JPH0728545B2 - 電気掃除機 - Google Patents
電気掃除機Info
- Publication number
- JPH0728545B2 JPH0728545B2 JP61237943A JP23794386A JPH0728545B2 JP H0728545 B2 JPH0728545 B2 JP H0728545B2 JP 61237943 A JP61237943 A JP 61237943A JP 23794386 A JP23794386 A JP 23794386A JP H0728545 B2 JPH0728545 B2 JP H0728545B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- motor
- vacuum cleaner
- command
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y02B40/82—
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- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気掃除機に係り、特にその駆動源となる電動
機の速度制御装置に関する。
機の速度制御装置に関する。
電気掃除機の駆動源にはフアンと交流整流子機からなる
電動送風機が用いられている。しかし、ブラシと整流子
からなる機械的摺動を伴い、また、最近の高速化による
小形軽量化指向で整流条件が厳しくなつてブラシから火
花を発生し、ブラシ寿命が短いと言う問題がある。
電動送風機が用いられている。しかし、ブラシと整流子
からなる機械的摺動を伴い、また、最近の高速化による
小形軽量化指向で整流条件が厳しくなつてブラシから火
花を発生し、ブラシ寿命が短いと言う問題がある。
この対策として、特開昭60−242827号公報に記載のよう
に、ブラシレス直流電動機を用いた電動送風機が提案さ
れている。しかし、電気掃除機に適したブラシレス直流
電動機の速度制御方法についてこの公報では論じられて
いない。
に、ブラシレス直流電動機を用いた電動送風機が提案さ
れている。しかし、電気掃除機に適したブラシレス直流
電動機の速度制御方法についてこの公報では論じられて
いない。
上記従来技術は電気掃除機に適したブラシレス直流電動
機の速度制御方法について配慮されておらず、電気掃除
機の負荷状態変化に対応できない問題があつた。
機の速度制御方法について配慮されておらず、電気掃除
機の負荷状態変化に対応できない問題があつた。
本発明の目的は上記の問題点を解決し、電気掃除機の負
荷変化に応じた最適な電動機の制御が行うとともに、吸
込性能の向上を図った電気掃除機を提供することにあ
る。
荷変化に応じた最適な電動機の制御が行うとともに、吸
込性能の向上を図った電気掃除機を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために本発明の特徴とするところ
は、電動機の速度指令N*と、前記電動機の回転数Ｎとで
閉ループ速度制御を行うとともに、前記速度指令N*を前
記電動機の負荷変化に対応した負荷電流IDによって速度
指令を補正することにある。
は、電動機の速度指令N*と、前記電動機の回転数Ｎとで
閉ループ速度制御を行うとともに、前記速度指令N*を前
記電動機の負荷変化に対応した負荷電流IDによって速度
指令を補正することにある。
本発明によれば、電動機の速度指令N*と、前記電動機の
回転数Ｎとで閉ループ速度制御を行うとともに、前記速
度指令N*を前記電動機の負荷変化に対応した負荷電流ID
によって速度指令を補正するようにしているので、負荷
の変化に応じて回転数が２乗的に変化して直巻特性とな
り、電気掃除機の負荷変化に応じた最適な電動機の制御
が行え、吸込性能が向上した電気掃除機を提供すること
ができる。
回転数Ｎとで閉ループ速度制御を行うとともに、前記速
度指令N*を前記電動機の負荷変化に対応した負荷電流ID
によって速度指令を補正するようにしているので、負荷
の変化に応じて回転数が２乗的に変化して直巻特性とな
り、電気掃除機の負荷変化に応じた最適な電動機の制御
が行え、吸込性能が向上した電気掃除機を提供すること
ができる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明す
る。
る。
第２図は本発明に係わるブラシレス直流電動機とインバ
ータ制御装置からなる速度制御装置の全体構成を示した
ものである。
ータ制御装置からなる速度制御装置の全体構成を示した
ものである。
インバータ制御装置10は交流電源14から整流回路15及び
平滑コンデンサ16より、図示の直流電圧Edを得て、イン
バータ20に供給するものである。
平滑コンデンサ16より、図示の直流電圧Edを得て、イン
バータ20に供給するものである。
このインバータ20は、トランジスタTR1〜TR6と環流ダイ
オードD1〜D6とから構成された120度通電形インバータ
であり、その交流出力電圧は、直流電圧Edの正電位側ト
ランジスタTR1〜TR3の通流期間（電気角120度）がパル
ス幅変調を受けてチヨツパ動作をすることにより制御さ
れるものとしている。
オードD1〜D6とから構成された120度通電形インバータ
であり、その交流出力電圧は、直流電圧Edの正電位側ト
ランジスタTR1〜TR3の通流期間（電気角120度）がパル
ス幅変調を受けてチヨツパ動作をすることにより制御さ
れるものとしている。
また、トランジスタTR4〜TR6の共通エミツタ端子と環流
ダイオードD4〜D6との共通アノード端子間に低抵抗R1が
接続されているものである。
ダイオードD4〜D6との共通アノード端子間に低抵抗R1が
接続されているものである。
ブラシレス直流電動機９は２極の永久磁石を界磁とした
回転子９−２と電機子巻線９−１を挿入した固定子から
なり、電機子巻線９−１に流れる巻線電流は、前記低抵
抗R1にも流れるので、この低抵抗R1の電圧降下によつて
前記電動機９の負荷電力IDを検出できることになる。
回転子９−２と電機子巻線９−１を挿入した固定子から
なり、電機子巻線９−１に流れる巻線電流は、前記低抵
抗R1にも流れるので、この低抵抗R1の電圧降下によつて
前記電動機９の負荷電力IDを検出できることになる。
ブラシレス直流電動機９の速度を制御する制御回路は、
マイクロコンピユータ13、回転子９−２の磁極位置をホ
ール素子11からの出力を受けて検出する磁極位置検出回
路12、低抵抗R1の電圧降下から負荷電流IDの値を検出す
る電流検出回路17、トランジスタTR1〜TR6を駆動するベ
ースドライバ19、マイクロコンピユータ13に基準となる
速度を伝える速度指令回路18から構成されている。
マイクロコンピユータ13、回転子９−２の磁極位置をホ
ール素子11からの出力を受けて検出する磁極位置検出回
路12、低抵抗R1の電圧降下から負荷電流IDの値を検出す
る電流検出回路17、トランジスタTR1〜TR6を駆動するベ
ースドライバ19、マイクロコンピユータ13に基準となる
速度を伝える速度指令回路18から構成されている。
磁極位置検出回路12は、ホール素子11からの出力を受け
て、回転子位置に対応した位置検出信号12Sを形成する
回路である。そして、この位置検出信号12Sを用いて、
ブラシレス直流電動機９の回転速度を、マイクロコンピ
ユータ13において演算して求めるものである。
て、回転子位置に対応した位置検出信号12Sを形成する
回路である。そして、この位置検出信号12Sを用いて、
ブラシレス直流電動機９の回転速度を、マイクロコンピ
ユータ13において演算して求めるものである。
電流検出回路17は、低抵抗R1の電圧降下を受けて負荷電
流IDを検出し、A/D変換器で（図示せず）等により電流
検出信号17Sを形成する回路である。
流IDを検出し、A/D変換器で（図示せず）等により電流
検出信号17Sを形成する回路である。
また、前記のマイクロコンピユータ13は、CPU,ROM及びR
AM等から構成され、それぞれ、アドレスバス、データバ
ス及びコントロールバス（図示せず）によつて接続され
ているものである。
AM等から構成され、それぞれ、アドレスバス、データバ
ス及びコントロールバス（図示せず）によつて接続され
ているものである。
そして、前記のROMは、ブラシレス直流電動機９を駆動
するのに必要な各種処理プログラム、例えば速度演算処
理、指令取り込み処理及び速度制御処理などに係るもの
が記憶されている。
するのに必要な各種処理プログラム、例えば速度演算処
理、指令取り込み処理及び速度制御処理などに係るもの
が記憶されている。
一方、前記のRAMは、前記の各種処理プログラムを実行
するに際して必要となる各種データを読み書きするため
の記憶部からなるものである。
するに際して必要となる各種データを読み書きするため
の記憶部からなるものである。
トランジスタTR1〜TR6はマイクロコンピユータ13から点
弧信号13Sを受けてベースドライバ19により駆動され
る。なお、電圧指令回路21は後述するようにチヨツパ信
号を形成するものである。すなわち、ブラシレス直流電
動機では、電機子巻線に流れる巻線電流は、その電動機
の出力トルクに対応し、巻線電流を磁極位置毎に制御す
ることにより、出力トルクの連続制御が可能となるもの
である。
弧信号13Sを受けてベースドライバ19により駆動され
る。なお、電圧指令回路21は後述するようにチヨツパ信
号を形成するものである。すなわち、ブラシレス直流電
動機では、電機子巻線に流れる巻線電流は、その電動機
の出力トルクに対応し、巻線電流を磁極位置毎に制御す
ることにより、出力トルクの連続制御が可能となるもの
である。
第１図は本発明の制御回路をブロツク的に表した概略構
成図である。図において、速度指令回路18より指令がマ
イクロコンピユータ13に入力されると、マイクロコンピ
ユータ13は指令取込処理を行つて速度指令Ｎ＊を出力す
る。この速度指令Ｎ＊を電圧指令回路21のD/A変換器に
入力し、この出力と三角波発生回路の出力とをコンパレ
ータで比較し、その出力がベースドライバ19に入力さ
れ、ブラシレス直流電動機９に印加される電圧が決定さ
れる。そして、磁極位置検出回路12からの信号12Sを受
けてマイクロコンピユータ13で速度演算処理を行い、回
転数Ｎを算出し、指令値Ｎ＊とつき合わせる構成として
いる。この結果、ブラシレス直流電動機９は常に速度指
令Ｎ＊どうりになるように制御される。
成図である。図において、速度指令回路18より指令がマ
イクロコンピユータ13に入力されると、マイクロコンピ
ユータ13は指令取込処理を行つて速度指令Ｎ＊を出力す
る。この速度指令Ｎ＊を電圧指令回路21のD/A変換器に
入力し、この出力と三角波発生回路の出力とをコンパレ
ータで比較し、その出力がベースドライバ19に入力さ
れ、ブラシレス直流電動機９に印加される電圧が決定さ
れる。そして、磁極位置検出回路12からの信号12Sを受
けてマイクロコンピユータ13で速度演算処理を行い、回
転数Ｎを算出し、指令値Ｎ＊とつき合わせる構成として
いる。この結果、ブラシレス直流電動機９は常に速度指
令Ｎ＊どうりになるように制御される。
さらに、電流検出回路17の出力17Sをマイクロコンピユ
ータ13に入力し、マイクロコンピユータ13で負荷電流ID
を演算して基準値ID1との差（ID1−ID）を求め、ゲイン
ＫでΔＮを算出し、速度指令Ｎ＊と加算する構成として
いる。この結果、ブラシレス直流電動機９は負荷変化に
対応した負荷電流IDの値によつて速度指令Ｎ＊が補正さ
れ、この新しい速度指令Ｎ＊＋ΔＮに基づいて閉ループ
速度制御（この制御を直巻化制御と称する）で運転され
るので、回転数が負荷電流IDの減少と共に増加して直巻
特性化が図れ、吸込性能を向上した電気掃除が得られる
効果がある。
ータ13に入力し、マイクロコンピユータ13で負荷電流ID
を演算して基準値ID1との差（ID1−ID）を求め、ゲイン
ＫでΔＮを算出し、速度指令Ｎ＊と加算する構成として
いる。この結果、ブラシレス直流電動機９は負荷変化に
対応した負荷電流IDの値によつて速度指令Ｎ＊が補正さ
れ、この新しい速度指令Ｎ＊＋ΔＮに基づいて閉ループ
速度制御（この制御を直巻化制御と称する）で運転され
るので、回転数が負荷電流IDの減少と共に増加して直巻
特性化が図れ、吸込性能を向上した電気掃除が得られる
効果がある。
第３図は本発明の速度制御装置でブラシレス直流電動機
を駆動した電気掃除機の性能曲線を示し、横軸に電気掃
除機内を通る風の風量Ｑをとり、縦軸に電気掃除機の吸
込性能を表す吸込仕事率Pout，電動機の回転数Ｎ及び負
荷電流IDを表したもので、最大動作点から最小動作点の
範囲が電気掃除機の動作範囲である。鎖線は電動機が通
常の閉ループ速度制御で連続された場合を示し、回転数
Ｎが風量Ｑの変化に対して一定であるので、吸込仕事率
Poutが小さく、電気掃除機としての所要性能が得られな
い。これに対し、実線は電動機を本発明の閉ループ速度
制御（直巻化制御）で運転した場合を示し、負荷電流I
D1を基準に負荷電流IDが風量Ｑの変化に対して減少した
分（ID1−ID）から速度補正分ΔＮを求めているので、
回転数が風量Ｑの減少と共に２乗的に増加する。この結
果、吸込仕事率Poutが大きく、吸込性能を向上した電気
掃除機が得られる効果がある。
を駆動した電気掃除機の性能曲線を示し、横軸に電気掃
除機内を通る風の風量Ｑをとり、縦軸に電気掃除機の吸
込性能を表す吸込仕事率Pout，電動機の回転数Ｎ及び負
荷電流IDを表したもので、最大動作点から最小動作点の
範囲が電気掃除機の動作範囲である。鎖線は電動機が通
常の閉ループ速度制御で連続された場合を示し、回転数
Ｎが風量Ｑの変化に対して一定であるので、吸込仕事率
Poutが小さく、電気掃除機としての所要性能が得られな
い。これに対し、実線は電動機を本発明の閉ループ速度
制御（直巻化制御）で運転した場合を示し、負荷電流I
D1を基準に負荷電流IDが風量Ｑの変化に対して減少した
分（ID1−ID）から速度補正分ΔＮを求めているので、
回転数が風量Ｑの減少と共に２乗的に増加する。この結
果、吸込仕事率Poutが大きく、吸込性能を向上した電気
掃除機が得られる効果がある。
以上説明したように本発明によれば、電動機の速度指令
N*と、前記電動機の回転数Ｎとで閉ループ速度制御を行
うとともに、前記速度指令N*を前記電動機の負荷変化に
対応した負荷電流IDによって速度指令を補正するように
しているので、負荷の変化に応じて回転数が２乗的に変
化して直巻特性となり、電気掃除機の負荷変化に応じた
最適な電動機の制御が行え、吸込性能が向上した電気掃
除機を提供することができる。
N*と、前記電動機の回転数Ｎとで閉ループ速度制御を行
うとともに、前記速度指令N*を前記電動機の負荷変化に
対応した負荷電流IDによって速度指令を補正するように
しているので、負荷の変化に応じて回転数が２乗的に変
化して直巻特性となり、電気掃除機の負荷変化に応じた
最適な電動機の制御が行え、吸込性能が向上した電気掃
除機を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る速度制御装置の制御回
路をブロツク的に示した概略構成図、第２図はブラシレ
ス直流電動機とインバータ制御装置からなる速度制御装
置の全体構成図、第３図は本発明による電気掃除機の性
能曲線図である。 ９……ブラシレス直流電動機、10……インバータ制御装
置、11……ホール素子、12……磁極位置検出回路、13…
…マイクロコンピユータ、17……電流検出回路、18……
速度指令回路、19……ベースドライバ、20……インバー
タ、21……電圧指令回路。
路をブロツク的に示した概略構成図、第２図はブラシレ
ス直流電動機とインバータ制御装置からなる速度制御装
置の全体構成図、第３図は本発明による電気掃除機の性
能曲線図である。 ９……ブラシレス直流電動機、10……インバータ制御装
置、11……ホール素子、12……磁極位置検出回路、13…
…マイクロコンピユータ、17……電流検出回路、18……
速度指令回路、19……ベースドライバ、20……インバー
タ、21……電圧指令回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 邦夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 豊島 久則 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内
Claims (1)
- 【請求項１】駆動源に電動機と、該電動機を可変速する
速度制御装置とを有する電気掃除機において、 前記電動機に与える任意の指令に基づいて前記電動機の
速度指令N*を演算する手段と、前記電動機の負荷電流ID
を求め、予め定められた基準値ID1との偏差から速度補
正値を演算する手段と、前記電動機の回転数Ｎを演算す
る手段とを有し、 前記速度指令N*及び前記回転数Ｎに基づく閉ループ速度
制御を行うとともに、前記速度指令を前記速度補正値で
補正することを特徴とする電気掃除機。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237943A JPH0728545B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 電気掃除機 |
| KR1019870011223A KR940002923B1 (ko) | 1986-10-08 | 1987-10-06 | 전기청소기의 운전방법 및 그 장치 |
| DE8787114688T DE3776069D1 (de) | 1986-10-08 | 1987-10-08 | Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines staubsaugers. |
| EP19910100654 EP0424364A3 (en) | 1986-10-08 | 1987-10-08 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| EP19910100653 EP0424363A3 (en) | 1986-10-08 | 1987-10-08 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| US07/105,598 US4880474A (en) | 1986-10-08 | 1987-10-08 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| EP87114688A EP0264728B1 (en) | 1986-10-08 | 1987-10-08 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| US07/365,491 US4983895A (en) | 1986-10-08 | 1989-06-13 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| US07/592,664 US5075607A (en) | 1986-10-08 | 1990-10-04 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| US07/592,662 US5294872A (en) | 1986-10-08 | 1990-10-04 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| US07/771,738 US5166585A (en) | 1986-10-08 | 1991-10-04 | Motor control apparatus for an electric vacuum cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237943A JPH0728545B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 電気掃除機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395884A JPS6395884A (ja) | 1988-04-26 |
| JPH0728545B2 true JPH0728545B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17022759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61237943A Expired - Lifetime JPH0728545B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728545B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586082A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-13 | Fujitsu Ltd | 活字ホイ−ル用モ−タ制御方式 |
| JPS61173690A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Hitachi Ltd | 電動機の速度制御装置 |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP61237943A patent/JPH0728545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586082A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-13 | Fujitsu Ltd | 活字ホイ−ル用モ−タ制御方式 |
| JPS61173690A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Hitachi Ltd | 電動機の速度制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6395884A (ja) | 1988-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |