KR100213493B1 - Controlling device of vacuum cleaner motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 청소기 모터 제어장치에 관한 것으로, 청소기 모터(13)로 공급되는 교류전원(1)의 전압을 저전압으로 변환하여 출력하는 저압트랜스포머(2)와, 상기 저압트랜스포머(2)에서 출력된 전압을 전파정류하여 출력하는 전파정류기(3), 상기 전파정류기(3)에서 출력된 전압을 입력받아 전압의 제로크로싱지점에서 동기신호를 생성하여 출력하는 동기신호생성부(5), 상기 동기신호의 펄스폭에 상응하는 전압값이 저장되어 있는 메모리(6), 상기 동기신호생성부(5)에서 입력된 동기신호의 펄스폭에 따라 상기 메모리(6)에 저장된 전압값을 읽어들여 이 전압값이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 전압값이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트신호를 출력하는 마이콤(7) 및, 상기 마이콤(7)에서 출력된 게이트 신호를 포토트라이액(9)을 통해 입력받아 스위칭동작하여 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원을 위상제어하는 트라이액(11)을 포함하여 구성되어, 청소기 모터로 입력되는 교류전원의 전압 변동이나 청소기 모터의 부하량 변동이 상관없이 청소기 모터의 소비 전력을 항상 일정하게 제어할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a vacuum cleaner motor control apparatus, comprising: a low voltage transformer (2) for converting and outputting a voltage of an AC power source (1) supplied to a cleaner motor (13) to a low voltage, and a voltage output from the low voltage transformer (2). A full-wave rectifier (3) for full-wave rectifying and outputting the signal, a synchronous signal generation unit (5) for receiving a voltage output from the full-wave rectifier (3), and generating and outputting a synchronous signal at a zero crossing point of the voltage. The voltage value stored in the memory 6 is read in accordance with the pulse width of the synchronization signal inputted from the memory 6 and the synchronization signal generator 5 in which the voltage value corresponding to the pulse width is stored. The microcomputer 7 outputs a gate signal for phase control to maintain a constant power consumption by pulling the phase control angle forward when the voltage value decreases, when the voltage value decreases. And a triac 11 for controlling the phase of the AC power applied to the cleaner motor 13 by switching the gate signal outputted from the phototriac 9 through the phototriac 9, and the AC signal input to the cleaner motor. Irrespective of voltage fluctuations in the power supply or fluctuations in the load of the vacuum cleaner motor, the power consumption of the vacuum cleaner motor can be constantly controlled.

Description

청소기 모터 제어장치Cleaner motor control

본 발명은 청소기 모터 제어장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 입력 전원의 전압 또는 부하량 변동에 상관없이 청소기 모터가 항상 일정한 소비전력을 유지하도록청소기 모터로 인가되는 교류전원을 위상제어하는 청소기 모터 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaner motor control device, and more particularly, to a cleaner motor control device which phase-controls an AC power applied to a cleaner motor so that the cleaner motor always maintains a constant power consumption irrespective of a change in voltage or load of an input power source. It is about.

일반적으로, 청소기는 모터를 동작시켜 청소기본체 내부를 진공상태로 만들고, 이에 의해 발생된 흡입력에 의해 먼지등의 오물이 청소기본체 내부로 흡입되며, 이와 같이 흡입된 먼지등의 오물이 청소기 내부에서 제거된 다음 공기만 대기중으로 배출되어 진공청소를 수행하는 것이다.In general, the vacuum cleaner operates the motor to make the interior of the cleaning body into a vacuum state, and dirt, such as dust, is sucked into the cleaning body by suction power generated by the vacuum cleaner, and the dirt, such as dust, is sucked in the cleaner. After that, only air is released to the atmosphere to perform vacuuming.

이때, 상기와 같은 청소기 모터에는 인가되는 일정한 교류 전압 때문에 이에 상응하는 일정한 교류 전류가 흐르게 된다. 따라서 모터는 인가되는 교류 전압과 교류 전류에 의해 결정되는 일정한 전력을 소비하면서 구동되는 것이다.At this time, a constant AC current corresponding to the cleaner motor flows due to a constant AC voltage applied thereto. Therefore, the motor is driven while consuming a constant power determined by the applied AC voltage and the AC current.

이와 같은 청소기모터에는 흔히 트라이액(TRIAC)을 사용하여 교류 전원의 스위칭을 제어하는데, 상기 트라이액은 교류에서도 사용할 수 있는 쌍방향성 다이리스트(Thyristor)로서 3단자 교류 스위치(Triode AC Switch)의 약어이다.In such vacuum cleaner motors, triacs are often used to control the switching of alternating current power, which is a bidirectional thyristor that can also be used for alternating current. to be.

상기 트라이액은 양 또는 음의 게이트신호에 의하여 전원의 정방향 또는 역방향의 어느 방향으로도 턴온이 가능한 소자이기 때문에, 특히 상용 주파수를 사용하는 교류 전원의 제어에 유용하게 사용되고 있다.Since the triac is a device which can be turned on in either the positive or negative direction of the power supply by a positive or negative gate signal, it is particularly useful for the control of an AC power supply using a commercial frequency.

그리고, 상기 교류 전원은 1싸이클에 2회 제로가 되는 순간이 있다. 따라서 트라이액 소자를 일단 턴온시켜도 ON 부근에서 임의로 턴오프되기 때문에, 교류회로에서 직류 회로와 같이 일부러 턴오프의 처리를 하지 않더라도 새롭게 턴온 조작을 하지 않으면 자연히 오프가 됨에 따라 보통 상태를 유지시키기 위해서는 반싸이클마다 트리거를 다시 걸어주어야만 한다.In addition, there is a moment when the AC power supply becomes zero twice in one cycle. Therefore, even if the triac element is turned on once, it is arbitrarily turned off near ON. Therefore, even if the AC circuit is not deliberately turned off like the DC circuit, it is naturally turned off unless a new turn-on operation is performed. You will have to re-trigger every cycle.

그러나, 상기와 같은 종래의 청소기 모터에서는 입력 전압 또는 부하량 변동에 상관없이 항상 일정한 트리거 타임을 설정하여 소비전력이 일정하지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, the conventional cleaner motor as described above has a problem in that power consumption is not constant by always setting a constant trigger time regardless of input voltage or load variation.

즉, 외부 요인에 의한 입력 전압의 변동이나 청소기 흡입구의 개폐상태등과 같은 원인에 의해 발생되는 부하 변동에 의해 청소기 모터의 소비전력이 변동하게 되는 것이다.That is, the power consumption of the cleaner motor is changed by load fluctuations caused by a change in input voltage due to external factors or a state of opening and closing of the vacuum cleaner suction port.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 메모리에 저장된 전압 데이터를 기초로하여 청소기 모터로 인가되는 교류전원의 전압값을 추정하고, 이와 같이 추정된 전압값에 따라 청소기 모터로 인가되는 교류전원을 위상 제어하여 청소기 모터의 소비전력을 일정하게 제어할 수 있는 청소기 모터 제어장치에 관한 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, to estimate the voltage value of the AC power applied to the cleaner motor based on the voltage data stored in the memory, and to the cleaner motor according to the estimated voltage value The present invention relates to a cleaner motor control apparatus capable of controlling a power consumption of a cleaner motor by controlling an applied AC power phase.

이러한 목적을 달성하기 위한 청소기 모터 제어장치는, 청소기 모터로 공급되는 교류전원의 전압을 저전압으로 변환하여 출력하는 저압트랜스포머와, 상기 저압트랜스포머에서 출력된 전압을 전파정류하여 출력하는 전파정류기, 상기 전파정류기에서 출력된 전압을 입력받아 전압의 제로크로싱지점에서 동기신호를 생성하여 출력하는 동기신호생성부, 상기 동기신호의 펄스폭에 상응하는 전압값이 저장되어 있는 메모리, 상기 동기신호생성부에서 입력된 동기신호의 펄스폭에 따라 상기 메모리에 저장된 전압값을 읽어들여 이 전압값이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 전압값이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트신호를 출력하는 마이콤 및, 상기 마이콤에서 출력된 게이트신호를 포토트라이액을 통해 입력받아 스위칭동작하여 모터로 인가되는 교류전원을 위상제어하는 트라이액으로 이루어진 것을 특징으로 한다.A cleaner motor control apparatus for achieving the above object includes a low voltage transformer for converting the voltage of the AC power supplied to the cleaner motor into a low voltage, and a full wave rectifier for full-wave rectifying and outputting the voltage output from the low voltage transformer; A synchronization signal generator that receives the voltage output from the rectifier and generates and outputs a synchronization signal at a zero crossing point of the voltage, a memory having a voltage value corresponding to the pulse width of the synchronization signal, and an input from the synchronization signal generator Read the voltage value stored in the memory according to the pulse width of the synchronized signal, and when the voltage value rises, the phase control angle is retracted backward, and when the voltage value decreases, the phase control angle is pulled forward to maintain a constant power consumption. A microcomputer for outputting a gate signal for transmitting a gate and a gate output from the microcomputer; Receiving a signal input through the photo-triac is characterized by being a triac phase control to an AC power applied to the motor by switching operation.

제1도는 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a cleaner motor control apparatus according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도.2 is a timing diagram for explaining the operation of the cleaner motor control apparatus according to the present invention.

제3도는 본 발명의 교류전원의 전압변동에 따른 동기신호의 예를 도시한 도면이다.3 is a diagram showing an example of a synchronization signal according to the voltage variation of the AC power supply of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 교류전원 2 : 저압트랜스포머1: AC power supply 2: Low voltage transformer

3 : 전파정류기 4 : 동기신호생성부3: full-wave rectifier 4: synchronization signal generator

6 : 메모리 7 : 마이콤6: memory 7: micom

9 : 포토트라이액 11 : 트라이액9: phototriac 11: triac

13 : 청소기 모터13: cleaner motor

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 회로들로서, 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치는, 저압트랜스포머(2)와, 전파정류기(3), 동기신호생성부(5), 메모리(6), 마이콤(7), 포토트라이액(9) 및, 트라이액(11)으로 이루어져 있다.1 is a circuit of a cleaner motor control apparatus according to the present invention, wherein the vacuum cleaner motor control apparatus according to the present invention includes a low voltage transformer 2, a full-wave rectifier 3, a synchronous signal generator 5, and a memory 6 , A microcomputer 7, a phototriac 9, and a triac 11.

상기 저압트랜스포머(2)는 청소기 모터(13)로 입력되는 교류전원(1)의 전압을 저압으로 변압하여 전파정류기(3)로 출력하고, 상기 전파정류기(3)는 상기 저압트랜스포머(1)에서 출력된 전원 전압을 전파정류하여 동기신호생성부(5)로 출력한다.The low voltage transformer 2 converts the voltage of the AC power source 1 input to the cleaner motor 13 to a low pressure and outputs the low voltage transformer to the full wave rectifier 3, and the full wave rectifier 3 is connected to the low voltage transformer 1. The output power supply voltage is rectified and output to the synchronization signal generation unit 5.

그리고, 동기신호생성부(5)는 다수개의 저항(R1,R2,R3)과 캐패시터(C) 및 트랜지스터(TRI)로 이루어져, 상기 전파정류기(3)로부터 입력된 전압의 제로크로싱(zero crossing) 지점에서 하이레벨의 펄스신호를 동기신호로 마이콤(7)에 입력한다.The synchronization signal generator 5 includes a plurality of resistors R1, R2, and R3, a capacitor C, and a transistor TRI, and zero crossing of the voltage input from the full-wave rectifier 3. At this point, a high level pulse signal is input to the microcomputer 7 as a synchronization signal.

이때, 상기펄스신호의 폭은 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원(1)의 전압값에 연동되어 변동하게 된다.At this time, the width of the pulse signal is changed in conjunction with the voltage value of the AC power source 1 applied to the cleaner motor 13.

그리고, 마이콤(7)은 상기 동기신호생성부(5)로부터 입력된 동기신호의 펄스폭에 상응하는 전압값을 메모리(6)로부터 읽어들여 전압값이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 입력전원의 전압이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트 신호를 출력한다.Then, the microcomputer 7 reads the voltage value corresponding to the pulse width of the synchronization signal input from the synchronization signal generator 5 from the memory 6, retreats the phase control angle backward when the voltage value rises, and inputs it. When the voltage of the power supply drops, the phase control angle is pulled forward to output a gate signal for phase control to maintain a constant power consumption.

그리고, 상기와 같이 출력된 게이트 신호는 포토트라이액(9)을 통해 트라이액(11)의 게이트 제어신호로 전달되고, 상기 트라이액은(11)은 상기 포토트라이액(9)을 통해입력된 게이트 신호에 따라 스위칭동작하여 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원(1)을 위상제어하여 청소기 모터(13)의 소비전력을 조절하도록 되어 있다.The gate signal output as described above is transmitted to the gate control signal of the triac 11 through the phototriac 9, and the triac 11 is input through the phototriac 9. The switching operation is performed according to the gate signal to phase control the AC power source 1 applied to the cleaner motor 13 to adjust the power consumption of the cleaner motor 13.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effects of the cleaner motor control apparatus according to the present invention configured as described above are described in detail.

청소기 모터(13)의 소비전력은 두가지 요인에 의해 변동되는데, 첫 번째는 외부 요인에 의해 상기 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원의 전압 변동에 의한 것이고, 두 번째는 청소기 모터(13)의 부하량 변동에 의한 것이다.The power consumption of the cleaner motor 13 is changed by two factors, the first being due to the voltage variation of the AC power applied to the cleaner motor 13 by an external factor, and the second being the cleaner motor 13. This is due to the load variation.

즉, 청소기 모터(13)는 청소기 흡입구의 개폐 정도에 따라 부하량이 변동하게 되는데, 이와 같이 부하량이 변동하게 되면 소비전력이 변동하게 되는 것이다.That is, the load amount of the cleaner motor 13 varies depending on the degree of opening and closing of the vacuum cleaner suction port. When the load amount is changed in this way, the power consumption is changed.

한편, 저압트랜스포머(2)는 교류전원(1)의 전압을 저압으로 변압하여 전파정류기(3)로 출력하고, 상기 전파정류기(3)는 상기 저압트랜스포머(1)에서 출력된 전압을 전파정류하여 동기신호생성부(5)로 출력한다.On the other hand, the low voltage transformer 2 converts the voltage of the AC power supply 1 to a low voltage and outputs it to the full wave rectifier 3, and the full wave rectifier 3 full-wave rectifies the voltage output from the low voltage transformer 1 The signal is output to the synchronization signal generation section 5.

그리고, 동기신호생성부(5)는 상기 전파정류기(3)로부터 전압을 입력받아 전압이 제로크로싱되는 지점에서 하이레벨의 펄스신호를 동기신호로 마이콤(7)에 입력한다.The synchronization signal generator 5 receives a voltage from the full-wave rectifier 3 and inputs a high level pulse signal to the microcomputer 7 as a synchronization signal at a point where the voltage is zero-crossed.

이때, 상기 교류전원(1)의 전압 파형은 제2a도에 도시된 바와 같으며, 이 입력 교류전원이 전파정류기(3)에서 전파정류된 전압의 파형은 제2b도에 도시된 바와 같다.At this time, the voltage waveform of the AC power supply 1 is as shown in FIG. 2A, and the waveform of the voltage that the input AC power is full-wave rectified in the full-wave rectifier 3 is as shown in FIG. 2B.

그리고, 동기신호생성부(5)는 상기와 같이 전파정류기(3)에서 전파정류된 전압을 입력받아 전압값이 일정전압 이하이면 제2c도에 도시된 바와 같은 펄스신호를 동기신호로 출력하게 된다.The synchronization signal generation unit 5 receives the full-wave rectified voltage from the full-wave rectifier 3 as described above, and outputs a pulse signal as shown in FIG. .

이때, 상기동기신호의 펄스폭은 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원의 전압값에 따라 변동하게 되는데, 상기 교류전원의 전압값이 클수록 동기신호의 펄스폭이 작아지는 것이다.At this time, the pulse width of the synchronous signal is varied according to the voltage value of the AC power applied to the cleaner motor 13, the larger the voltage value of the AC power is the smaller the pulse width of the synchronization signal.

예를 들면, 제3도에 도시된 바와 같이 교류전원의 전압값이 240V인 경우에는 펄스신호의 폭이 0.5msec이고, 교류전원의 전압값이 220V인 경우에는 펄스신호의 폭이 0.1msec가 되며, 교류전원의 전압값이 200V인 경우에는 펄스신호의 폭이 1.5msec가 된다.For example, as shown in FIG. 3, when the voltage value of the AC power source is 240V, the width of the pulse signal is 0.5 msec. When the voltage value of the AC power source is 220V, the width of the pulse signal is 0.1 msec. When the voltage value of the AC power supply is 200 V, the width of the pulse signal is 1.5 msec.

상기와 같이 전압값에 상응하는 동기신호의 펄스폭이 메모리(6)에 저장되어 있는데, 이는 실험적으로 결정된다.As described above, the pulse width of the synchronization signal corresponding to the voltage value is stored in the memory 6, which is determined experimentally.

그리고, 마이콤(7)은 상기 동기신호생성부(5)로부터 입력된 동기신호의 헐스폭에 상응하는 전압값을 상기 메모리(6)로부터 읽어들여 교류전원(1)의 전압값을 추정하고, 이와 같이 추정된 전압값에 따라 청소기 모터(13)의 소비전력을 일정하게 위상제어하기 위한 게이트 신호를 출력하는 것이다.Then, the microcomputer 7 reads the voltage value corresponding to the hull width of the synchronization signal input from the synchronization signal generator 5 from the memory 6 to estimate the voltage value of the AC power source 1, and According to the estimated voltage value, the gate signal for controlling phase of the power consumption of the cleaner motor 13 is output.

상기와 같이 마이콤(7)에서 출력된 게이트 신호는 포토트라이액(9)을 통해 트라이액(11)의 게이트 제어신호로 전달되고, 상기 트라이액은(11)은 상기 포토트라이액(9)을 통해 입력된 게이트신호에 따라 스위칭 동작하여 모터(13)로 인가되는 교류전원을 위상제어하여 청소기 모터(13)의 소비전력을 일정하게 제어할 수 있는 것이다.As described above, the gate signal output from the microcomputer 7 is transmitted to the gate control signal of the triac 11 through the phototriac 9, and the triac 11 receives the phototriac 9. The switching operation is performed according to the gate signal input through the phase control of the AC power applied to the motor 13 to control the power consumption of the cleaner motor 13 constantly.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 메모리에 저장된 전압 데이터를 기초로하여 청소기 모터로 인가되는 교류전원의 전압값을 추정하고, 이와 같이 추정된 전압값에 따라 청소기 모터로 인가되는 교류전원을 위상제어하여 청소기 모터의 소비전력을 일정하게 제어할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the voltage value of the AC power applied to the cleaner motor is estimated based on the voltage data stored in the memory, and the AC power applied to the cleaner motor is phased according to the estimated voltage value. By controlling the power consumption of the cleaner motor can be constantly controlled.

Claims (1)

청소기 모터로 공급되는 교류전원의 전압을 저전압으로 변환하여 출력하는 저압트랜스포머와, 상기 저압트랜스포머에서 출력된 전압을 전파접류하여 출력하는 전파정류기, 상기 전파전류기에서 출력된 전압을 입력받아 전압의 제로크로싱지점에서 동기신호를 생성하여 출력하는 동기신호생성부, 상기 동기신호의 펄스폭에 상응하는 전압값이 저장되어 있는 메모리, 상기 동기신호생성부에서 입력된 동기신호의 펄스폭에 따라 상기 메모리에 저장된 전압값을 읽어들여 이 전압값이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 전압값이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트신호를 출력하는 마이콤 및, 상기 마이콤에서 출력된 게이트신호를 포토트라이액을 통해 입력받아 스위칭 동작하여 청소기 모터로 인가되는 교류전원을 위상제어하는 트라이액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 청소기 모터 제어장치.The low voltage transformer converts the voltage of the AC power supplied to the cleaner motor into a low voltage, and outputs a low voltage transformer, a full wave rectifier for full-wave contacting and outputting the voltage output from the low voltage transformer; A sync signal generator for generating and outputting a sync signal at a crossing point, a memory having a voltage value corresponding to the pulse width of the sync signal, and a pulse width of the sync signal input from the sync signal generator. Reads the stored voltage value and ascends the phase control angle backward when the voltage value rises and pulls the phase control angle forward when the voltage value falls, outputting a gate signal for phase control to maintain a constant power consumption; and The gate signal output from the microcomputer is inputted through the phototriac and switched Cleaner motor control apparatus is characterized by being a triac phase control to an AC power supply is applied to the desired motor.
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