JPH08191592A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JPH08191592A JPH08191592A JP7000989A JP98995A JPH08191592A JP H08191592 A JPH08191592 A JP H08191592A JP 7000989 A JP7000989 A JP 7000989A JP 98995 A JP98995 A JP 98995A JP H08191592 A JPH08191592 A JP H08191592A
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Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非常に小さな発生電圧を歪みやノイズの影響
による誤差を極力小さくして、それでいてモータを好適
に制御し得るモータ制御装置を提供する。 【構成】 モータ4と、このモータ4への交流電源10
からの通電をオン/オフする双方向性三端子サイリスタ
5と、抵抗及びコンデンサからなる時定数回路11を含
む、双方向性三端子サイリスタ5の点弧信号を発生する
点弧信号発生回路8とを備えるものにおいて、モータ4
に流れる電流を通電し、その電流に応じた電圧を導出す
る導体抵抗LIと、導出された電圧に応じて時定数回路
11の時定数を変化して、点弧パルスの位相角を制御
し、モータの消費電力が一定となるように制御する入力
電流制御回路12を備えた。
による誤差を極力小さくして、それでいてモータを好適
に制御し得るモータ制御装置を提供する。 【構成】 モータ4と、このモータ4への交流電源10
からの通電をオン/オフする双方向性三端子サイリスタ
5と、抵抗及びコンデンサからなる時定数回路11を含
む、双方向性三端子サイリスタ5の点弧信号を発生する
点弧信号発生回路8とを備えるものにおいて、モータ4
に流れる電流を通電し、その電流に応じた電圧を導出す
る導体抵抗LIと、導出された電圧に応じて時定数回路
11の時定数を変化して、点弧パルスの位相角を制御
し、モータの消費電力が一定となるように制御する入力
電流制御回路12を備えた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気掃除機のゴミ吸
引用のモータファン等に使用されるモータ制御装置に関
する。
引用のモータファン等に使用されるモータ制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】これ迄の電気掃除機業界では、吸引力が
強いほど優秀な掃除機であるとされるため、電気的入力
大容量化の傾向で、入力パワー競争の感があった。その
ため、各社共に定格消費電力が家庭用としては、上限界
に近い1KW、中には1KWを越す物さえ市場に見られ
る状況にあった。
強いほど優秀な掃除機であるとされるため、電気的入力
大容量化の傾向で、入力パワー競争の感があった。その
ため、各社共に定格消費電力が家庭用としては、上限界
に近い1KW、中には1KWを越す物さえ市場に見られ
る状況にあった。
【0003】近年に至り、「地球に優しい省資源、省エ
ネルギー」が、環境破壊の防止対策として注目されるよ
うになり、価値判断基準として「省エネルギー」が再度
脚光を浴びる時代に変化してきた。そのため、電気掃除
機業界でも、従来の「パワー・アップ競争」を反省し、
本当に必要な時期(被清掃面にノズルを押付けて清掃中
の時)のみに、大入力電力(電流)で吸引負圧発生用の
モータを高速回転させ、本来吸引力を必要としない時期
(ノズルが被清掃面から浮き上がって清掃が実行されて
いない)には、モータへの入力電力(電流)を自動的に
制限する試みが色々と成されている。
ネルギー」が、環境破壊の防止対策として注目されるよ
うになり、価値判断基準として「省エネルギー」が再度
脚光を浴びる時代に変化してきた。そのため、電気掃除
機業界でも、従来の「パワー・アップ競争」を反省し、
本当に必要な時期(被清掃面にノズルを押付けて清掃中
の時)のみに、大入力電力(電流)で吸引負圧発生用の
モータを高速回転させ、本来吸引力を必要としない時期
(ノズルが被清掃面から浮き上がって清掃が実行されて
いない)には、モータへの入力電力(電流)を自動的に
制限する試みが色々と成されている。
【0004】従来、このような電気掃除機の稼働状態を
識別するには、ノズル開口部の密閉か開放かに依り顕著
に変化する「吸引真空圧」や「吸引風量」をセンサで検
知する方法や、電流検出トランスを用いて、モータの入
力電流を検出する方法が採用されている。
識別するには、ノズル開口部の密閉か開放かに依り顕著
に変化する「吸引真空圧」や「吸引風量」をセンサで検
知する方法や、電流検出トランスを用いて、モータの入
力電流を検出する方法が採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】「真空圧」や「風量」
の変化を検知するセンサは高価でもあり、形状も大きく
家庭用の電気掃除機に採用されるのは希であり、電流検
出トランスは通常磁性体の鉄心と検出コイルより構成さ
れているが、磁性体の鉄心は大量生産される場合に、そ
の全量にわたって完全に同一磁気特性に揃えることは非
常に困難であり、その結果として、被検出電流と検出出
力電圧の比、いわゆる検出感度のバラツキ幅が大きいと
いう欠点を有している。
の変化を検知するセンサは高価でもあり、形状も大きく
家庭用の電気掃除機に採用されるのは希であり、電流検
出トランスは通常磁性体の鉄心と検出コイルより構成さ
れているが、磁性体の鉄心は大量生産される場合に、そ
の全量にわたって完全に同一磁気特性に揃えることは非
常に困難であり、その結果として、被検出電流と検出出
力電圧の比、いわゆる検出感度のバラツキ幅が大きいと
いう欠点を有している。
【0006】更に、電流検出トランスは微細径のコイル
銅線を捲回して生産されるので、その製造コストも高価
であり、一般の電子部品、例えばカーボン抵抗やコンデ
ンサのように小型化することも困難であり、当然、電流
検出トランスをセンサとして含む制御回路は大きく、重
くなる等の問題点が存在している。この発明は、上記問
題点に着目してなされたものであって、非常に小さな発
生電圧を歪みやノイズの影響による誤差を極力小さくし
て、それでいてモータを好適に制御し得るモータ制御装
置を提供することを目的としている。
銅線を捲回して生産されるので、その製造コストも高価
であり、一般の電子部品、例えばカーボン抵抗やコンデ
ンサのように小型化することも困難であり、当然、電流
検出トランスをセンサとして含む制御回路は大きく、重
くなる等の問題点が存在している。この発明は、上記問
題点に着目してなされたものであって、非常に小さな発
生電圧を歪みやノイズの影響による誤差を極力小さくし
て、それでいてモータを好適に制御し得るモータ制御装
置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明のモー
タ制御装置は、図12に概略構成を示すように、モータ
4と、このモータ4への交流電源10からの通電をオン
/オフする双方向性三端子サイリスタ5と、抵抗及びコ
ンデンサからなる時定数回路11を含む、前記双方向性
三端子サイリスタ5を点弧する信号を発生する点弧信号
発生回路8とを備えるものにおいて、前記モータ4に流
れる電流を通電し、その電流に応じた電圧を導出する導
体抵抗LIと、導出された電圧に応じて前記点弧信号発
生回路8の時定数回路11の時定数を変化し、前記モー
タの消費電力が一定となるように制御する入力電流制御
回路12とを備えている。
タ制御装置は、図12に概略構成を示すように、モータ
4と、このモータ4への交流電源10からの通電をオン
/オフする双方向性三端子サイリスタ5と、抵抗及びコ
ンデンサからなる時定数回路11を含む、前記双方向性
三端子サイリスタ5を点弧する信号を発生する点弧信号
発生回路8とを備えるものにおいて、前記モータ4に流
れる電流を通電し、その電流に応じた電圧を導出する導
体抵抗LIと、導出された電圧に応じて前記点弧信号発
生回路8の時定数回路11の時定数を変化し、前記モー
タの消費電力が一定となるように制御する入力電流制御
回路12とを備えている。
【0008】このモータ制御装置では、モータ4の電流
が増加すると、導体抵抗LIに流れる電流も大となり、
その電流に応じた導出電圧が大となり、点弧信号発生回
路8は入力電流制御回路12によって点弧信号が遅れて
発生するように制御され、双方向性三端子サイリスタ5
の点弧を遅らせ、モータ4に流れる位相角を小さくし、
入力電流、つまり電力を低い方向に制御する。逆に、モ
ータ4の電流が小さくなると、導体抵抗LIの導出電圧
も小さくなり、点弧信号発生回路8は入力電流制御回路
12の制御により、点弧信号が早目に発生するようにさ
れ、双方向性三端子サイリスタ5の点弧を早め、モータ
4に流れる電流の位相角を大きくし、電力を高くなるよ
うに制御する。
が増加すると、導体抵抗LIに流れる電流も大となり、
その電流に応じた導出電圧が大となり、点弧信号発生回
路8は入力電流制御回路12によって点弧信号が遅れて
発生するように制御され、双方向性三端子サイリスタ5
の点弧を遅らせ、モータ4に流れる位相角を小さくし、
入力電流、つまり電力を低い方向に制御する。逆に、モ
ータ4の電流が小さくなると、導体抵抗LIの導出電圧
も小さくなり、点弧信号発生回路8は入力電流制御回路
12の制御により、点弧信号が早目に発生するようにさ
れ、双方向性三端子サイリスタ5の点弧を早め、モータ
4に流れる電流の位相角を大きくし、電力を高くなるよ
うに制御する。
【0009】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図1、図2は、この発明の一実施例家庭用
の電気掃除機のモータ制御回路の回路図である。図1に
おいて、吸引用のモータ4と双方向性三端子サイリスタ
5が直列に接続されて、AC100Vの電源ラインa、
bに接続されている。また、このモータ4と双方向性三
端子サイリスタ5に並列にサージアブソーバ3、コンデ
ンサC8 がそれぞれ並列に接続されている。また、複合
型三脚トランス6の一次コイルL1 が交流電源ライン
a、bに接続され、三次コイルL3 の一端が交流電源ラ
インbに接続され、他端が互いに逆極性(アノードとカ
ソード)に並列接続された2個のダイオードD5 、D6
に接続されている。ダイオードD5 、D6 の並列接続の
他端は、抵抗R14、コンデンサC10の並列接続を経て、
双方向性三端子サイリスタ5のゲートに接続され、この
ゲートと交流電源ラインb間にコンデンサC12と、コン
デンサC11と抵抗R15の直列回路が並列に接続されてい
る。
に説明する。図1、図2は、この発明の一実施例家庭用
の電気掃除機のモータ制御回路の回路図である。図1に
おいて、吸引用のモータ4と双方向性三端子サイリスタ
5が直列に接続されて、AC100Vの電源ラインa、
bに接続されている。また、このモータ4と双方向性三
端子サイリスタ5に並列にサージアブソーバ3、コンデ
ンサC8 がそれぞれ並列に接続されている。また、複合
型三脚トランス6の一次コイルL1 が交流電源ライン
a、bに接続され、三次コイルL3 の一端が交流電源ラ
インbに接続され、他端が互いに逆極性(アノードとカ
ソード)に並列接続された2個のダイオードD5 、D6
に接続されている。ダイオードD5 、D6 の並列接続の
他端は、抵抗R14、コンデンサC10の並列接続を経て、
双方向性三端子サイリスタ5のゲートに接続され、この
ゲートと交流電源ラインb間にコンデンサC12と、コン
デンサC11と抵抗R15の直列回路が並列に接続されてい
る。
【0010】複合型三脚トランス6の二次コイルL2 に
ダイオードD7 、D8 、D9 、D10がブリッジ接続され
た全波整流回路7が接続され、全波整流回路7の出力は
直流電源ラインc、dとして、位相制御回路8に接続さ
れている。位相制御回路8では、抵抗R18、R19が直列
に接続されて電源ラインc、dに接続され、同様にツェ
ナダイオードZD3 、NPN型のトランジスタQ2 が直
流電源ラインc、d間に接続されている。トランジスタ
Q2 のベースと電源ラインd間に抵抗R16が接続され、
また、このベースは抵抗R17を介してPNP型のトラン
ジスタQ3 のコレクタに接続されている。このトランジ
スタQ3 のベースと、抵抗R18、R19の接続点の間にダ
イオードD11が接続されている。また、抵抗R18、R19
の直列回路に並列に、抵抗R21と手元操作部の可変抵抗
器VR2 とダイオードD12、抵抗R20及びホトトランジ
スタPTの三者の並列回路と、コンデンサC13との直列
回路が接続されている。ダイオードD12とコンデンサC
13の接続点は、トランジスタQ3 のエミッタに接続され
ている。また、交流電源ラインbのAC100V側と、
複合三脚トランスbの三次コイルL3 間の導体箔(導体
抵抗)LIに流れる電流を検出し、負荷電流を検出する
ようになっている。
ダイオードD7 、D8 、D9 、D10がブリッジ接続され
た全波整流回路7が接続され、全波整流回路7の出力は
直流電源ラインc、dとして、位相制御回路8に接続さ
れている。位相制御回路8では、抵抗R18、R19が直列
に接続されて電源ラインc、dに接続され、同様にツェ
ナダイオードZD3 、NPN型のトランジスタQ2 が直
流電源ラインc、d間に接続されている。トランジスタ
Q2 のベースと電源ラインd間に抵抗R16が接続され、
また、このベースは抵抗R17を介してPNP型のトラン
ジスタQ3 のコレクタに接続されている。このトランジ
スタQ3 のベースと、抵抗R18、R19の接続点の間にダ
イオードD11が接続されている。また、抵抗R18、R19
の直列回路に並列に、抵抗R21と手元操作部の可変抵抗
器VR2 とダイオードD12、抵抗R20及びホトトランジ
スタPTの三者の並列回路と、コンデンサC13との直列
回路が接続されている。ダイオードD12とコンデンサC
13の接続点は、トランジスタQ3 のエミッタに接続され
ている。また、交流電源ラインbのAC100V側と、
複合三脚トランスbの三次コイルL3 間の導体箔(導体
抵抗)LIに流れる電流を検出し、負荷電流を検出する
ようになっている。
【0011】図2は、検出した電流に応じて、位相制御
回路8の時定数を制御するための電流検出帰還回路(入
力電流制御回路)である。導体箔LIの両端に、抵抗R
2 、サーミスタTHの直列回路が接続され、交流電源ラ
インaとb間に抵抗R1 、ダイオードD1 、コンデンサ
C1 の直列回路が接続されている(図1も参照)。ま
た、コンデンサC1 に並列に抵抗R3 、コンデンサC2
の直列回路が接続され、抵抗R3 にダイオードD2 が並
列接続され、コンデンサC2 にツェナダイオードZD1
が並列接続されている。
回路8の時定数を制御するための電流検出帰還回路(入
力電流制御回路)である。導体箔LIの両端に、抵抗R
2 、サーミスタTHの直列回路が接続され、交流電源ラ
インaとb間に抵抗R1 、ダイオードD1 、コンデンサ
C1 の直列回路が接続されている(図1も参照)。ま
た、コンデンサC1 に並列に抵抗R3 、コンデンサC2
の直列回路が接続され、抵抗R3 にダイオードD2 が並
列接続され、コンデンサC2 にツェナダイオードZD1
が並列接続されている。
【0012】抵抗R2 とサーミスタTHの接続点がコン
デンサC3 を介してIC1の(+)入力端に接続されて
いる。また、ダイオードD2 とツェナダイオードZD1
の接続点は、抵抗R4 を介してIC1の(+)入力端
へ、抵抗R5 を介してIC1の(−)入力端へ、抵抗R
8 を介してIC2の(+)入力端にそれぞれ接続されて
いる。抵抗R5 に並列に半可変抵抗VR1 が接続され、
IC1の(−)入力端と出力端間に抵抗R6 、コンデン
サC4 の並列回路が接続されている。
デンサC3 を介してIC1の(+)入力端に接続されて
いる。また、ダイオードD2 とツェナダイオードZD1
の接続点は、抵抗R4 を介してIC1の(+)入力端
へ、抵抗R5 を介してIC1の(−)入力端へ、抵抗R
8 を介してIC2の(+)入力端にそれぞれ接続されて
いる。抵抗R5 に並列に半可変抵抗VR1 が接続され、
IC1の(−)入力端と出力端間に抵抗R6 、コンデン
サC4 の並列回路が接続されている。
【0013】IC1の出力端は、抵抗R7 、コンデンサ
C5 、及びダイオードD3 を経て、電源ラインbに接続
されている。コンデンサC5 とダイオードD3 のカソー
ドとの接続点にダイオードD4 のアノードが接続され、
ダイオードD4 のカソードと電源ラインb間に、コンデ
ンサC6 と抵抗R9 の並列回路が接続されている。ここ
で、ダイオードD3 、D4 で倍電圧整流回路を構成して
いる。ダイオードD4のカソードは抵抗R10を介してI
C2の(−)入力端に接続され、IC2の(+)入力端
と電源ラインb間にツェナダイオードZD2 が接続され
ている。IC2の出力端には、NPN型のトランジスタ
Q1 のベースが接続され、エミッタとIC2の(−)入
力端間に抵抗R11とコンデンサC7 の並列回路が接続さ
れ、さらにエミッタと電源ラインb間に抵抗R12、ホト
カプラPCの発光ダイオードLの直列回路が接続されて
いる。トランジスタQ1 のコレクタは、ダイオードD1
とコンデンサC1 の接続点に接続されている。
C5 、及びダイオードD3 を経て、電源ラインbに接続
されている。コンデンサC5 とダイオードD3 のカソー
ドとの接続点にダイオードD4 のアノードが接続され、
ダイオードD4 のカソードと電源ラインb間に、コンデ
ンサC6 と抵抗R9 の並列回路が接続されている。ここ
で、ダイオードD3 、D4 で倍電圧整流回路を構成して
いる。ダイオードD4のカソードは抵抗R10を介してI
C2の(−)入力端に接続され、IC2の(+)入力端
と電源ラインb間にツェナダイオードZD2 が接続され
ている。IC2の出力端には、NPN型のトランジスタ
Q1 のベースが接続され、エミッタとIC2の(−)入
力端間に抵抗R11とコンデンサC7 の並列回路が接続さ
れ、さらにエミッタと電源ラインb間に抵抗R12、ホト
カプラPCの発光ダイオードLの直列回路が接続されて
いる。トランジスタQ1 のコレクタは、ダイオードD1
とコンデンサC1 の接続点に接続されている。
【0014】上記実施例回路において、可変抵抗VR2
のスイッチ(図示せず)を開放した状態では、PNP型
トランジスタQ3 のエミッタには電圧が印加されないの
でオンせず、従って、NPN型トランジスタQ2 のベー
スには何ら電圧が印加されず、オフの状態で二次コイル
L2 を短絡しないので、三次コイルL3 には電圧が発生
しない。よって、双方向性三端子サイリスタ5のゲート
に信号が与えられず点弧しないので、負荷であるモータ
4に電源電圧が印加されない。
のスイッチ(図示せず)を開放した状態では、PNP型
トランジスタQ3 のエミッタには電圧が印加されないの
でオンせず、従って、NPN型トランジスタQ2 のベー
スには何ら電圧が印加されず、オフの状態で二次コイル
L2 を短絡しないので、三次コイルL3 には電圧が発生
しない。よって、双方向性三端子サイリスタ5のゲート
に信号が与えられず点弧しないので、負荷であるモータ
4に電源電圧が印加されない。
【0015】しかるに、可変抵抗VR2 のスイッチを閉
成すると、コンデンサC13は抵抗R 21と可変抵抗VR2
を通して充電されて、PNP型トランジスタQ3 のエミ
ッタ電圧となり、上昇して、抵抗R18、R19で分圧印加
されているPNP型トランジスタQ3 のベースの電圧を
超えると、ベース電流が流れてオンし、コンデンサC 13
に充電された電荷は抵抗R17、R16を介して放電し、パ
ルスを発振する。コンデンサC13の充放電は可変抵抗V
R2 の加減により半サイクル中に1〜10数回も繰り返
され、半サイクルにおける最初のパルスは、電源周波数
に同期して発生する。従って、そのパルスによる抵抗R
16の電圧降下がNPN型トランジスタQ 2 のベースに与
えられて、NPN型トランジスタQ2 はオンし、全波整
流器7を介して二次コイルL2 をパルス信号分だけ短絡
する。三脚トランス6の特性により三次コイルL3 に
は、その短絡に対応してパルス信号が誘起し、逆並列接
続のダイオードD5 、D6 を介して、双方向性三端子サ
イリスタ5のゲートに与えられ、この双方向性三端子サ
イリスタ5は点弧し、モータ4に位相制御された電圧が
印加される。可変抵抗VR2 が0のときは、限流の抵抗
R21を通して充電されPNP型トランジスタQ3 及び抵
抗R17、R16を通して放電して、半サイクル中における
発振回数が多くなり、また、三次電圧は電源電圧に対
し、位相ずれがあるため、ゼロクロス点弧し、双方向性
三端子サイリスタ5はフル点弧の状態となる。可変抵抗
VR2 の抵抗値を増加してゆくと充電時間が長くなり、
次第にパルス数も減ってスイッチを開放した状態に近づ
き、位相角を0〜180度変化させることができるの
で、双方向性三端子サイリスタ5の点弧角も0〜180
度変化でき、交流電力の位相制御が可能となる。
成すると、コンデンサC13は抵抗R 21と可変抵抗VR2
を通して充電されて、PNP型トランジスタQ3 のエミ
ッタ電圧となり、上昇して、抵抗R18、R19で分圧印加
されているPNP型トランジスタQ3 のベースの電圧を
超えると、ベース電流が流れてオンし、コンデンサC 13
に充電された電荷は抵抗R17、R16を介して放電し、パ
ルスを発振する。コンデンサC13の充放電は可変抵抗V
R2 の加減により半サイクル中に1〜10数回も繰り返
され、半サイクルにおける最初のパルスは、電源周波数
に同期して発生する。従って、そのパルスによる抵抗R
16の電圧降下がNPN型トランジスタQ 2 のベースに与
えられて、NPN型トランジスタQ2 はオンし、全波整
流器7を介して二次コイルL2 をパルス信号分だけ短絡
する。三脚トランス6の特性により三次コイルL3 に
は、その短絡に対応してパルス信号が誘起し、逆並列接
続のダイオードD5 、D6 を介して、双方向性三端子サ
イリスタ5のゲートに与えられ、この双方向性三端子サ
イリスタ5は点弧し、モータ4に位相制御された電圧が
印加される。可変抵抗VR2 が0のときは、限流の抵抗
R21を通して充電されPNP型トランジスタQ3 及び抵
抗R17、R16を通して放電して、半サイクル中における
発振回数が多くなり、また、三次電圧は電源電圧に対
し、位相ずれがあるため、ゼロクロス点弧し、双方向性
三端子サイリスタ5はフル点弧の状態となる。可変抵抗
VR2 の抵抗値を増加してゆくと充電時間が長くなり、
次第にパルス数も減ってスイッチを開放した状態に近づ
き、位相角を0〜180度変化させることができるの
で、双方向性三端子サイリスタ5の点弧角も0〜180
度変化でき、交流電力の位相制御が可能となる。
【0016】また、二次コイルL2 開放時の三次コイル
L3 の電圧が少ないので、2個並列接続のダイオードD
5 、D6 の電圧降下で十分双方向性三端子サイリスタ5
の誤動作を防止できる利点もある。抵抗R13、コンデン
サC9 はピーク電圧吸収回路で双方向性三端子サイリス
タ5を保護する。
L3 の電圧が少ないので、2個並列接続のダイオードD
5 、D6 の電圧降下で十分双方向性三端子サイリスタ5
の誤動作を防止できる利点もある。抵抗R13、コンデン
サC9 はピーク電圧吸収回路で双方向性三端子サイリス
タ5を保護する。
【0017】モータ4に電流が流れると、導体抵抗LI
にも電流が流れる。導体抵抗LIはモータ4の電流がA
C10A程度であるとすると、導体抵抗LIの電圧降下
が10mV程度となるように、抵抗値を設定している。
この導体抵抗LIの検出電圧の波形を図3に示してい
る。この導体抵抗LIの検出電圧は、温度補償用サーミ
スタTHと、抵抗R2 で構成される温度補正回路と並列
接続されており、導体抵抗LIの自己発熱による温度上
昇や周囲環境の温度変化により、抵抗値が変化し、ひい
ては発生した検出電圧が変動することを防止している。
にも電流が流れる。導体抵抗LIはモータ4の電流がA
C10A程度であるとすると、導体抵抗LIの電圧降下
が10mV程度となるように、抵抗値を設定している。
この導体抵抗LIの検出電圧の波形を図3に示してい
る。この導体抵抗LIの検出電圧は、温度補償用サーミ
スタTHと、抵抗R2 で構成される温度補正回路と並列
接続されており、導体抵抗LIの自己発熱による温度上
昇や周囲環境の温度変化により、抵抗値が変化し、ひい
ては発生した検出電圧が変動することを防止している。
【0018】温度補正用サーミスタTHの両端電圧は、
交流増幅器としてのIC1で増幅され、その出力電圧は
図4に示す波形となる。IC1の出力電圧は、抵抗
R7 、コンデンサC5 を経て、ダイオードD3 、D4 で
倍電圧整流され、コンデンサC6に充電される。このコ
ンデンサC6 の充電電圧は、抵抗R9 、R10の分圧回路
を経て、IC2の反転入力端(−)に加えられ、IC2
では非反転入力端(+)に、抵抗R8 、ツェナダイオー
ドZD2 を経て、基準電圧が加えられているので、IC
2 ではこの基準電圧と、コンデンサC6 の電圧、つまり
導体抵抗LIで検出される電流に応じた電圧が比較され
る。
交流増幅器としてのIC1で増幅され、その出力電圧は
図4に示す波形となる。IC1の出力電圧は、抵抗
R7 、コンデンサC5 を経て、ダイオードD3 、D4 で
倍電圧整流され、コンデンサC6に充電される。このコ
ンデンサC6 の充電電圧は、抵抗R9 、R10の分圧回路
を経て、IC2の反転入力端(−)に加えられ、IC2
では非反転入力端(+)に、抵抗R8 、ツェナダイオー
ドZD2 を経て、基準電圧が加えられているので、IC
2 ではこの基準電圧と、コンデンサC6 の電圧、つまり
導体抵抗LIで検出される電流に応じた電圧が比較され
る。
【0019】モータ負荷4への入力電流が増加すると、
IC2の基準電圧よりも反転入力端(−)の入力電圧が
大となり、IC2の出力はLow(ロー)となり、トラ
ンジスタQ1 はOFF状態へと漸次移行する。そのた
め、ホトカプラPCの発光素子Lの電流は漸次減少し、
ホトカプラPCの受光素子PTは漸次OFF状態に近づ
き、可変抵抗VR2 で設定されていた時定数回路のコン
デンサC13への充電電流は、可変抵抗VR2 と抵抗R20
が直列になる事で低下する。コンデンサC13の充電電流
の減少は、トランジスタQ2 、Q3 より構成される発振
回路8の発振周期を大ならしめ、点弧角を遅延する方向
に移動させる双方向性三端子サイリスタ5の点弧位相が
遅延すると、モータ4の位相制御は深くなり、入力電流
は減少し、当然、入力電圧も減少する。
IC2の基準電圧よりも反転入力端(−)の入力電圧が
大となり、IC2の出力はLow(ロー)となり、トラ
ンジスタQ1 はOFF状態へと漸次移行する。そのた
め、ホトカプラPCの発光素子Lの電流は漸次減少し、
ホトカプラPCの受光素子PTは漸次OFF状態に近づ
き、可変抵抗VR2 で設定されていた時定数回路のコン
デンサC13への充電電流は、可変抵抗VR2 と抵抗R20
が直列になる事で低下する。コンデンサC13の充電電流
の減少は、トランジスタQ2 、Q3 より構成される発振
回路8の発振周期を大ならしめ、点弧角を遅延する方向
に移動させる双方向性三端子サイリスタ5の点弧位相が
遅延すると、モータ4の位相制御は深くなり、入力電流
は減少し、当然、入力電圧も減少する。
【0020】以上のように、可変抵抗VR2 で設定され
た位相制御レベルでの電圧(入力電流)を超過したモー
タ4の入力電流を導体抵抗LI以降の検出回路で検出す
ると、設定された位相角よりも双方向性三端子サイリス
タ5の点弧位相を遅延させて入力電流を減少させて元の
値に戻そうとする定電流機能動作を行う。双方向性三端
子サイリスタ5がフル点弧している状態と、位相制御し
ている状態でのモータ4の入力電流波形は図5のa:フ
ル点弧時、b:位相制御時のように相違する。即ち、位
相制御時は電流の平均値は小さくても、そのピーク値は
先鋭であり、フル点弧時は平均値が大でも、そのピーク
値は逆に小さい。したがって、上記実施例回路で検出、
整流され、コンデンサC6 に現れる整流出力電圧の値
は、位相制御部の通電角とリニアな関係ではなく、図6
に示すようにフル点弧に近い領域では若干低下気味の様
相を呈する。
た位相制御レベルでの電圧(入力電流)を超過したモー
タ4の入力電流を導体抵抗LI以降の検出回路で検出す
ると、設定された位相角よりも双方向性三端子サイリス
タ5の点弧位相を遅延させて入力電流を減少させて元の
値に戻そうとする定電流機能動作を行う。双方向性三端
子サイリスタ5がフル点弧している状態と、位相制御し
ている状態でのモータ4の入力電流波形は図5のa:フ
ル点弧時、b:位相制御時のように相違する。即ち、位
相制御時は電流の平均値は小さくても、そのピーク値は
先鋭であり、フル点弧時は平均値が大でも、そのピーク
値は逆に小さい。したがって、上記実施例回路で検出、
整流され、コンデンサC6 に現れる整流出力電圧の値
は、位相制御部の通電角とリニアな関係ではなく、図6
に示すようにフル点弧に近い領域では若干低下気味の様
相を呈する。
【0021】この領域で、入力電流が増加しようとする
傾向をこの実施例の検出回路で検出することにより、上
記したように入力電流を低減させる方向に動作し、無や
みに入力電流が増加することを抑制する効果を得ること
ができる。一般に、電気掃除機の風量と入力電流は、図
7に示す関係にあり、吸塵ノズルが床等から離れて空中
にあり、ゴミを吸収しない時に風量極大程度に達し、被
清掃面に密着して清掃中は中程度、ノズルに布きれ等が
詰まって閉塞された場合に風量が最小値となり、入力電
流も最小値をとることとなる。
傾向をこの実施例の検出回路で検出することにより、上
記したように入力電流を低減させる方向に動作し、無や
みに入力電流が増加することを抑制する効果を得ること
ができる。一般に、電気掃除機の風量と入力電流は、図
7に示す関係にあり、吸塵ノズルが床等から離れて空中
にあり、ゴミを吸収しない時に風量極大程度に達し、被
清掃面に密着して清掃中は中程度、ノズルに布きれ等が
詰まって閉塞された場合に風量が最小値となり、入力電
流も最小値をとることとなる。
【0022】このように、非清掃領域での無効な過大入
力電流(電力)は、むだな電力を消費しているに過ぎな
いので、かかる非清掃領域において入力電流を図7の下
向きの矢印方向に低減させる制御は非常に効果的であ
る。図8は、図1に示した三脚トランスを用いたモータ
制御回路の代わりに、三脚トランスを使用せずに、トラ
ンスレスで商用電圧を抵抗Ra 、Rb で分圧して、これ
を整流回路7で整流して低圧操作回路を実現したもの
で、図2の回路と併設することにより、図1、図2の回
路と同様の制御を実現できる。
力電流(電力)は、むだな電力を消費しているに過ぎな
いので、かかる非清掃領域において入力電流を図7の下
向きの矢印方向に低減させる制御は非常に効果的であ
る。図8は、図1に示した三脚トランスを用いたモータ
制御回路の代わりに、三脚トランスを使用せずに、トラ
ンスレスで商用電圧を抵抗Ra 、Rb で分圧して、これ
を整流回路7で整流して低圧操作回路を実現したもの
で、図2の回路と併設することにより、図1、図2の回
路と同様の制御を実現できる。
【0023】図9は、図1に示した回路の替わりに使用
し得る、さらに他のトランスレスのモータ制御回路を示
したものである。また、一般にパワーコン回路とパワー
セイブ回路を接続する場合、可変抵抗と直列にホトカプ
ラの二次側を接続するが、この実施例回路では、パワー
コンの制御電圧が高い場合(100Vで直接制御してい
る場合)、ホトカプラPCの二次側(フォトトランジス
タPT側)の耐圧以上となるので、高耐圧のトランジス
タQ4 を介して接続している(通常フォトトランジスタ
の耐圧はVcso :40〜50V程度)。
し得る、さらに他のトランスレスのモータ制御回路を示
したものである。また、一般にパワーコン回路とパワー
セイブ回路を接続する場合、可変抵抗と直列にホトカプ
ラの二次側を接続するが、この実施例回路では、パワー
コンの制御電圧が高い場合(100Vで直接制御してい
る場合)、ホトカプラPCの二次側(フォトトランジス
タPT側)の耐圧以上となるので、高耐圧のトランジス
タQ4 を介して接続している(通常フォトトランジスタ
の耐圧はVcso :40〜50V程度)。
【0024】ホトカプラPCの受光素子PTがOFFの
時、点弧パルスのタイミングを取る為の時定数は、抵抗
R21、可変抵抗VR2 、トランジスタQ4 、抵抗R20を
介して流れる電流とコンデンサC13の静電容量で決めら
れる。モータ4の電流が下がると、ホトカプラPCの発
光素子Lに電流が流れはじめ、受光素子PTもONし始
める。受光素子PTがONし始めると、抵抗R20と受光
素子PTの並列合成回路を介して流れるベース電流が増
加し、コンデンサC13に流れる電流も増加して、時定数
が短くなり、パワーアップされる。抵抗R25、トランジ
スタQ4 、及びツェナダイオードZD3 は、基本的な直
列型低電圧回路を構成しており、受光素子PTの大小に
拘わらず、受光素子PTに印加される電圧はVZD3 以
上は上がらず、保護される。
時、点弧パルスのタイミングを取る為の時定数は、抵抗
R21、可変抵抗VR2 、トランジスタQ4 、抵抗R20を
介して流れる電流とコンデンサC13の静電容量で決めら
れる。モータ4の電流が下がると、ホトカプラPCの発
光素子Lに電流が流れはじめ、受光素子PTもONし始
める。受光素子PTがONし始めると、抵抗R20と受光
素子PTの並列合成回路を介して流れるベース電流が増
加し、コンデンサC13に流れる電流も増加して、時定数
が短くなり、パワーアップされる。抵抗R25、トランジ
スタQ4 、及びツェナダイオードZD3 は、基本的な直
列型低電圧回路を構成しており、受光素子PTの大小に
拘わらず、受光素子PTに印加される電圧はVZD3 以
上は上がらず、保護される。
【0025】図10は、図1に示した回路の替わりに使
用し得る、さらに他のトランスレスのモータ制御回路の
例を示す回路であり、ここではダイアック9を使用して
いる。図11は、この発明の他の実施例を示す回路接続
図である。図2の回路は、ホトカプラPCを用いて、手
元操作部の可変抵抗VR2 と直列に接続される抵抗の値
を制御しているに対し、この実施例はIC2の出力によ
って、直接可変抵抗VR2 と直列に接続される抵抗の値
を制御するものである。つまり、可変抵抗VR 2 に対
し、トランジスタQ1 、抵抗R34を直列に接続し、主モ
ータ4に流れる電流が下がり、導体抵抗LIの検出電圧
が小さくなると、トランジスタQ1 のコレクタ電流Ic
が増加し、結果として、抵抗R35とトランジスタQ1 の
並列抵抗を小さくし、パワコンタイミング回路(点弧角
制御回路)の時定数を短くし、パワーをアップさせる
(実際上元に戻す)ように動作する。
用し得る、さらに他のトランスレスのモータ制御回路の
例を示す回路であり、ここではダイアック9を使用して
いる。図11は、この発明の他の実施例を示す回路接続
図である。図2の回路は、ホトカプラPCを用いて、手
元操作部の可変抵抗VR2 と直列に接続される抵抗の値
を制御しているに対し、この実施例はIC2の出力によ
って、直接可変抵抗VR2 と直列に接続される抵抗の値
を制御するものである。つまり、可変抵抗VR 2 に対
し、トランジスタQ1 、抵抗R34を直列に接続し、主モ
ータ4に流れる電流が下がり、導体抵抗LIの検出電圧
が小さくなると、トランジスタQ1 のコレクタ電流Ic
が増加し、結果として、抵抗R35とトランジスタQ1 の
並列抵抗を小さくし、パワコンタイミング回路(点弧角
制御回路)の時定数を短くし、パワーをアップさせる
(実際上元に戻す)ように動作する。
【0026】ダイオードD26、D27、D28は温度補償用
に設けられたものであって、温度上昇によって導体抵抗
LIの抵抗値が増加して、出力が増加する場合に、これ
らダイオードD26、D27、D28のVF が下がり、IC2
の基準電圧が増加し、温度変化による影響を少なくして
いる。これら温度補償用のダイオードは、これに代えて
サーミスタを用いてもよい。
に設けられたものであって、温度上昇によって導体抵抗
LIの抵抗値が増加して、出力が増加する場合に、これ
らダイオードD26、D27、D28のVF が下がり、IC2
の基準電圧が増加し、温度変化による影響を少なくして
いる。これら温度補償用のダイオードは、これに代えて
サーミスタを用いてもよい。
【0027】なお、上記各実施例において導体抵抗LI
として、回路基板に形成された導体箔を使用している
が、これに代えて抵抗値の小さな(1mΩ〜10mΩ)
棒状、チップ状等の固定抵抗素子を用いてもよい。
として、回路基板に形成された導体箔を使用している
が、これに代えて抵抗値の小さな(1mΩ〜10mΩ)
棒状、チップ状等の固定抵抗素子を用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、電気掃除機に適用し
た場合、導体抵抗によりモータ電流を検出しているの
で、非常に小さな発生電圧を歪みやノイズの影響による
誤差を極力小さくでき、それでいてモータを好適に制御
できる。すなわち、操作中に実際には清掃(ゴミの吸
引)に寄与しない電力(電流)消費を抑制し、 省エネルギーに貢献する。
た場合、導体抵抗によりモータ電流を検出しているの
で、非常に小さな発生電圧を歪みやノイズの影響による
誤差を極力小さくでき、それでいてモータを好適に制御
できる。すなわち、操作中に実際には清掃(ゴミの吸
引)に寄与しない電力(電流)消費を抑制し、 省エネルギーに貢献する。
【0029】本邦にては、JIS規格及び電気用品取
締法にて規制のある家庭用電気掃除機において、その上
限の電気的入力1KWの制約値を、吸塵ノズルが床等の
被清掃面に密着して実際に清掃している状況ではなく、
吸塵ノズルが床等から空中に持ち上げられ非清掃作業状
態で大量の空気を単に吸引している状況においても遵守
する配慮が可能になる。
締法にて規制のある家庭用電気掃除機において、その上
限の電気的入力1KWの制約値を、吸塵ノズルが床等の
被清掃面に密着して実際に清掃している状況ではなく、
吸塵ノズルが床等から空中に持ち上げられ非清掃作業状
態で大量の空気を単に吸引している状況においても遵守
する配慮が可能になる。
【0030】また、上記〜の重要な機能を、形状
も大きく重量も重く、且つ特性のバラツキが大で、然も
高価な電流検出トランス(CT)を使用せずして、実現
を可能にした。
も大きく重量も重く、且つ特性のバラツキが大で、然も
高価な電流検出トランス(CT)を使用せずして、実現
を可能にした。
【図1】この発明の一実施例電気掃除機のモータ制御回
路の一部を示す回路図である。
路の一部を示す回路図である。
【図2】図1の回路とともに、実施例モータ制御回路を
構成する回路を示す回路図である。
構成する回路を示す回路図である。
【図3】図2の導体抵抗の出力波形を示す図である。
【図4】図2の交流増幅器の出力波形を示す図である。
【図5】上記実施例モータ制御回路において、フル点弧
と位相制御時の波形を示す図である。
と位相制御時の波形を示す図である。
【図6】同実施例モータ制御回路における通電角と検出
電圧の関係を示す図である。
電圧の関係を示す図である。
【図7】同実施例モータ制御回路における風量と入力電
流の特性において、非清掃領域を説明する図である。
流の特性において、非清掃領域を説明する図である。
【図8】図1に替わる他の回路例を示す回路図である。
【図9】図1に替わるさらに他の回路例を示す回路図で
ある。
ある。
【図10】図1に替わるさらに他の回路例を示す回路図
である。
である。
【図11】図2に替わるさらに他の回路例を示す回路図
である。
である。
【図12】この発明のモータ制御回路の概略構成を示す
回路図である。
回路図である。
4 モータ 5 双方向性三端子サイリスタ 8 点弧パルス発生回路 10 交流電源 11 時定数回路 12 入力電流制御回路 LI 導体抵抗
Claims (6)
- 【請求項1】モータと、このモータへの交流の通電をオ
ン/オフする双方向性三端子サイリスタと、抵抗及びコ
ンデンサからなる時定数回路を含む、前記双方向性三端
子サイリスタを点弧する信号を発生する点弧信号発生回
路とを備えるモータ制御装置において、 前記モータに流れる電流を通電し、その電流に応じた電
圧を導出する導体抵抗と、導出された電圧に応じて前記
点弧信号発生回路の時定数を変化し、前記モータの消費
電力が一定となるように制御する入力電流制御回路とを
備えたことを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項2】前記導体抵抗は、プリント回路基板上に形
成される導体箔である請求項1記載のモータ制御装置。 - 【請求項3】前記導体抵抗は、接続端子を有する固定素
子である請求項1記載のモータ制御装置。 - 【請求項4】前記入力電流制御回路は、前記導体抵抗よ
り導出された交流電圧を増幅し、直流分に重畳されたモ
ータ電流に応じた交流電圧を出力する増幅器と、この交
流成分を倍電圧整流する倍電圧整流回路と、この倍電圧
整流回路の出力に応じて電流を可変とする電流出力回路
と、この電流出力回路の電流に応じて、前記時定数回路
の時定数を変化させる定数制御回路とから成るものであ
る請求項1、請求項2または請求項3記載のモータ制御
装置。 - 【請求項5】前記電流出力回路は、ホトカプラを含み、
ホトカプラを介して時定数回路の時定数を変化させるも
のである請求項4記載のモータ制御装置。 - 【請求項6】前記増幅器及び倍電圧整流回路は、入力交
流信号がフル点弧に近い領域で相対的に、若干低目に整
流電圧を出力するものである請求項4記載のモータ制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000989A JPH08191592A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000989A JPH08191592A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191592A true JPH08191592A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11489014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7000989A Pending JPH08191592A (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08191592A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006524474A (ja) * | 2003-04-22 | 2006-10-26 | レイセオン・カンパニー | 無線周波リミッタ回路 |
-
1995
- 1995-01-09 JP JP7000989A patent/JPH08191592A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006524474A (ja) * | 2003-04-22 | 2006-10-26 | レイセオン・カンパニー | 無線周波リミッタ回路 |
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