御方法 |
JP2008043083A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 風量一定制御dcファンモータ駆動装置 |
JP2010242767A (ja) * | 2010-07-20 | 2010-10-28 | Fuji Industrial Co Ltd | 送風機の風量制御方法 |
JP2014145255A (ja) * | 2013-01-25 | 2014-08-14 | Fuji Industrial Co Ltd | 送風装置 |
JP2015211478A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-24 | 三菱電機株式会社 | 送風機 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6395882A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-26 | Hitachi Ltd | 電気掃除機 |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP2100319A patent/JP2865795B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6395882A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-26 | Hitachi Ltd | 電気掃除機 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04210033A (ja) * | 1990-12-03 | 1992-07-31 | Hitachi Ltd | 電気掃除機 |
JP2005273547A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Fuji Industrial Co Ltd | 送風機の風量制御方法 |
JP4726424B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2011-07-20 | 富士工業株式会社 | 送風機の風量制御方法 |
JP2008043083A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 風量一定制御dcファンモータ駆動装置 |
JP2010242767A (ja) * | 2010-07-20 | 2010-10-28 | Fuji Industrial Co Ltd | 送風機の風量制御方法 |
JP2014145255A (ja) * | 2013-01-25 | 2014-08-14 | Fuji Industrial Co Ltd | 送風装置 |
JP2015211478A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-24 | 三菱電機株式会社 | 送風機 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2865795B2 (ja) | 1999-03-08 |
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