JPS63249488A - 電気掃除機 - Google Patents
電気掃除機Info
- Publication number
- JPS63249488A JPS63249488A JP62080951A JP8095187A JPS63249488A JP S63249488 A JPS63249488 A JP S63249488A JP 62080951 A JP62080951 A JP 62080951A JP 8095187 A JP8095187 A JP 8095187A JP S63249488 A JPS63249488 A JP S63249488A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- motor
- vacuum cleaner
- brushless
- current
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- Y02B40/82—
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- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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ァ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
小形軽景化指向で整流条件が厳しくなってブラシから火
花を発生し、ブラシ寿命が短いという問題がある。
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
小形軽景化指向で整流条件が厳しくなってブラシから火
花を発生し、ブラシ寿命が短いという問題がある。
この対策として、特開昭60−242827号に記載の
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は配慮されていない
。
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は配慮されていない
。
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った。
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った。
本発明の目的は電気掃除機の負荷状態に応じてブラシレ
ス直流電動機の速度制御を行うことにある。
ス直流電動機の速度制御を行うことにある。
上記目的は、ブラシレス直流電動機をインバータ制御装
置により、速度指令に基づいた閉ループ電流制御を行い
、さらに速度指令を該電動機の回転数に応じて補正する
ことにより、達成される。
置により、速度指令に基づいた閉ループ電流制御を行い
、さらに速度指令を該電動機の回転数に応じて補正する
ことにより、達成される。
ブラシレス直流電動機は界磁に永久磁石を用いた同期電
動機であるが、インバータ制御装置で前記71動機を速
度指令に基づいた閉ループ電流制御を行うので、その回
転数が電気掃除機の負荷変化に対して2乗的に変化して
直巻特性が得られる。
動機であるが、インバータ制御装置で前記71動機を速
度指令に基づいた閉ループ電流制御を行うので、その回
転数が電気掃除機の負荷変化に対して2乗的に変化して
直巻特性が得られる。
さらに、速度指令を回転数に応じて補正することにより
1回転数の変化範囲が大きくなり、電気掃除機の負荷変
化を応じた最適な電動機制御ができ、吸込性能を向上し
て電気掃除機が1!)られる。
1回転数の変化範囲が大きくなり、電気掃除機の負荷変
化を応じた最適な電動機制御ができ、吸込性能を向上し
て電気掃除機が1!)られる。
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がら整流回路1
5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。
5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。
このインバータ20は、トランジスタT R1〜T R
sと環流ダイオードD1〜DB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E(1の正電位側トランジスタT R1〜T R3
の通流期間(電気角120度)がパルス幅変調を受けて
チョッパ動作をすることにより制御されるものとしてい
る。
sと環流ダイオードD1〜DB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E(1の正電位側トランジスタT R1〜T R3
の通流期間(電気角120度)がパルス幅変調を受けて
チョッ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T Ra〜TReの共通エミッタ端
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。
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。
ブラシレス直流電動機9は2極の永久磁石を界磁として
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
って前記電動機9の負荷電流Io 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
って前記電動機9の負荷電流Io 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、
マイクロコンピュータ132回転子9−2のMt12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T
oの値を検出する電流検出回路17.トランジスタT
R1〜T Raを駆動するペースドライバ19.マイク
ロコンピュータ13に基べU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。
マイクロコンピュータ132回転子9−2のMt12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T
oの値を検出する電流検出回路17.トランジスタT
R1〜T Raを駆動するペースドライバ19.マイク
ロコンピュータ13に基べU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。
6J1+1検出回路12は、ホール素子11からの出力
を受けて1回転子位置に対応した位置検出信号L2S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
クロコンピュータ13において演算して求めるものであ
る。
を受けて1回転子位置に対応した位置検出信号L2S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
クロコンピュータ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Ioを検出して、A/D変換器(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。
荷電流Ioを検出して、A/D変換器(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ュータ13は、CPU、R
OM及びRAM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
って接続されているものである。
OM及びRAM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
っ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。
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。
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。
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。
トランジスタT Rs〜T Roはマイクロコンピュー
タ13から点弧信号13sを受けてペースドライバ19
により駆動される。なお、電流指令回路21は後述する
ようにチョッ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1−ルクに対応し1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。
タ13から点弧信号13sを受けてペースドライバ19
により駆動される。なお、電流指令回路21は後述する
ようにチョッ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1−ルクに対応し1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ッ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
マイクロコンピュータ13に入力されると、マイクロコ
ンピュータ13は指令取込処理を行って速度指令N*を
決定し、ゲインに1で電流指令■D*を出力する。この
電流指令Io1を電流指令回路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、その出力がペースドライバ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、電流検出回路17の出力をマイクロコンピ
ュータ13に入力し、マイクロコンピュータ13で負荷
電流Ioを演算し、指令値■D* 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
電流指令IO串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
マイクロコンピュータ13に入力されると、マイクロコ
ンピュータ13は指令取込処理を行って速度指令N*を
決定し、ゲインに1で電流指令■D*を出力する。この
電流指令Io1を電流指令回路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、その出力がペースドライバ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、電流検出回路17の出力をマイクロコンピ
ュータ13に入力し、マイクロコンピュータ13で負荷
電流Ioを演算し、指令値■D* 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
電流指令IO串どうりになるように制御される。
さらに、磁極位置検出回路12からの信号を受けてマイ
クロコンピュータ13で速度演算処理を行い、基準値N
1との差(N −N 1 ) を求め、ゲインに2で
AIDを求め、電流指令■D* 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は負荷変
化に対応した回転数Nの値によって電流指令■D* が
補正され(言い換えれば速度指令が補正される)、この
新しい電流指令■D* −ΔInに基づいて閉ループ電
流制御(この制御を直巻化制御と称す)で運転されるの
で、回転数の可変範囲が大きくなる。
クロコンピュータ13で速度演算処理を行い、基準値N
1との差(N −N 1 ) を求め、ゲインに2で
AIDを求め、電流指令■D* 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は負荷変
化に対応した回転数Nの値によって電流指令■D* が
補正され(言い換えれば速度指令が補正される)、この
新しい電流指令■D* −ΔInに基づいて閉ループ電
流制御(この制御を直巻化制御と称す)で運転されるの
で、回転数の可変範囲が大きくなる。
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POIIL + 電動機の回転
数N及び負荷電流Io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運転された場合を
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
明の閉ループ電流制御で運転した場合を示し、風ftQ
が減少すると負荷トルクも小さくなるので、閉ループ電
流制御を行うと回転数Nが風ff1Qの減少と共に2乗
的に増加するため、吸込仕事率Poutが大きく、電気
掃除機としての所要性能が得られる。さらに、一点鎖線
は電動機を本発明の直巻化制御で運転した場合を示し、
回転数N1を基準に回転数Nが風量Qの変化に対して増
加した分(N N1) から電流補正分ΔInを求
め、電流指令より* とつき合わせているので、風fa
Qの変化に対する回転数Nの上昇を抑えることができ、
直巻特性化が図れる。この電流補正分ΔInを任意に設
定すると、回転数Nの変化範囲を拡大できる。この結果
、回転数の変化範囲を拡大して吸込仕事率Poucを任
意に調整でき、かつ吸込性能を向上した電気掃除機が得
られる効果がある。〔発明の効果〕 本発明によれば、電気掃除機の駆動源にインバータ制御
ブラシレス直流電動機を用い、電流指令に基づいた閉ル
ープ電流制御を行い、さらに電流指令を回転数に応して
補正することにより、電気掃除機の負荷変化に応じた最
適な電6’JJ機制御が行う、任意の吸込性能で、かつ
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POIIL + 電動機の回転
数N及び負荷電流Io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運転された場合を
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
明の閉ループ電流制御で運転した場合を示し、風ftQ
が減少すると負荷トルクも小さくなるので、閉ループ電
流制御を行うと回転数Nが風ff1Qの減少と共に2乗
的に増加するため、吸込仕事率Poutが大きく、電気
掃除機としての所要性能が得られる。さらに、一点鎖線
は電動機を本発明の直巻化制御で運転した場合を示し、
回転数N1を基準に回転数Nが風量Qの変化に対して増
加した分(N N1) から電流補正分ΔInを求
め、電流指令より* とつき合わせているので、風fa
Qの変化に対する回転数Nの上昇を抑えることができ、
直巻特性化が図れる。この電流補正分ΔInを任意に設
定すると、回転数Nの変化範囲を拡大できる。この結果
、回転数の変化範囲を拡大して吸込仕事率Poucを任
意に調整でき、かつ吸込性能を向上した電気掃除機が得
られる効果がある。〔発明の効果〕 本発明によれば、電気掃除機の駆動源にインバータ制御
ブラシレス直流電動機を用い、電流指令に基づいた閉ル
ープ電流制御を行い、さらに電流指令を回転数に応して
補正することにより、電気掃除機の負荷変化に応じた最
適な電6’JJ機制御が行う、任意の吸込性能で、かつ
吸込性能を向上した電気掃除機が得られる効果がある。
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
路をブロッ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6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・・・ホーレ素子、12・・・磁極位置検
出回路、13・・マイクロコンピュータ、17・・・電
流検出回路、18・・・速度指令回路、19・・・ペー
スドネ 2 色 IQ、・・ イ;tぐ一7帝1習鴫転1L鴨 3 図 FL+α(艶A;n)
路をブロッ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6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・・・ホーレ素子、12・・・磁極位置検
出回路、13・・マイクロコンピュータ、17・・・電
流検出回路、18・・・速度指令回路、19・・・ペー
スドネ 2 色 IQ、・・ イ;tぐ一7帝1習鴫転1L鴨 3 図 FL+α(艶A;n)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、駆動源にブラシレス電動機とこれを駆動するインバ
ータ速度制御装置を用いたものにおいて、前記インバー
タ速度制御装置はマイクロコンピュータ、電流検出回路
、磁極位置検出回路及び速度指令回路で構成し、速度指
令回路の速度指令に基づいて前記ブラシレス電動機を閉
ループ制御することを特徴とする電気掃除機。 2、前記特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、 前記ブラシレス電動機を実際の回転数に応じて直巻化制
御するように構成したことを特徴とする電気掃除機。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080951A JPH0728546B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 電気掃除機 |
| KR1019870011223A KR940002923B1 (ko) | 1986-10-08 | 1987-10-06 | 전기청소기의 운전방법 및 그 장치 |
| EP19910100654 EP0424364A3 (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 |
| EP19910100653 EP0424363A3 (en) | 1986-10-08 | 1987-10-08 | Method and apparatus for operating vacuum cleaner |
| DE8787114688T DE3776069D1 (de) | 1986-10-08 | 1987-10-08 | Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines staubsaugers. |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP62080951A JPH0728546B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 電気掃除機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63249488A true JPS63249488A (ja) | 1988-10-17 |
| JPH0728546B2 JPH0728546B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=13732809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080951A Expired - Fee Related JPH0728546B2 (ja) | 1986-10-08 | 1987-04-03 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728546B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1189334A3 (en) * | 2000-08-29 | 2002-10-02 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Inverter control circuit of motor-driven blower for electric vacuum cleaner, drive control circuit using the same, and electric vacuum cleaner using drive control circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173690A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Hitachi Ltd | 電動機の速度制御装置 |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP62080951A patent/JPH0728546B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173690A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | Hitachi Ltd | 電動機の速度制御装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1189334A3 (en) * | 2000-08-29 | 2002-10-02 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Inverter control circuit of motor-driven blower for electric vacuum cleaner, drive control circuit using the same, and electric vacuum cleaner using drive control circuit |
| US6490752B2 (en) | 2000-08-29 | 2002-12-10 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Inverter control circuit of motor-driven blower for electric vacuum cleaner, drive control circuit using the same, and electric vacuum cleaner using drive control circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0728546B2 (ja) | 1995-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |