JPH0690883A - 電気掃除機 - Google Patents
電気掃除機Info
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- JPH0690883A JPH0690883A JP24317692A JP24317692A JPH0690883A JP H0690883 A JPH0690883 A JP H0690883A JP 24317692 A JP24317692 A JP 24317692A JP 24317692 A JP24317692 A JP 24317692A JP H0690883 A JPH0690883 A JP H0690883A
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Abstract
となる点において十分な電力を電動送風機に供給するも
のである。 【構成】電動送風機の電流検出を行うことにより電気掃
除機の消費電力、風量を演算し、吸込仕事率が最大とな
る点において目標値と一致させることで達成される。 【効果】吸込仕事率が最大となる点において目標とする
電力を電動送風機に供給する(電動送風機を目標とする
消費電力にするよう制御する)ことで十分な吸込性能が
得られる。
Description
機の電流を検出し、その検出値により消費電力(又は回
転数)制御を行うものに関する。
て掃除機内の負圧を検出して、その負圧の状態により電
力制御を行うものがあるがその風量−圧力特性の代表的
なものは図2に示すようなものであった。電動送風機の
特性として風量Q減少と共に消費電力は減少する傾向に
あるため、吸込仕事率Poにおける風量Qpの点では初
期状態Q1においての消費電力に比べて消費電力が減少
するため十分な吸込性能を得ることができなかった。
送風機の特性に対し、最もパワーが得られず、吸込性能
の点から十分な配慮がなされていなかった。本発明の目
的は従来のこうした欠点をなくし、最もパワーが必要な
吸込仕事率のピーク点において十分な電力を電動送風機
が消費し得る制御方法を有する電気掃除機を供給するも
のである。
するため、電動送風機に流れる電流を検出することによ
りその検出信号により電力制御回路内で演算し、電動送
風機の消費電力を把握し、電力制御回路内でフィードバ
ックすることにより目標とする消費電力で運転させるも
のである。
=電圧×電流×力率により消費電力は演算できる。これ
を予め、設定された目標値との比較し、差を極少化(0
に近づけていく)することにより、掃除機における風量
と圧力の状態が変わっても所定の点で目標とする消費電
力に制御することが可能である。
明する。図1は本発明の一実施例による電気掃除機の制
御ブロック図である。1は交流電源、2は電流ヒュ−
ズ、3はノイズ低減用の雑音防止コンデンサ、4は電動
送風機、5は電動送風機4の動作停止を行うスイッチン
グ用の双方向性半導体素子、6は電動送風機4に流れる
電流iを検出するための電流検出素子、7は検出した電
流iの信号処理を行う電流検出回路である。その中で8
は電流検出素子6により検出された電流iの信号Viを
増幅する増幅回路、9は増幅された信号を低周波数信号
成分のみとり出す低周波数信号出力回路、10は増幅さ
れた信号を一定以上の高い周波数成分のみとり出す高周
波数信号出力回路又は、増幅された信号を中間帯域の周
波数成分のみとり出す中間帯域周波数信号出力回路であ
る。11は制御回路を駆動するための電源回路、12は
双方向性半導体素子5をON−OFFするため、G端子
へトリガ信号を送るトリガ回路、13は掃除機内の負圧
を検出して電気信号に変換するための圧力センサ回路、
14は使用者が電気掃除機の運転停止及び複数の運転モ
ードの中の一つを選択するといったスイッチを含み、ホ
−ス手元部に制御回路が位置するホース手元スイッチ回
路、15はマイクロコンピュータ、16は電気掃除機の
運転状態等を例えば発光ダイオードの点灯、消灯で表示
するような表示回路、17は掃除機内の温度を検出して
電気信号に変換する温度センサ回路、18はマイクロコ
ンピュータ15を動作させるための発振回路である。
用者が図4に示すように掃除機本体a、ホースb、延長
管c、吸口dを接続した状態で電源プラグを投入し、ホ
ース手元スイッチ回路14内にあるスイッチを押すと電
気掃除機が運転を始める(即ち、電動送風機が回転す
る)。このとき、マイクロコンピュータ15はホース手
元SW回路から運転指令信号をD2端子でOUT端子か
らトリガ信号をトリガ回路12を通して双方向性半導体
素子5のG端子へ送られる。双方向性半導体素子5はG
端子へトリガ信号が送られると主電極T1、T2間が導通
(ON)状態になり、電動送風機4が回転する。実際上
の電動送風機にかかる端子電圧とトリガ信号の関係は図
5のようになり、トリガ信号の出力されるタイミングに
より電動送風機に印加される電圧が変わる。従って電流
も変化し、消費電力も変えることができる(このような
制御方法を一般に交流位相制御といい、t/Tを交流位
相制御角θとする)。
動送風機4に流れる電流は、電流検出素子6から電圧V
2に変換され、増幅回路8を通した後の電圧V3となり、
低周波信号出力回路9を通してマイクロコンピュータ1
5のA/D1端子に入り、その波形は(C)に示すよう
な正弦波形になる。一方、高周波数信号出力回路又は中
間周波数出力回路10を通った波形はマイクロコンピュ
ータ15のD1端子に(d)に示すような方形波パルス
になる。(a)の電流波形に出ている低周波の正弦波形
にのっている高周波リップル成分は電動送風機のモータ
部分は一般に整流子モータであり、整流子モータの電機
子の有するスロットによって起きる磁束脈動によるもの
であり、モータ回転数N×電機子スロット数S=リップ
ル周波数Fの関係により発生するものである。このリッ
プル成分を図6(d)のように検出することでその周波
数をカウントして電機子スロット数Sで割ることにより
モ−タ回転数Nがわかる。又、図6(c)のように電流
iも求めているので、掃除機の風量Qは一般にQ∝i・
N即ちQ=K・i・N(Kは比例定数)で与えられ、マ
イクロコンピュータ内で演算を行うことにより、風量Q
を求めることができる。さらに掃除機の消費電力W=i
・Vcosψで与えられる。そこで図7に示すフローチ
ャートのようなアルゴリズムで電力を目標値に一致させ
ることができる。ここで電動送風機は交流位相制御を行
うと力率cosψは正弦波電圧を印加した時より、電流
変動が大きく、鉄損も増加し、高調波成分が増加するた
め、一般的には力率cosψは低下する。そこで予め、
交流位相制御角θと力率cosψとの関係を求めてお
き、電動送風機の製作公差により交流位相制御角θが変
化しても各々θに対応したcosψを与えることで電力
を目標値に近づけることができる。
量Qに対する圧力(真空度)H、消費電力W、吸込仕事
率Pの関係を示す。このグラフからわかるように従来例
では吸込仕事率Pの最大点Q=Qpにおいては開放風量
Q=Q1に比べて消費電力が低下していることがわか
る。即ち、十分な吸込性能が得られないことになる。こ
れに対し、図3の二点鎖線・一点鎖線・実線は本発明の
一実施例による制御の風量Qに対する圧力(真空度)
H、消費電力W、吸込仕事率Pの関係を示すものである
(点線部分は従来例を示している)。即ち、吸込仕事率
Pの最大点Q=Qpにおける消費電力は制御なしの場合
の開放風量Q=Q1における消費電力とほぼ同一であ
り、目標値に一致させることができる。これは前述の通
り、電動送風機の製作公差に関係なく又、交流位相制御
角の変動についてもcosψを変化させることで対応す
るため、精度よく、電力制御を実現できるものである。
又、風量演算も可能なため、図3に示すように吸口を空
中に持ち上げて掃除を行っていない状態と見なされる大
風量側(Q>Q2)ではそれほど電力消費を必要としな
いため、電力を下げて運転する。又、低風量側(Q<Q
3)ではフィルタの目詰り・流路の閉寒(障害物が延長
管・ホース等に詰ったことによる)又はそれに近い状態
と見なされるため、実質的には掃除ができない状態であ
り、電動送風機の過熱を防ぐ意味でも消費電力は大幅に
下げる必要があることによるものである。
機の製作公差やそれに関係する交流位相制御角のθの変
動に影響を受けることなく、吸込仕事率Pの最大点にお
いて消費電力Wを目標とする値にほぼ一定に制御するこ
とが可能であり、電動送風機に吸込仕事率最大点Q=Q
pにおいて必要十分な電力で運転することが可能であ
り、その性能を十分引き出すことが可能であり、従って
十分な吸込性能を得ることができる。又、本実施例では
圧力センサを使用しているが風量演算が可能なため、圧
力センサを特に用いなくても前述の制御は可能であり、
特別な風量センサ、圧力センサを用いることなく、最適
な電力(又は回転数)制御を行うことが低コストにて可
能となる。又、大風量側(Q>Q2)及び小風量側(Q
<Q3)で余分な電力を消費することなく、省エネルギ
−となり、騒音も低減できる。本実施例では電動送風機
の回転数も検出できるので電力制御だけでなく、回転数
制御も可能で回転数に依存する吸込性能は、実際の使用
上よりきめ細かな制御が可能となる。即ち予め、回転数
と吸込み性能との関係を求めておき、吸口がどの床面上
を掃除しているかを圧力センサ(圧力レベル・圧力変動
を検出する)等のデ−タにより床面を判定し、目的とす
る回転数に電動送風機を制御することが可能である。
量が減少すると消費電力が減少して吸込仕事率のピ−ク
点において十分な電力を与えられず、目標とする吸込性
能が得られない点により目的の吸込性能を得ることがで
きる。
ブロック図である。
費電力・吸込仕事率の関係を示す図である。
力(真空度)・消費電力・吸込仕事率の関係を示す図で
ある。
ャ−トである。
出素子、7…電流検出回路、9…低周波数信号出力回
路、10…高周波数信号出力回路又は、中間周波数信号
出力回路、15…マイクロコンピュータ。
Claims (5)
- 【請求項1】掃除機本体ケースとこれに内蔵された電動
送風機とこの消費電力または回転数制御を行う制御回路
を有すると共に、前記電動送風機に流れる電流を検出す
る電流検出回路を有し、この電流検出回路から送られる
信号に基づいて前記制御回路が前記電動送風機の制御を
行うものにおいて、吸込仕事率最大点における消費電力
又は回転数を電流検出により目標とする消費電力又は回
転数との差を求め、段階的にその差を0に近づけていく
ことで最終的には吸込仕事率最大点における消費電力又
は回転数を目標値にほぼ等しく制御することを特徴とす
る電気掃除機。 - 【請求項2】請求項1において前記、電流検出回路内に
低周波数信号出力回路と高周波信号出力回路又は中間帯
域周波数信号出力回路を有することを特徴とする電気掃
除機。 - 【請求項3】請求項1において低周波数信号出力回路か
らの信号I1と高周波信号出力回路又は中間帯域周波数
信号出力回路からの信号I2により電気掃除機の風量演
算を行うことを特徴とする電気掃除機。 - 【請求項4】請求項1において前記消費電力又は回転数
制御を行う制御回路は交流位相制御を行うと共に吸込仕
事率最大点における交流位相制御状態に応じて予め、設
定された力率の一つを選択し、その力率を用いて消費電
力=電圧×電流×力率の演算により前述の電力制御を行
うことを特徴とする電気掃除機。 - 【請求項5】請求項1において目標とする消費電力を無
制御状態における電気掃除機の開放風量、即ち最大風量
時の消費電力としたことを特徴とする電気掃除機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24317692A JP2904653B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 電気掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24317692A JP2904653B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 電気掃除機 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33985398A Division JP3326126B2 (ja) | 1992-09-11 | 1998-11-30 | 電気掃除機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0690883A true JPH0690883A (ja) | 1994-04-05 |
JP2904653B2 JP2904653B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=17099954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24317692A Expired - Lifetime JP2904653B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2904653B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009213530A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | 電気掃除機 |
JP2013017749A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Hitachi Appliances Inc | 電気掃除機 |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24317692A patent/JP2904653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009213530A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | 電気掃除機 |
JP2013017749A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Hitachi Appliances Inc | 電気掃除機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2904653B2 (ja) | 1999-06-14 |
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