KR940002923B1 - 전기청소기의 운전방법 및 그 장치 - Google Patents

전기청소기의 운전방법 및 그 장치 Download PDF

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구니오 미야시타
요시타로 이시이
후미오 죠라쿠
쇼지 와타나베
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고이치 사이토
와키치로 히시
고지로 야마시타
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

전기청소기의 운전방법 및 그 장치
제1도는 본원 발명의 일실시예에 관한 전기청소기의 개략구성도.
제2도는 브러시레스 직류전동기와 인버터제어장치로 이루어진 속도제어장치의 전체 구성도.
제3도는 전기청소기의 성능곡선도.
제4a, b도는 필터의 눈이 막힌 상태에 의한 회전수의 변동도.
제5도는 청소면과 필터의 눈이 막힌 상태를 가미한 경우의 회전수의 변동도.
제6도는 청소면에서 회전수의 변동모드의 상이를 나타낸 도면.
제7도는 청소면에 따라서 함수테이블을 나타내는 도면.
제8도는 마이크로컴퓨터로 실행되는 처리내용을 나타내는 도면.
제9도는 본원 발명의 일실시예를 나타내는 전기청소기 구동장치의 제어블록도.
제10도는 필터의 눈이 막힘의 유무에 의한 성능곡선도.
제11도는 청소면에 대한 성능곡선도.
제12도는 본원 발명의 다른 실시예의 1을 나타내는 제어블록도.
제13도는 본원 발명의 다른 실시예의 2를 나타내는 속도제어장치의 전체 구성도.
제14도는 마이크로컴퓨터의 처리동작도.
제15도는 전기청소기의 성능곡선도.
제16도 내지 제18도는 본원 발명의 다른 실시예의 3을 나타내며, 제16도는 속도제어장치의 제어회로를 블록적으로 나타낸 개략구성도.
제17도는 브러시레스 직류전동기와 인버터제어장치로 이루어진 속도제어장치의 전체 구성도.
제18도는 전기청소기의 성능곡선도.
제19도 및 제20도는 본원 발명의 다른 실시예의 4를 나타내며, 제19도는 속도제어장치의 제어회로를 블록적으로 나타내는 개략 구성도.
제20도는 전기청소기의 성능곡선도.
제21도 내지 제23도는 본원 발명의 다른 실시예의 5를 나타내며, 제21도는 속도 제어장치의 제어회로를 블록적으로 나타낸 개략 구성도.
제22도는 브러시레스 직류전동기와 인버터 제어장치로 이루어진 속도제어장치의 전체 구성도.
제23도는 전기청소기의 성능곡선도.
제24도 내지 제27도는 본원 발명의 다른 실시예의 6을 나타내며, 제24도는 전기청소기의 성능곡선도.
제25도는 파워세이브기능을 구비한 전기청소기의 성능곡선도.
제26도는 제어회로를 블록적으로 나타낸 개략구성도.
제27도는 마이크로컴퓨터의 처리동작을 나타낸 설명도.
제28도 내지 제30도는 본원 발명의 다른 실시예의 7을 나타내며, 제28도는 전기청소기의 성능곡선도.
제29도는 흡기경로의 이물흡수 및 필터의 눈이 막힘에 대한 전류의 변화를 나타내는 도면.
제30도는 본원 발명의 브레시레스 직류전동기 구동용의 제어회로를 블록적으로 표시한 개략 구성도.
제31도 내지 제37도는 본원 발명의 다른 실시예의 8을 나타내며, 제31도는 회로구성을 나타내는 블록도.
제32도는 교류전원전압과 전원전류의 파형도.
제33도는 콘덴서의 초기 충전전압특성도.
제34도는 마이크로컴퓨터의 속도제어의 전환처리 플로차트.
제35도는 속도지령치에 대한 직류전압특성도.
제36도는 역률개량용 승압초퍼회로에 의한 속도제어시의 전동기에의 인가전압파형도.
제37도는 인버터(4)에 의한 속도제어시의 진동기에의 인가전압 파형도.
제38도는 본원 발명의 다른 실시예의 9를 나타내는 회로구성을 나타내는 블록도.
본원 발명은 전기청소기에 관한 것이며, 특히 청소면이나 청소기의 눈이 막힌 상태에 따라서 가장 적합하게 운전되는 전기 청소기의 운전방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적인 전기청소기를 청소면에 무관계하게 입력이 일정하게 되어 있다. 따라서 청소면과 청소대상물에 따라서는 흡입력이 지나치게 강하기도 하고, 또는 너무 약해서 가장 적합한 또는 사용자로서 쾌적한 제어를 할 수 없다.
이 문제를 해결하기 위해서는 예를들면 청소면에 따라서 입력을 제어하고, 청소기의 흡입량을 조정하므로써 대처할 수 있다. 청소기의 흡입량을 조정하는 수단으로서, 먼저 고려되는 것은 구동용 전동기의 회전수를 가변하는 것이다. 전동기의 회전을 변경시키는 것에 다이리스터 (thyristor)를 사용하여 위상제어하는 것과 인버터에 의해 제어되는 것이 알려져 있다.
일본국 특허출원공개 제 1985-242827호 공보 기재의 전기청소기는 후자에 속하는 것이며, 인버터구동의 브러시레스모터를 사용한 것이다.
상기 공개공보에는 인버터구동모터가 기재되어 있지만, 청소면 또는 필터의 눈이 막힌 상태에 따라서 자동적으로 최적운전시키려고 하는 기술과제 및 해결수단은 시사되어 있지 않다.
본원 발명의 제1의 목적은 청소면의 상태나 필터의 눈이 막힌 상태에 따라서 흡입량이 최적제어되는 전기청소기의 운전방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본원 발명의 제2의 목적은 전기청소기의 부하상태에 따라서, 브러시레스직류모터의 속도가 최적제어되는 전기청소기의 운전장치를 제공함에 있다.
본원 발명의 제3의 목적은 1종류의 속도제어장치와 전동기를 2종류의 전압 계통으로 사용할 수 있는 전기청소기의 운전장치를 제공함에 있다.
본원 발명의 제1의 특성은 먼지를 포집하는 필터와, 청소기에 흡인력을 부여하는 가변속의 팬모터를 구비한 전기청소기에 있어서, 청소중 상기 팬모터의 회전속도를 짧은 주기로 차례로 검출하고, 소정 길이의 샘플링시간내에서의 상기 검출된 회전속도의 변화에 의한 변동모드로부터, 청소면 또는 청소대상물을 추정하고, 이어서 추정된 상기 청소면 등에 적합한 회전수로 하기 위해서, 상기 팬모터의 입력을 자동적으로 조정하는 점에 있다.
본원 발명의 제2의 목적은 구동원에 브러시레스 직류전동기와, 이 브러시레스 직류전동기를 구동하는 인버터제어장치로 이루어진 속도제어장치를 사용한 전기청소기에 있어서, 상기 인버터제어장치의 제어회로를 마이크로컴퓨터, 전류검출회로, 자극(磁極) 위치검출회로 및 속도지령회로로 구성하는 동시에, 이 마이크로 컴퓨터로 상기 브러시레스 직류전동기의 부하전류와 회전수로 청소기의 부하상태를 연산하고, 그 결과에 의거하여 이 브러시레스 직류전동기가 직권(直卷)특성으로 되도록, 이 브러시레스 직류전동기에 가하는 전압 또는 전류를 제어하도록 구성한 점에 있다.
본원 발명의 제3의 특징은 교류전원전압을 정류(整流)하여 얻어지는 전압을 승압하는 숭압초퍼회로와, 이 승압초퍼회로의 출력전압을 통전각(通電角) 제어하여 전동기에 인가하는 전력변환 회로와, 상기 승압초퍼회로와 전력변환회로를 제어하는 제어회로와를 구비한 전동기의 속도제어장치에 있어서, 상기 제어회로에 교류전원전압의 크기를 검출하는 전원전압검출회로와, 교류전원전압이 저전압 계통의 경우에는 상기 전력변환회로의 통전각을 소정치로 유지한 상태로 상기 승압초퍼회로의 출력전압을 변경하여 전동기를 속도제어하고, 후류(候流) 전원전압이 고전압계통의 경우에는 상기 승압초퍼회로의 출력전압을 고정치에 유지한 상태로 상기전압변환회로의 통전각을 변경하여 전동기를 속도제어하는 속도제어회로를 설치한 점에 있다.
이하, 본원 발명의 일실시예를 제1도 내지 제11도에 의거하여 설명한다. 본원 발명에서는 청소기(팬모터)의 구동원으로서 가변속 모터를 사용하는 것을 전제로 하고 있다. 가변속모터로서는 입력을 제어하므로써 속도가 변하는 교류정류자모터, 위상제어모터, 인버터구동의 인덕션모터, 리액턴스모터 또는 인버터구동의 브러시레스모터등을 고려할 수 있으나, 본 일실시예에서는 기계적인 브러시를 갖지 않고, 그 때문에 수명이 길고, 또한 제어응답성이 좋은 브러시레스 직류모터를 사용한 예에 대하여 설명한다 .
제1도는 본원 발명의 일실시예에 관한 전기청소기의 개략 구성도이다. 도면에 있어서, (1)은 전기청소기 본체, (2)는 호스, (3)과 (4)는 차륜, (5)는 전원코드, (6)과 (7)은 필터, (8)은 팬, (9)는 브러시레스 직류모터, (10)은 인버터제어장치이다. 팬(8)과 브러시레스 직류모터(9)로 이루어진 전동송풍기가 인버터제어장치(10)에 의해서 구동되면, 호스(2)에서 흡입된 바람이 화살표를 따라서 필터(6), 팬(8), 필터(7)의 경로로 전기청소기 본체(1)로부터 배출된다. 이 결과, 전기청소기에서 브러시 마모분인 미립자가 배출되는 일이 없으며, 또한 브러시불꽃에 기인하는 냄새의 발생이 없어지므로, 깨끗한 환경에서 사용자가 청소할 수 있는 효과가 있다.
제2도는 본원 발명의 브러시레스 직류전동기와 인버터제어장치로 이루어진 속도제어장치의 전체 구성을 나타낸 것이다.
도면에 있어서, (10)은 인버터제어장치를 나타낸다. (14)는 교류전원이며, 이 전원을 정류회로(15)에서 정류하고, 콘덴서 (16)로 평활화하여 인버터회로(20)에 직류전압(Ed)를 공급하는 것이다. 인버터회로(20)는 트랜지스터 (TR1)-(TR6)과, 각기의 트랜지스터에 접속된 환류다이오드(D1)-(D6)으로 구성된 120도 통전형 인버터이다. 상기 트랜지스터(TR1)-(TR3)은 플러스의 암을 구성하고, (TR4)-(TR6)은 마이너스의 암을 구성하며, 각기의 유로기간은 전기각(電氣角)으로 120도에서 펄스폭 변조(PWM) 된다. (R1)은 마이너스암을 구성하는 트랜지스터(TR4)-(TR6)의 각기의 에미터와, 환류다이오드(D4)-(D6)의 각기에 애노드단자간에 공통으로 접속된 비교적 낮은 저항이다.
(9)는 브러시레스 직류모터이고, 2극의 영구자석을 계자로한 회전자(9a)와 전기자 권선(U), (V), (W)를 삽입한 고정자 (9b)로 이루어지며, 전기자 권선(U), (V), (W)에 흐르는 권선 전류는 상기의 저저항(R1)에도 흐르므로, 이 저저항(R1)의 전압강하에 의해서 상기 전동기(9)의 부하전류(ID)를 검출할 수 있게 된다.
브러시레스 직류모터(9)의 속도제어회로는 회전자(R)의 자극위치를 홀소자(11) 등으로 검출하는 자극위치검출회로(12), 상술한 부하전류(ID)의 전류검출회로(17), 상기 트랜지스터(TR1)-(TR6)을 구동하는 베이스드라이버(19) 및 상기 회로에서 얻어진 검출신호에 의거하여 베이스드라이버(19)를 구동하는 마이크로컴퓨터(13)로 주로 구성된다. (18)은 실제로 사용자가 조작하는 운전스위치이다.
상기에 있어서, 자극위치검출회로(12)는 홀소자(11)로부터의 신호를 받아서, 회전자(7b)의 위치검출신호(12S)를 생성하는 것이다. 이 위치검출신호(12S)는 전기자 권선(U), (V), (W)의 전류전환에 사용될 뿐만 아니라, 회전속도를 검출하는 신호로서도 사용된다. 마이크로컴퓨터(13)는 이 위치검출신호(12S)를 일정한 샘플링타임내에서의 수를 계산하므로써 속도를 구한다.
전류검출회로(17)는 저항(R1)의 전압강하를 검출하는 부하전류(ID)를 구하며, 도시하지 않은 A/D 변환기에 의해서 전류검출신호(17S)를 얻는다.
마이크로컴퓨터(13)는 센트럴프로세싱유니트(CPU) (13a), 리드온리메모리 (ROM)(13b) 및 랜덤액세스메모리(RAM) (130c)를 포함하고 있으며, 이들은 도시하지 않으나 어드레스버스, 데이터 버스 및 콘트롤버스등에 의해 상호 접속되어 있다. 그리고 ROM(13b)에는 브러시레스 직류모터(9)를 구동하는데에 필요한 프로그램, 예를들면 속도의 연산처리, 속도지령의 입력처리, 속도제어처리 등을 기억시키고, 또한 임의로 각종 속도제어패턴을 기억시킨 함수테이블(22)를 구비하고 있다.
한편, 상기의 RAM(13c)는 상기의 각종 처리 프로그램을 실행함에 있어 필요하게 되는 각종 데이터를 읽고 기입하기 위한 기억부와, 회전자 위치마다에 통류할 권선전류치에 관련한 속도패턴데이터를 기억한 기억부로 이루어진 것이다.
상기 트랜지스터(TR1)-(TR6)은 상기 마이크로컴퓨터(13)로 처리하여, 생성된 점호신호(135)에 따라서 베이스드라이버(9)에 의해 각기 구동된다. (21)은 전압지령회로이고, 후술하는 초퍼신호를 생성한다.
브러시레스 직류모터(9)는 전기자 권선(U), (V), (W)에 흐르는 권선전류가 그 모터(9)의 출력토크에 대응하므로, 반대로 권선전류를 변경하면 출력토크를 가변으로 할 수 있다. 즉 부하전류(ID)을 조정하므로써, 출력토크의 출력을 연속적으로 임의로 변경할 수 있다. 또한 인버터회로(20)의 구동주파수를 변경하므로써 회전속도를 자유로이 변경할 수 있다.
한편, 전기청소기의 특성은 제3도에 나타낸 바와같다. 제3도에 있어서, 횡축은 전기청소기의 풍향 Q (㎥/min)이다. 종축에는 흡입성능을 나타내는 흡입작업율 (Pout), 모토의 회전수(N) 및 부하전류(ID)를 취하고 있다. 그리고 2개의 2점쇄선간의 영역이 실제의 운전범위로 된다.
필터가 거의 눈이 막혀 있지 않은 경우는 풍량(Q)이 최대, 회전수(N)가 최소이고, 눈막힘이 진행되어감에 따라서 동작점이 서서히 왼쪽으로 이행하며, 완전히 눈이 막힌상태로 되었을때 풍량(Q)이 최소, 회전수(N)가 최대로 되며, 최고동작점에 이르는 것이다. 또한 흡입작업율(Pout)은 최대의 흡입작업율(Pmax)을 경계로 하여 눈막힘량이 커도 작아도 감소한다. 그 때문에 필터의 눈막힘량에 따라서, 최적모터회전수로 제어하므로써, 흡입작업율(Pout)을 향상시킬 수 있는 전기청소기의 제공이 가능하다.
다음에 청소면의 상태 또는 종류를 검출하는 방법에 대하여 설명한다. 본 실시예는 청소면에서 최소 또는 최대의 회전수, 또는 평균 회전수, 나아가서는 회전수의 변동상태가 변화하는 것에 착안하여, 회전수에서 청소면을 추정하고, 추정된 청소면에 최적의 운전제어를 하려고 하는 것이다.
제4a, b도는 어느 것이나 다다미를 청소하는 경우의 모터의 회전수변동을 나타낸 것이며, 실험에 의해 확인된 것이다. 그리고 제4a도는 필터가 눈막힘 없는 상태에서 풍량(7)이 큰 경우를 나타내며, 제4b도는 필터가 눈이 막히고, 풍량(Q)이 적은 경우를 나타내고 있다. 이들 도면에서 명백한 바와같이, 대풍량상태의 청소기로 청소한 경우는 모터의 회전수가 최소회전수(BN13)에서 최대회전수(N14)까지 변화한다.
이에 대하여 눈이 막힌상태의 청소기로 청소한 경우는 최소회전수(BN13)에서 최대회전수(N14)까지 변화한다. 양자의 비교로 명백한 바와같이 눈이 막힌상태의 청소기에서는 최소회전수(N13)가 눈이 막히지 않은 최소회전수(N11) 보다도 높으며, 또한 다같이 최대회전수도(N14)가 (N12) 보다도 높아져 있다. 따라서, 예를들면 최소회전수 (N11)를 ROM(13b) 또는 RAM(13c)에 기억시켜 두고 실제로 운전했을 때의 최소회전수(N13)를 비교하면 필터의 눈이 막힌상태를 검출할 수 있다. ROM(13b)이나 RAM(13c)에 기억시키는 회전수의 기준치는 상기(N11)이 아니고, (N12), (N13), (N14)에서도 같다. 눈이 막힌상태가 심하면 회전수의 차가 크므로, 이 차에 따라서 회전수를 올리도록 입력을 증가시키면, 청소기의 소망하는 흡입력을 얻을 수 있으며, 또한 흡입작업율(Pout)도 향상시킬 수 있다.
이와같이, 청소기의 회전수는 필터의 눈이 막힌상태로 변동되나, 실제는 이것 이외에도 청소면에 의해서 크게 영향을 받는다. 청소기는 바닥에서 융단으로 또는 다다미에서 커텐으로 1회의 청소중에 순간적으로 변경되므로, 시간사이클적으로 보면 회전수의 변동은 청소면의 변경 즉 1회의 청소중에 야기될 수 있으나, 샘플링시간을 적당히 결정해 두면, 이것도 검출 가능하다.
이 상태를 제5도에 나타낸다. 제5도는 청소대상의 면 또는 물체를 횡축에, 회전수를 종축에 취하고 있다. 청소면이나 청소대상 물체는 여러가지 있으나, 여기서는 대표적인 다다미, 융단, 소파, 커텐의 4가지를 나타내고 있다. 도면에서 실선은 필터가 눈이 막히지 않은 경우이고, 점선이 눈이 막힌 상태의 경우의 회전상태를 나타내고 있다. 즉 회전수는 다다미가 가장 낮고, 이어서 융단, 소파, 커텐의 순으로 된다. 이 경향은 눈이 막힌 상태에 관계없이 같은 경향을 나타낸다. 다만 눈막힘이 진행하면, 청소면의 종류가 변하여도 회전수의 차는 작아지는 경향으로 된다. 각기의 면에 있어서의 회전수 (N1)-(N4)는 각기의 면을 청소하는 경우에도 회전수가 변동하는것이나, 그것의 최소회전수 또는 평균회전수를 나타내는 것이다. 전기청소기를 폐색상태로 장시간 운전하면, 내부를 공기가 흐르지 않고, 열발산이 안되어 온도상승에 의해 소손(燒損)될 염려가 있으며, 이것을 회피하기 위해서, 주로 공기통로에 바이패스로를 설치하는 것이 행하여지고 있다. 통상 이 바이패스로는 흡입구 이외로부터 외부 공기를 끌어들여서, 전동송풍기에 냉각풍을 보내어, 내부를 냉각시키고, 배기되도록 되어 있다. 제5도의 바이패스밸브 작동의 표시는 흡입구가 완전히 폐색된 경우에 바이패스통로를 여는 밸브가 작동하는 위치를 나타내고 있으며, 이 이상은 회전수가 상승하지 않는 이른바 보호장치로서 작동하는 것을 나타내고 있는 것이다.
이와같이, 청소면이나 대상물이 다르다는 것, 및 눈이 막힌 상태의 변동으로도 회전수가 달라지므로 정확한 눈이 막힌 상태를 검출하고, 청소면이나 대상물에 맞추어서 가장 적합하게 청소기를 운전하기 위해서는 한편으로 청소면이나 대상물을 검지할 필요가 있다.
제6도는 눈이 막히지 않은 필터를 사용한 청소기로 청소한 경우의 회전수의 변동모드를 각기의 청소면이나 대상물마다 나타낸 것이다. 즉 제6도도 제5도와 마찬가지로 횡축에 청소면을 취하고, 종축에 회전수를 취한 것이다. 특히 원내에 표시한 변동모드(N1)-(N4)는 각기의 청소면이고, 청소중에 어떻게 회전수가 변화하는가를 나타낸 것이며, 횡축은 시간축이다.
이 도면에서 명백한 바와같이, 청소면이 다다미의 경우에는 최저회전수(N11), 최고회전수(N12)이고, 소정의 생플링시간 내에서 회전수의 변동이 작아지고 있다. 이때의 최소회전수는 제5도에 나타낸 (N1)이다.
융단의 경우에는 최소회전수(N21), 최대회전수(N22)이고, 이 차는 상기와 같은 샘플링시간내에서 상기 다다미의 경우보다도 크다. 이때의 최소회전수는 (N2)이다.
상기 다다미와 융단의 회전수 변동의 모드는 진동의 파형으로서는 서로 비슷하다.
평균회전수의 최소와 최대의 변동차에서 상이함을 볼 수 있으나, 소파의 경우에는 최소회전수(N31), 최대회전수(N32)이고, 이 차는 융단의 경우보다 동일 샘플링시간내에서 더욱 커지고 있다. 이때의 최소회전수는 (N3)이다. 그리고 이 소파의 경우의 변동모드의 파형은 어느쪽인가 하면 사각형파에 가까운 양상을 띠고 있다.
커텐의 경우에는 최소회전수(N41), 최대회전수(N42)이고, 그 차는 동일 샘플링시간내에서 상기의 소파의 경우보다 더욱 커지고 있다. 최소회전수는 (N4)이다. 또한 커텐의 변화모드는 소파의 경우와 마찬가지로 사각형파에 가까운 것이 된다.
또한 각기의 최저회전수(N11), (N21), (N31), (N41)은 흡입구를 청소면에서 멀어진 개방상태로 생각해도 된다. 단 최소회전수는 평균회전수로도 이용된다.
상기로부터 명백한 바와같이, 청소기의 회전상태의 평균 또는 최소의 회전수와 변동모드(M1)-(M4)로부터, 실제로 청소하고 있는 면이나 대상물이 무엇인가를 검지할 수 있고, 또한 눈이 막힌 형태도 아울러 검출 가능하다는 것을 알 수 있다.
한편, 청소면 또는 청소대상물에서 보면, 가장 먼지를 떼어내기 어려운 것은 융단이므로, 융단 또는 융단과 유사한 대상물이라고 검지된 경우에는 가장 높은 회전수로 설정하는 것이 좋다. 이어서 회전수는 다다미, 소파, 커텐의 순으로 설정하면 된다. 즉 먼지의 제거용이성과 흡입구가 청소면 등에 흡착되는 형상과 상태를 고려하면, 회전수는 상기와 같이 가정하는 것이 바람직하다.
즉, 상술한 제6도 등에서 청소면이나 대상물 또는 눈이 막힌 상태를 검지할 수 있으므로, 이것에 맞추어서 가장 적당한 회전수를 설정하면, 청소면에 맞는 청소가 가능해진다는 것을 알 수 있다.
다음에 구체적인 제어수단에 대하여 설명한다.
제7도는 마이크로컴퓨터(13)의 ROM(13b)내에 기억된 제어패턴이고, 구체적으로는 각기의 청소면에 상응하는 관계 테이블(22)로 되어 있다. 이 도면은 횡축이 눈막힘도 이고, 종축이 속도지령(N*)이며, 상기의 필요한 회전수에서 융단, 다다미, 소파, 커텐의 순으로 설정되며, 각각 눈막힘이 진행됨에 따라서 회전수를 증가하도록 설정되어 있다. 이로써 관계 테이블(22)내의 관계를 청소면에 따라서 자동적으로 설정하도록 되어 있다. 융단 등의 청소면은 융단이 아니면 안되는 것이 아니고, 융단과 가까운 성상 (性狀)을 가진 청소면일때에 융단의 관계가 적용된다고 생각해도 된다. 다다미, 소파, 커텐도 마찬가지라고 할 수 있다. 또한 눈막힘정도에 따라서 속도지령(N*)을 산출하므로써, 상기의 청소면의 추정과 더불어 눈막힘의 정도에 따라서 속도지령(N*)을 얻을 수 있고, 최적제어가 달성된다.
제8도는 마이크로컴퓨터(13)내에서 실행되는 처리내용을 도시한 것이며, 청소면 및 눈막힘의 정도에 따라서 속도지령 (N*)을 얻는 순서를 나타내고 있다.
처리( I )에서는 위치검출신호(21S)를 사용하여 모터(9)의 시시각각의 회전수(속도)를 연산하여 구한다.
처리 (Ⅱ)에서 샘플링시간(T)내에 있어서의 최대회전수(Nmax)와 최소회전수(Nmin)을 검출한다.
처리(Ⅲ)에서는 회전진동의 모드, 즉 샘플링시간내에서의 진동수나 진폭의 크기를 미리 ROM(13b)에 기억시킨 진동모드(속도의 변동모드)와 대조하므로써, 상기 회전수(Nmax)와 (Nmin)에서 청소면의 추정과 눈막힘의 정도를 판단한다.
처리(Ⅳ)에서는 청소면 및 눈막힘 정도에서 선택된 함수테이블(22)에서 눈막힘에 상응한 소정치가 선택되고, 이 값을 따라서 속도지령(N*)을 얻는다.
이 처리수법을 실현하는 제어회로를 제9도에 의거하여 설명한다. ASR 또는 ACR등 속도제어계로서는 여러가지 고려되나, 여기서는 폐(閉)루프의 전기제어계를 나타내고 있다. 도면에 있어서, 청소기의 사용자가 기동스위치(18)를 닫으면, 운전지령의 입력, 처리 기동처리를 행하여 브러시레스 직류모터 (7)를 기동한다. 그리고 소정의 회전속도까지 상승하면, 기동공정을 종료한다. 기동공정이 종료한 다음에는 청소면의 추 정과 눈막힘 정도의 검출로 이동한다.
제2도 및 제9도의 마이크로컴퓨터(13)는 자극위치검출회로(12)에서 위치검출신호(125)를 받아서 상기 제8도의 처리( I )의 속도연산처리를 행하고, 다음에 처리(Ⅲ)에 있어서 최대회전수(Nmax)와 최소회전수(Nmin)를 검출하고, 다시 이 결과에 의거하여 처리(Ⅲ)에서 청소면의 추정과 눈막힘 상태의 판정처리를 행한다. 또한 계속해서 처리(Ⅳ)를 청소면 및 눈막힘 상태에 따라서, 스위치(23)로 소정의 함수테이블(22)를 선택하며, 또한 필터의 눈막힘 정도에 따라서 선택된 함수테이블(22)상의 소정의 속도지령치에 의거하여 속도지령 (N*)을 얻는다. 속도지령(N*)은 게인(K)로 전압지령 (V*)으로 변환하고, 다시 D/A 변환기에 입력한다. 이 D/A 변환기의 출력은 이것과는 별도로 설치한 3각파 발생회로의 출력과 다음 단에 설치한 컴퍼 레이터에서 비교하고, 그 차에 따른 출력은 베이스드라이버(19)에 부여한다. 베이스드라이버(19)에서는 앞단에서 결정된 전압지령에 의거한 전압을 브러시레스 직류모터(7)에 입력한다.
이와같이 하여, 브러시레스 직류모터(9)는 청소면 눈막힘도에 따른 속도지령 (N*)으로 회전되게 된다.
제10도는 상기와 같이 제어되는 브러시레스 직류모터(7)를 전기청소기의 구동모터로서 사용한 경우의 청소기(전동송풍기)의 성능 곡선을 나타낸 것이며, 앞서 설명한 제3도와 같은 것이다. 도면에서 점선은 필터가 눈이 막히지 않은 경우이고, 실선은 눈이 막혀 있는 경우를 나타내고 있다. 이 도면에서 명백한 바와같이, 필터의 눈막힘이 진행되어 온 경우, 이것을 검지하여, 눈막힘 정도에 따라서 회전수를 상승시켜 주면 실선과 같이, 눈막힘에 의해 저하된 흡입작업율(Pout)을 실선에 나타낸 바와같이 상승시킬 수 있고 높은 효율의 전기청소기를 얻을 수 있다.
제11도는 마찬가지로 청소면에 대한 성능의 변화를 나타내는 것이며, 청소면에 따라서 필요한 흡입작업율(Pout), 회전수(N), 및 부하전류(ID)가 어떠한 변화를 나타내는가를 나타내는 도면이다. 그리고, 청소면에 대응한 함수테이블(22)에서, 눈막힘 상태에 따라서 특성에 맞도록, 최적회전수(N*)를 부여하도록 제어하는 것이다.
상기 청소기의 제어는 브러시레스 직류모터 (9)만에 의해서 달성되는 것은 아니고, 가변속모터에 의해서도 달성되는 것을 물론이다.
제12도는 본원 발명의 다른 실시예의 1을 나타낸 것이다. 도면에 있어서, (24)은 계자권선(24A)과 전기자(24B)로 이루어진 위상제어의 교류정류자 전동기이다. 이 교류정류자 전동기(24)는 교류전원(14)에 트라이악이나 FLS, 또는 다이리스터등의 제어소자를 포함한 위상제어장치(25)를 통해서 접속되어 있다. 위치제어 장치(25)의 제어소자의 게이트는 제2도에 나타낸 베이스드라이버(19)와 같은 드라이버(27)에 의해 점호각이 제어된다. 마이크로컴퓨터(13)도 상기와 같은 처리기능을 가지고 있으며, 회전검출기(26)에서 얻어진 회전정보(주로 회전속도정보)를 기준으로, 샘플링시간내에서의 최대회전수(Nmax)와 최소회전수(Nmin)에서 청소면의 추정을 하고, 다시 눈막힘 상태도 가미해서 상기 제어소자의 게이트 신호를 생성하는 것이다. 구체적인 마이크로컴퓨터의 처리내용은 제8도와 같고, 추정된 청소면이나 눈막힘 상태에 따라서 최적흡입상태의 청소기가 얻어지고 또한 효율의 저하도 없다.
상기 실시예에 의하면 청소면이나 필터의 눈막힘 상태에 따라서 최적흡입성능의 청소기를 얻을 수 있는 것이다. 청소면은 회전수에서 추정된 것이므로, "다다미"로 추정된 경우 반드시 "다다미"는 아니다. 바꾸어 말하면, "다다미"와 같은 또는 "다다미"와 유사한 상태의 청소면이라고 할 수 있다.
어느 경우라도, 청소면의 상태에 합치하고, 또한 눈막힘에 의해 저하된 흡입성능을 보상하도록 회전수가 제어되므로, 청소기의 최적제어가 자동화되는 것이다.
상기에서 명백한 바와같이, 회전수를 예를들면 브러시레스 직류모터(9)에서는 보통 사용되고 있는 자극위치검출회로(12)의 홀소자(11)의 신호를 그대로 이용해서 검출할 수 있으므로, 소위 센서레스의 전기청소기가 얻어진다.
다음에, 전기청소기의 부하변화에 따른 브러시레스 직류모터의 속도제어를 최적으로 행할 수 있는 전기청소기의 구체예를 설명한다.
제13도 내지 제15도는 본원 발명의 다른 실시예의 2를 나타낸다. 이 경우의 속도제어장치는 제13도에 나타낸 바와같고, 제2도의 속도제어장치와는 운전스위치 (18)로 바꾸어, 속도지령회로(180)을 설치한 것, 전압지령회로(21)를 설치하지 않은 것의 두가지 점에 다르다. 제13도에 있어서. 제2도와 동일 부호는 동일기능을 나타내고 있다. 제15도는 전기청소기의 성능 곡선을 나타낸 것으로, 횡축에 상기 호스(2)에서 흡입한 바람의 풍량(Q)를 취하고, 종축에 청소기의 흡입능력을 나타내는 흡입작업율( Pout), 전동기의 회전수(N) 및 부하전류(ID)를 나타낸 것으로, 실선으로 종래의 교류정류자 전동기, 쇄선으로 브러시레스 직류전동기를 사용한 경우를 비교하여 나타낸 것이다. 최대동작점에서 최소동작점의 범위가 전기청소기의 동작범위이다.
즉 종래의 교류정류자 전동기를 사용한 경우, 흡입작업율(Pout)는 최대동작점(호스의 흡입구를 청소 대상물로부터 분리한 상태등)에서 풍량의 감소와 함께 커져서 최대가 되고, 다시 풍량이 감소하면 작아져서 최소동작점(필터의 눈막힘이나 흡입구를 막은 상태 등)에 이른다. 여기서, 일반적으로 청소대상물이 "다다미"나 융단의 경우에 있어서는, 동작점이 흡입작업율(Pout)의 최대의 점에서 풍량이 작은쪽이 되고, 실제상 흡 입작업율(Pout)이 작은 곳에서 사용하고 있었다. 이 때문에, 먼지를 흡입하여 그 먼지가 쌓이면 전기청소기의 흡입능력이 크게 저하되고 있었다. 이 원인은 교류정류자 전동기의 전류(ID)가 풍량의 저하와 함께 감소하고, 또한 최대동작점에서 최소동작점간의 회전수의 증가 정도가 작기 때문에, 전동기의 출력이 감소하는 것에 기인하고 있다.
따라서 전기청소기로서는 풍량의 감소에 따라서 팬을 고속으로 회전시키면 된다. 팬을 고속으로 회전시키려고 하면 토크(T)도 커지며, 바꾸어 말하면 전류도 증가한다. 그래서 제15도에서 나타낸 바와같이, 브러시레스 직류모터는 일반적으로 분권(分卷) 특성이 되나, 풍량의 감소와 함께 회전수를 증가하는 직권화(直卷化) 제어를 행하므로써, 쇄선으로 나타낸 특성이 되고 최소동작점 근방의 흡입작업율(Pout)을 향상할 수있는 효과가 있다.
제14도는 마이크로컴퓨터의 처리동작의 순서를 나타낸 것이다. 즉, 기동지령이 들어가면 소정의 회전수까지 기동하고, 그후 부하상태를 검출해서 직권화 제어를 행하면 제15도에 나타낸 특성이 얻어진다.
구체적으로는 기동대기상태를 반복하고, 속도지령회로(180)에서 기준이 되는 속도지령이 마이크로컴퓨터(13)에 입력되면, 자극위치를 검출하여 위치검출신호를 출력하고, 속도연산결과에 따라서 속도제어(전동기가 인가하는 전압 또는 전류를 제어)하고, 속도지령치에 이르기까지 기동모드를 반복한다. 속도지령치에 이르면 직권화 제어모드로 옮겨지고, 자극위치검출신호를 출력하고, 속도연산결과와 부하전류검출치에 따라서 청소기의 부하상태를 연산하고, 이 부하상태연산결과에 따라서 소정의 직권특성이 되도록 속도 제어를 행하고 직권화 제어모드를 반복한다. 그리고, 각 모드에서 속도지령과 대비하여 속도지령이 없어지면(정지지령이 들어간다), 전동기를 정지해서 기동대기로 옮겨지는 동작을 반복한다. 이로써, 청소기의 고출력화(흡입성능을 나타내는 흡입작업율의 향상)가 도모되는 전기청소기를 제공할 수 있다.
제16도 내지 제18도는 본원 발명의 다른 실시예의 3을 나타낸다. 이 경우의 속도제어장치는 제17도에 나타낸 바와같으며, 제13도의 속도제어장치와는 전압지령회로(21)를 설치한 점이 다르다. 제17도에 있어서, 제13도와 동일 부호는 동일 기능을 나타내고 있다.
제16도에 있어서, 속도지령회로(180)에서 지령이 마이크로컴퓨터(13)에 입력되면, 마이크로컴퓨터(13)는 지령입력처리를 행하고, 속도지령(N*)을 출력한다. 이 속도지령(N*)을 전압지령회로(21)의 D/A 변환기에 입력하고, 이 출력과 3각파 발생회로의 출력과를 컴퍼레이터로 비교하고 그 출력이 베이스드라이버(19)에 입력되고, 브러시레스 직류모터(9)에 인가되는 전압이 결정된다. 그리고 자극위치검출회로(12)로부터의 위치검출신호(125)를 받아 마이크로컴퓨터(13)로 속도연산처리를 행하고, 회전수 (N)를 산출하여, 지령치(N*)와 대조하는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 브러시레스 직류모터(9)는 항상 속도지령(N*)대로 되도록 제어된다.
그리고, 전류검출회로(17)의 전류검출신호(17S)를 마이크로컴퓨터(13)에 입력하고, 마이크로컴퓨터(13)를 부하전류(ID)를 연산해서 기준치(ID1)과의 차(ID1-ID)를 구하고, 게인(K')로 (ΔN)를 산출하고, 속도지령(N*)과 가산하는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 브러시레스 직류모터(9)는 부하변화에 대응한 부하전류(ID)의 값에 따라서 속도지령(N*)이 보정되고, 이 새로운 속도지령(N*+Δn)에 따라서 폐루프 속도제어로 운전되므로, 회전수가 부하전류(ID)의 감소와 함께 증가해서 직권특성화가 도모되고, 흡입성능이 향상된 전기청소기가 얻어지는 효과가 있다.
제18도는 본원 발명의 속도제어장치로 브러시레스 직류전동기를 구동한 전기청소기의 성능곡선을 나타내고, 횡축에 전기청소기를 통과하는 바람의 풍량(Q)을 취하고, 종축에 전기청소기의 흡입성능을 나타내는 흡입작업율(Pout), 전동기의 회전수 (N) 및 부하전류(ID)를 나타낸 것으로, 최대동작점에서 최소동작점의 범위이며 전기청소기의 동작범위이다. 쇄선은 전동기가 통상의 폐루프속도 제어로 연속된 경우를 나타내고, 회전수(N)가 풍량(Q)의 변화에 대해서 일정하므로, 흡입작업율(Pout)가 작고, 전기청소기로서의 소요 성능을 얻을 수 없다. 이에 대해, 실선은 전동기를 본 실시예의 폐루프속도제어로 운전한 경우를 나타내고, 부하전류(ID1)를 기준으로 부하전류(ID)가 풍량(Q)의 변화에 대해서 감소한 분(ID1-lD)에서 속도보정분(ΔN)을 구하고 있으므로, 회전수가 풍량(Q)의 감소와 함께 제곱으로 증가한다. 이 결과, 흡입작업율(Pout)가 크며 흡입성능이 향상된 전기청소기가 얻어지는 효과가 있다.
제19도 및 제20도는 본원 발명의 다른 실시예의 4를 나타낸다. 이 경우의 속도제어장치는 제17도의 속도제어장치를 사용한다. 제19도에 있어서, 속도지령회로 (180)에서 지령이 마이크로컴퓨터(13)에 입력되면 마이크로컴퓨터 (13)는 지령입력처리를 행하여 속도지령(N*)을 결정하고, 게인(K1)에서 전압지령 (V*)을 출력한다. 이 전압지령(V*)을 전압지령회로(21)의 D/A 변환기에 입력하고, 이 출력과 3각파 발생회로의 출력과를 컴퍼레이터로 비교해서, 그 출력이 베이스드라이버(19)에 입력되고, 브러시레스 직류전동기(9)에 인가되는 전압이 결정된다. 이 결과, 브러시레스 직류전동기 (9)는 속도지령(N*)에 따른 폐루프전압제어로 운전되므로, 이 전동기의 수하(垂下) 특성에 의해 회전수가 청소기의 부하변화(예를들면, 청소기 본체의 필터의 눈막힘과 흡입구가 바닥면에 닿아있을 때의 피청소면의 변화 등)에 따라서 변화하고, 부하가 가벼우면 회전수가 증가하고, 부하가 무거워지면 회전수가 감소한다. 즉, 현재의 전기청소기에 사용되고 있는 교류정류자전동기와 동일 특성이 얻어지고, 전기청소기에 적합한 전동기 제어가 행해지는 효과가 있다.
그리고, 전류검출회로(17)의 출력을 마이크로컴퓨터(13)에 입력하고, 마이크로컴퓨터(13)로 부하전류(ID)를 연산해서 기준치(ID)과의 차(ID1-ID)을 구하고, 게인( K2)로 (ΔV)를 산출하여, 전압지령(V*)과 가산하는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 브러시레스 직류전동기(9)는 부하변화에 대응한 부하전류(ID)의 값에 따라서 전압지령(V*)이 보정되고(바꾸어 말하면 속도지령 N*이 보정된다), 이 새로운 전압지령(V*+V0)에 따라서 개(開)루프 전압제어로 운전되므로, 회전수의 가변 범위가 커져서 직권특성화가 도모되고, 흡입성능이 향상된 전기청소기가 얻어지는 효과가 있다.
제20도는 본원 발명의 속도제어장치이며, 브러시레스 직류전동기를 구동한 전기청소기의 성능곡선을 나타내고, 횡축에 전기 청소기내를 통과하는 풍량(Q)을 취하구 종축에 전기청소기의 흡입성능을 나타내는 흡입작업율(Pout), 전동기의 회전수(N) 및 부하전류(ID)를 나타낸 것으로, 최대동작점에서 최소동작점의 범위가 전기청소기의 동작범위이다. 쇄선은 전동기가 통상의 폐루프 속도제어로 운전된 경우를 나타내고, 회전수(N)가 풍량(Q)의 변화에 대해서 일정하므로, 흡입작업율(Pout)가 작고 전기 청소기로서의 소요 성능이 얻어지지 못한다. 이에 대해 실선은 전동기를 본원 발명의 개루프전압제어로 운전한 경우를 나타내고 회전수가 풍량(Q)의 감소와 함께 증가하므로, 흡입작업율(Pout)가 크며, 전기청소기로서 소요 성능이 얻어진다. 그리고, 일점쇄선은 전동기를 본원 발명의 직권화 제어로 운전한 경우를 나타내고, 부하전류(ID1)를 기준으로 부하전류(ID)가 풍량(Q)의 변화에 대해서 감소된 분(ID1-ID)에서 전압보정분(ΔV)을 구하고 있으므로, 회전수가 풍량(Q)의 감소와 함께 제곱으로 증가한다. 이 결과, 흡입작업율 (Pout)가 더욱 커져서 흡입성능이 향상된 전기청소기가 얻어지는 효과가 있다.
제21도 내지 제23도는 본원 발명의 다른 실시예의 5를 나타낸다. 이 경우의 속도제어장치는 제22도에 나타낸 바와 같고, 제17도의 속도제어장치와는 전압지령회로(21)로 바꾸어서 전류지령(210)으로 한 점이 다르다. 제22도에 있어서, 제17도와 동일부호는 동일 기능을 나타내고 있다.
제21도에 있어서, 속도지령회로(180)에서 지령이 마이크로컴퓨터 (13)에 입력되면 마이크로컴퓨터(13)는 지령입력처리를 행하여 속도지령(N*)을 결정하고, 게인(K11)에서 전류지령(ID *)를 출력한다. 이 전류지령(ID *)를 전류지령회로(210)의 D/A 변환기(210a)에 입력하고 이 출력과 3각파 발생회로(210b)의 출력과를 컴퍼레이 터(210c)로 비교하여, 그 출력이 베이스드라이버 (19)에 입력되고, 브러시레스 직류전동기(9)에 인가되는 전압이 결정된다. 그리고, 전류검출회로(17)의 출력을 마이크로컴퓨터(13)에 입력하고 마이크로컴퓨터(13)로 부하전류(ID)를 연산하여, 전류지령(ID *)와 대조하는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 브러시레스 직류전동기(9)는 항상 전류지령(ID *)대로 되도록 제어된다.
그리고, 자극위치검출회로(12)로부터의 신호를 받아 마이크로컴퓨터(13)로 속도연산처리를 행하고, 기준치(N1)과의 차(N-N1)를 구하고, 게인(K21)로 (ΔID)를 구하고, 전류지령(ID *)와 대조하는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 브러시레스 직류전동기 (9)는 부하변화에 대응한 회전수(N)의 값에 따라서 전류지령(ID *)이 보정되고(바꾸어 말하면 속도지령이 보정된다), 이 새로운 전류지령(ID *-ΔID)에 따라서 폐루프전류제어 (이 제어를 직권화 제어라 한다)로 운전되므로, 회전수의 가변범위가 커진다.
제23도는 본원 발명의 속도제어장치이며, 브러시레스 직류전동기를 구동한 전류 청소기의 성능곡선을 나타내고 횡축에 전기청소기내를 통과하는 바람의 풍량(Q)을 취하고 종축에 전기청소기의 흡입성능을 나타내는 흡입작업율(Pout), 전동기의 회전 수(N) 및 부하전류(ID)를 나타낸 것으로, 최대동작점에서 최소동작점의 범위가 전기청소기의 동작범위이다. 쇄선은 전동기가 통상의 폐루프속도제어로 운전된 경우를 나타내고 회전수(N)이 풍량(Q)의 변화에 대해서 일정하므로, 흡입작업율(Pout)가 작고, 전기청소기로서의 소요 성능을 얻을 수 없다. 이에 대해, 실선은 전동기를 본원 발명의 폐루프전류제어로 운전한 경우를 나타내며, 풍량(Q)가 감소하면 부하토크도 작아지므로, 폐루프전류제어를 행하면 회전수(N)가 풍량(Q)의 감소화 함께 제곱으로 증가하기 때문에 , 흡입작업율(Pout)이 크고, 전기청소기로서의 소요 성능이 얻어진다. 그리고 일점쇄선은 전동기를 본원 발명의 직권화 제어로 운전한 경우를 나타내고, 회전수(N1)을 기준으로 회전수(N)가 풍량(Q)의 변화에 대해서 증가한 분(N-N1)에서 전류보정분(ΔID)를 구하고 전류지령(ID *)와 대조하고 있으므로, 풍량(7)의 변화에 대한 회전수(N)의 상승을 억제할 수 있고, 직권특성화가 도모된다. 이 전류보정분(ΔID)를 임의로 설정하면, 회전수(N)의 변화 범위를 확대할 수 있다. 이 결과, 회전수의 변화범위를 확대하여 흡입작업율(Pout)를 임의로 조정할 수 있고, 또한 흡입성능이 향상된 전기청소기가 얻어지는 효과가 있다.
제24도 내지 제27도는 본원 발명의 다른 실시예의 6을 나타낸다. 이 경우의 속도제어장치는 제17도의 속도제어장치를 사용한다.
제24도는 구동원에 브러시레스 직류전동기를 사용한 전기청소기의 성능곡선을 나타낸 것으로, 횡축에 전기청소기내를 통과하는 풍량(Q)를 취하고, 종축에 전기청소기의 흡입성능을 나타내는 흡입작업율(Pout), 전동기의 회전수(N) 및 전하전류(ID)를 나타낸 것으로, 최대동작점에서 최소동작점의 범위가 전기청소기의 동작범위이다. 그런데, 최대동작점 근방은 흡입구가 피청소면에서 분리된 상태에 상당하고 이때가 최대의 전력을 필요로 한다. 그리고, 최소동작점 근방은 흡입구가 바닥면에 밀착된 상태에 상당하며, 이때가 최소의 전력이 된다.
그런데, 전기청소기의 부하상태는 예를들면 다다미, 융단 등의 바닥면에서는 가벼워지고, 흡입작업율의 최대 근방이 동작점이 된다. 즉 실질직인 동작범위는 흡입작업율이 최대의 점부터 최소동작점까지의 사이이다. 또한 최소동작점 근방에 있어서는 앞에 설명한 바와 같이 흡입구가 바닥면에 밀착된 상태이므로, 청소기로서의 작업은 하지 않고, 반대로 흡입구가 바닥면으로부터 떨어지기 어렵고, 청소하기 까다로운 면이 있었다.
그래서, 본원 발명은 전력의 유효이용을 도모하기 위해, 사용자가 먼지를 흡입하여 청소하고 있을때는 브러시레스 직류전동기를 풀 회전시키고, 그 이외는 파워세이브를 행하는데 있다.
제25도는 파워세이브 기능을 가진 전기청소기의 성능곡선을 나타낸 것으로, 횡축 및 종축은 제24도와 동일하게 나타내고 있으며, 쇄선은 저출력 개루프제어에 의해 파워세이브를 행한 경우, 실선은 고출력 개루프제어에 의해 속도제어를 행한 경우를 나타내고 있다. 즉 브러시레스 직류전동기의 회전수를 인버터 제어장치로 최대동작점(A2)까지 상승시키고, 저출력 개루프로 속도제어를 행한다.
이때, 브러시레스 직류전동기는 파워세이브 상태가 되고, 회전수가 낮으므로 정음화(靜音化)가 도모되고, 또한 전력 절약화를 달성할 수 있다. 다음에 개루프의 속도제어를 행하고 있으므로, 부하조건이 변하면(부하가 가벼워지는 방향) 브러시레스 직류전동기의 부하전류가 작아진다. 부하전류(ID)가 (I2)로 감소했을때, 저출력 개루프제어에 고출력 개루프제어로 전환하여 브러시레스 직류전동기를 풍량에 대하여 실선으로 나타내는 회전수가 변화하는 선상에서 풀 회전시킨다. 한편, 브러시레스 직류전동기의 회전수가 상승하여 (N1)에 달했을때에도 파워세이브상태(저출력 개루프제어)로 전환한다. 이 상태에서는, 이번에는 반대로 부하가 무거워지는 방향으로 부하조건이 변하면, 브러시레스 직류전동기의 부하전류(ID)가 커진다. 부하전류(ID)가 (I1)으로 증가했을때, 재차 고출력 개루프제어로 전환하여, 앞에서와 같이 브러시레스 직류전동기를 풀 회 전시킨다. 그리고, 브러시레스 직류전동기의 회전수가 감소해서 (N2)에 달했을때에, 파워세이브상태(저출력 개루프제어)로 전환하여, 원래의 상태로 돌아간다.
이 결과, 부하상태 검출센서(풍량센서 등)을 사용하지 않고 센서레스로 부하상태를 판단할 수 있고, 사용자가 청소할때만 브러시레스 직류전동기를 풀 회전시키고, 이외는 파워세이브할 수 있으며, 청소대기상태에 있어서 정음화, 전력절약화가 도모되는 효과가 있다.
제26도는 제25도의 성능을 달성하기 위한 제어회로를 블록적으로 나타낸 개략구성도이다. 도면에 있어서, 속도지령회로(15)에서 지령이 마이크로컴퓨터(13)에 입력되면, 마이크로컴퓨터(13)는 지령 입력처리를 행하고, 게인(K12) (저출력 개루프제어시의 게인)을 최초로 선택하고, 전압출력데이터를 전압지령회로(21)의 D/A 변환기에 입력하고 이 출력과 3각파 발생회로의 출력과를 컴퍼레이터로 비교하여, 그 출력이 베이스드라이버(19)에 입력되고, 브러시레스 직류전동기(9)에 인가되는 전압(또는 전류)가 결정되고, 브러시레스 직류전동기는 파워세이브 상태가 된다.
다음에, 마이크로컴퓨터(13)는 자극위치검출회로(12)로부터의 신호를 받아서 속도연산처리, 전류검출회로(17)의 신호를 받아서 전류연산처리를 행하고, 그 양자의 결과에서 전환판정을 행하여, 청소상태로 들어가면 게인(K12)을 게인(K22)(고출력 개루프제어시의 게인으로 K1<K2)로 전환하여, 브러시레스 직류전동기를 풀회전시킨 다.
제27도는 본 실시예에 있어서의 마이크로컴퓨터의 처리동작의 순서를 나타낸 것이다.
즉, 기동대기의 상태를 반복하고, 기동지령이 들어가면, 브러시레스 직류전동기를 소정의 회전수(최대동작점의 회전수)까지 기동하고, 저출력 개루프제어로 들어가서 파워세이브 상태가 된다. 그리고, 이 부하전류(ID)가 ID<I1, ID＞I2의 관계이면, 저출력 개루프제어를 계속한다. 다음에, 부하전류(ID)가 I1<ID<I2의 관계가 되면 고출력 개루프제어로 들어가서 브러시레스 직류전동기가 풀 회전하여, 회전수(N)가 N1<N<N2의 관계에 있으면, 고출력 개루프제어를 계속한다. 그리고, 회전수(N)가 N＞N1, N＞N2의 관계가 되면, 저출력 개루프제어로 들어가서 파워세이브 상태가 된다.
따라서, 상기 다른 실시예의 6에 의하면, 사용자가 먼지를 흡입하여 청소하고 있을때는 브러시레스 직류전동기를 풀 회전시키고, 그 이외의 청소대기상태에서는 파워세이브 운전으로 하므로써 정음화, 전력절약화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
제28도 내지 제30도는 본원 발명의 다른 실시예의 7을 나타낸다. 이 경우의 속도제어장치는 제17도의 속도제어 장치를 사용한다.
제28도는 구동원으로 브러시레스 직류전동기를 사용한 전기청소기의 성능곡선을 나타낸 것으로, 횡축에 전기청소기내를 통과하는 바람의 풍량(Q)을 취하고, 종축에 전기청소기의 흡입성능을 나타내는 흡입작업율(Pout), 전동기의 회전수(N) 및 부하전류(ID)로 나타낸 것으로, 최대동작점에서 최소동작점의 범위가 전기청소기의 동작범위이다. 그러나, 필터의 눈막힘에 대한 동작점은 눈막힘량에 따라서 풍량(Q)이 감소하기 때문에, 최대동작점에서 최소동작점으로 이행한다. 이로써, 눈막힘량이 많아질수록 (Pmax)를 경계로 해서 흡입작업율(Pout)가 작아지고, 전기청소기로서의 성능이 부족하다. 그리고, 눈막힘 또는 흡기경로내에 이물이 막히는 등의 흡기경로내에서의 밀봉도가 높아지면 필요 이상으로 회전수가 커지고 전동기의 기계강도 및 베어링의 수명상에서 문제가 된다. 그래서 본원 발명은 브러시레스 전동기의 부하전류를 검출하고, 그 전류의 크기에서 운전상태를 판단하고, 특히 부하전류가 어떤 소정치 이하가 되면 회전수를 일정하게 제어하고, 과회전을 방지하는데 있다.
제29도는 운전상태에 대한 부하전류의 변화를 나타낸 것으로 제3도에 나타낸 풍량(Q)이 큰 (A1)점의 경우는 눈이 막히지 않은 경우를 나타내고, 쇄선으로 나타낸 최소전류설정치(IDS)와의 차가 크다. 이에 대해 풍량(Q)이 작은 (B1)점의 경우는 눈막힘 또는 흡기경로내에 이물을 흡입하여 밀봉도가 올라간 상태를 나타내고, 쇄선으로 나타낸 최소전류설정치(IDS)보다 전류변화의 최소치(ID2)가 작아지므로, 이 값으로 흡입경로 또는 필터에 의한 눈막힘을 센서가 없이도 정확하게 판단할 수 있다.
제30도는 본원 발명의 브러시레스 직류전동기를 구동하는 제어회로를 블록적으로 나타낸 개략 구성도이다. 또한, 속도제어계는 일례로서 개루프 전압제어계로 나타낸다. 도면에 있어서, 속도지령회로(180)에서 지령이 마이크로컴퓨터(13)에 입력되면, 마이크로컴퓨터(13)는 지령입력처리를 행하여 속도지령(N*)을 출력하고, 게인(K13)을 최초로 선택하여 전압출력데이터(V*)를 전압지령회로(21)의 D/A 변환기에 입력하고 이 출력과 3각파 발생회로의 출력을 컴퍼레이터로 비교하고, 그 출력이 베이스드라이버(19)에 입력되어, 브러시레스 직류전동기(9)에 인가되는 전압이 결정되어 , 이 전동기가 기준의 전압으로 구동된다.
다음에 마이크로컴퓨터(13)는 부하전류검출회로(12)에서 신호(12S)를 받아서 전류비교처리를 행하고, 전환판정처리부에 있어서 부하전류(ID)가 최소전류설정치 (IDS)보다 작은가 큰가를 판단하여, 부하전류(ID)가 최소전류설정치(IDS)보다 작으면 흡기경로를 밀봉하는 이물(손수건, 나이론 시트 등)이 들어감으로써 눈이 막힌 상태라고 판단하고, 게인(K23)에 의해 전압보정부(ΔV)를 감산하여 브러시레스 직류전동기의 전압지령을 보정하므로(바꾸어 말하면, 속도지령이 보정된다), 전동기 회전수를 필요 이상으로 증가시키는 일없이 과회전을 방지할 수 있는 효과가 있다.
제31도 내지 제37도는 본원 발명의 다른 실시예의 8을 나타내며, 또한 제38도는 본원 발명의 다른 실시예의 9를 나타내고, 양 다른 실시예도 전기청소기를 저전압계통 및 고전압계통의 어느 것이나 교류전원이라도 사용할 수 있는 전동기의 운전장치이다.
제31도는 브러시레스 직류전동기의 속도제어의 블록도를 나타낸 것이다. 교류전원(101)의 교류전압(116)은 정류회로(102), 역률 개선용 승압초퍼회로(103)을 통해서 직류전압(Ed)로 변환시켜 인버터(174)에 직류전력을 공급하고, 이 인버터(104)에 의해 브러시레스 직류전동기(105)의 권선(105a)를 구동한다.
브러시레스 직류전동기(105)의 속도를 제어하는 제어회로는 마이크로컴퓨터 (106), 브러시레스 직류전동기(105)의 회전자(105b)의 자극위치를 전동기단자전압(10 7)에서 검출하기 위한 위치검출회로(108), 인버터(104)를 구성하는 트랜지스터(Q1)-(Q6)에 대한 인버터제어부(109), 전원전류(110)의 파형과 크기를 참조 하면서 승압초퍼회로(103)을 제어하는 직류전압제어부(111), 교류전원(101)의 전압계통이 저전압계통에서 고전압계통인가를 판정하기 위한 직류전압비교부(125), 인버터 (104)에 흐르는 직류전류(Id)를 검출하는 직류전원검출부(126)에서 이루어지는 것이다.
상기 마이크로컴퓨터(106)는 브러시레스 직류전동기(105)로 구동하는데 필요한 각종 프로그램을 가지며, 예를들면 속도제어처리, 상기 위치검출회로(108)에서의 위치검출신호(112), 속도지령신호(113), 직류전압비교신호(130) 및 검출직류전류(12 3)을 입력하는 처리, 인버터드라이브신호(114)나 상기 직류전압제어부(111)로의 전류지령신호(115) 및 상기 인버터제어부(109)로의 전압신호(124)를 출력하는 처리를 실행하는 구성으로 이루어져 있다.
상기 역률 개선용 승압초퍼회로(103)은 리액터(103a), 트랜지스터(Q1), 다이오드(103b) 및 평활콘덴서(103c)로 구성되며, 이 트랜지스터(Q7)에 대한 드라이브신호가 상기 직류전압제어부(111)로서 작성되며, 트랜지스터(Q7)의 온시간 및 오프시간이 변하는 것에 의해 전원전압(110)의 순간순간의 크기가 변하는 구성으로 되어 있다.
제32도는 전원전압(116)과 전원전류(110)의 관계를 나타낸 것으로, 상기 직류전압제어부(111)로 제어되는 역률 개선용 승압초퍼회로(103)에 의해 전원전류(110)의 파형을 전원전압(116)과 동위상의 정현파(正弦波)로 함과 동시에, 그 크기인 실효치를 상기 마이크로컴퓨터(106)에서 출력되는 전류지령신호(115)에 따라서 제어하는 것으로 전원역률은 약 1.0으로 되어 있다.
상기 전원전류제어부(111)는 정류회로(102)의 출력전압에서 전원전압(116)에 동기한 전파(全波) 정류파형으로 되는 전압신호(117)를 작성하는 전원전압검출회로 (111a), 이 전압신호(117)와, 디지탈신호인 상기 전류지령신호(115)와를 맞추고, 아나로그신호인 동기전류지령신호(118)를 작성하는 승산부 D/A변환기(111b), 전원전류(110)의 전파정류파형을 저항(R10)으로서 전압으로 변환해서 검출하여 증폭하는 전원전류증폭기(111c), 이 전원전류증폭기(111c)의 출력인 검출전원전류신호(119)와 상기 동기전류지령신호(118)를 비교하고 그 차이 전압을 영으로 되도록 동작하는 전류제어증폭기(111d), 이 전류제어증폭기(111d)의 출력인 오차신호(120)와 3각파 발진기(111e)의 출력인 3각파 신호(121)를 비교하여 상기 트랜지스터(Q7)에 대한 초퍼신호(122)를 작성하는 컴퍼레이터(111f) 및 상기 트랜지스터(Q7)에 대한 초퍼용 드라이버 (111g)로 구성되어 있다.
인버터제어부(109)는 마이크로컴퓨터(106)에서 출력되는 디지탈 형식의 전압제어신호(124)를 아나로그신호로 변환하는 D/A 변환기(109d), 이 D/A변환기(109d)의 출력인 전압신호(127)과 3각파 발진기(109c)의 출력인 3각파 신호(128)를 비교하여 상기 인버터 (104)에 대한 초퍼신호(129)를 작성하는 컴퍼레이터(109b) 및 인버터 (104)에 대한 인버터용 드라이버(109a)로 구성되어 있다.
직류전류검출부(12b)는 직류전류(Id)를 저항(R20)으로서 전압으로 변환하여 검출하고, 증폭하고 직류전류 증폭기(126a), 이 직류전류증폭기(126a)의 출력을 디지탈신호로 변환하는 A/D 변환기(126b)로 구성되어 있다.
직류전압비교부(125)는 직류설정전압(Edc)을 증폭하는 설정전압증폭기(12 5a), 이 설정전압증폭기(125a)의 출력과 저항(R30), (R40)으로 검출한 직류전압(Ed)를 비교하는 컴퍼레이터(125b)로 구성되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 교류전원(101)이 저전압계통의 경우와 고전압계통의 경우에서 다른 제어법을 사용하는 이유 및 그 전환수법을 다음에 설명한다.
브러시레스 직류전동기(105)는 인버터(40)의 출력전압이 변하는 것에 의해 속도제어를 행하지만, 그 방법으로서 역률 개선용 승압초퍼회로(103)에 의해 직류전 압(Ed)을 변화시키는 방법과 인버터(104)에 의한 PWM 제어로 브러시레스 직류전동기 (105)로의 인가전압을 변화시키는 방법이 있다. 전자의 방법에 있어서는 역률 개선용 승압초퍼회로(103)를 사용하므로, 직류전압(Ed)을 교류전원(100)의 전원전압(116)의 파고치(波高値)보다 낮을 경우에는 전원전압(116)의 파고치의 부근에서 역률 개선용 승압초퍼회로(103)는 오프인채 동작하지 않고 전원전류(110)를 정현파로 제어할 수 없게 된다. 이와 같은 영역에서 속도제어를 행할 때는 후자의 방법인 인버터(104)에 의해 PWM 제어를 행할 필요가 있다.
또 저전압계통과 고전압계통에 대해서 같은 제어법을 사용하면, 전동기(105)로의 인가전압이 한배 반 정도나 변화하게 되고, 동일 특성을 얻기 위해서는 인가전압이 다른 2종류의 전동기(105)를 필요로 한다. 그래서 다음에 설명하는 방법으로 저전압계통과 고전압계통에서는 다른 제어법을 사용한다.
제33도는 브러시레스 직류전동기(105)의 기동전의 콘텐서 충전전압(Ed)을 나타낸 것으로, 콘덴서전압(Ed)는 저전압계통일때는 (Ed1), 고전압계통일때는 (Ed2)로 유지된다. 직류전압비교부(125)의 설정전압(Edc)를 (Ed1)보다 크게, (Ed2)보다 작은 값으로 설정하면, 컴퍼레이터(125b)의 출력신호(130)가 저전압계통일때는 고레벨, 고전압계통일때애는 저레벨로 변화한다.
제34도는 마이크로컴퓨터(106)의 처리내용을 나타낸 것으로, 콘덴서(103c)의 초기충전전압(Ed)의 저전압계통에 의한 것인지 고전압계통에 의한 것인지를 직류전압비교부(125)의 출력신호(130)를 입력하여 판단하고, 저전압계통일때에는 인버터(104)를 120도 통전으로 고정한 제어로 하고, 역률 개선용 승압초퍼회로(103)에서 출력하는 직류전압(Ed)을 가변하여 전동기(105)의 속도제어를 행한다. 고전압계통일때는 역률개선용 승압초퍼회로(103)에서 출력하는 통류전압(Ed)를 일정 제어로 하고, 인버터(104)를 120도 통전 +PWM 제어하여 전동기(5)의 속도제어를 행한다.
구체적으로 예를들면, 저전압계통일때는 제35도에 나타낸 바와 같이, 속도지령신호(N1)-(N2 *)에 따라서 승압초퍼회로(103)로 직류전압(Ed)을 (EO)-(Edm)(최대치)로 변화시킨다.
제36a, b도는 전동기(5)의 선간전압(線間電壓)의 1상분을 나타낸 것으로, 인버터(104)를 120도 통전으로 고정한 제어로 하고 있으므로, 전동기(105)의 인가전압은 승압초퍼회로(103)로 좌우되고 승압초퍼회로(103)에 의해 전동기(105)의 속도제어가 행하여진다.
고전압계통일때에는 제37a,b도에 나타낸 바와 같이 승압초퍼회로(103)를 직류전압(Ed)가 (Edm)(저전압계통일때의 최대전압) 일정하게 되도록 제어하고, 인버터 (104)를 120도 통전 +PWM 제어로 하고 있으므로, 평균전압(E1)이 PWM 제어로 변화하고, 인버터(104)에 의해 전동기(105)의 속도제어가 행하여진다.
이것에 의해, 브러시레스 직류전동기(105)에 인가되는 전압은 교류전원(10 1)이 저전압계통 또는 고전압계통일지라도 같게 되고, 전원전압(116)에 관계없이 한종류의 브러시레스 직류전동기(105)를 사용할 수 있다.
제38도의 운전장치는 제31도와는 교류전원전압(116)이 저전압계통인지 또는 고전압계통인지의 판단을 정류회로(102)의 출력전압에 의거하여 행하고 있는 점에서 다르고, 직류전압비교부(125)의 출력신호(130)가 펄스파형으로 되기 위하여 래치회로(125c)를 설치하고, 그 출력을 마이크로컴퓨터(106)에 입력하는 구성으로 이루어져 있다. 이 본원 구성에 의하면, 언제라도 이 출력신호를 입력하여 전원전압(Ed)이 저전압계통인가 고전압계통인가를 판단할 수 있다.

Claims (27)

  1. 먼지를 포집하는 필터와, 청소기에 흡인력을 부여하는 가변속의 팬모터를 구비한 전기청소기의 운전방법에 있어서, 청소중 상기 팬모터의 회전속도를 짧은 주기로 차례로 검출하고, 소정 길이의 샘플링시간 내에서의 상기 검출된 회전속도의 변화에 의한 변동모드로부터, 청소면 또는 청소대상물을 추정하며, 이어서 추정된 상기 청소면 등에 적합한 회전수로 하기 위해서, 상기 팬모터의 입력을 자동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법.
  2. 제1항에 있어서, 청소면 또는 청소대상물의 추정은 미리 기억된 복수의 변동모드에 실제의 속도변동모드를 비교하고, 실제의 속도변동모드에 일치 또는 근사하게 기억된 상기 동작모드의 하나를 선택하므로써 행하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법.
  3. 제2항에 있어서, 필터의 눈이 막힌 상태의 검출은 미리 결정된 값과 실제의 운전시의 회전수의 값과를 비교하여 추정하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 청소면이나 청소대상물의 추정 또는 필터의 눈이 막힌 상태의 추정은 어느 것이나 회전수의 값 및 회전수의 변동에 의거하여 행하여지도록 한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법.
  5. 제1항에 있어서, 팬모터는 브러시레스모터로 구동되는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법.
  6. 제1항에 있어서, 속도검출을 위한 원신호는 브러시레스모터의 자극(磁極)위치검출기에 의하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법.
  7. 먼지를 포집하는 필터와, 청소기에 흡인력을 부여하는 가변속의 팬모터를 구비한 전기청소기의 운전방법에 있어서, 청소중 상기 팬모터의 회전속도를 짧은 주기로 연속적으로 검출하고, 소정 길이의 샘플링기간 내에서의 회전수의 변화에 의거하여 청소면 또는 청소대상물을 추정하며, 추정된 청소면에 맞는 함수테이블에 따라서 팬모터의 입력을 제어하는 동시에, 이 선택된 함수테이블은 상기 필터의 눈이 막힌 상태에 따라서 보정하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법.
  8. 먼지를 포집하는 필터와, 청소기에 흡인력을 부여하는 팬모터를 구비한 전기청소기의 운전방법에 있어서, 이 전기청소기는 팬모터의 실제의 회전속도를 검출하고, 검출된 회전속도의 값에 의거하여, 청소면이나 청소대상물 및 필터의 눈이 막힌 상태에 따라서 상기 팬모터에 속도지령을 부여하며, 이 속도지령은 다음의 처리공정에 의하여 구하여지는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전방법. 처리 I…회전수(N)를 연산으로 구한다. 처리 Ⅱ…샘플링시간 내에서의 최대회전수(Nmax)와 최소회전수(Nmin)을 구한다. 처리 Ⅲ…(Nmax)와 (Nmin)으로부터 청소면의 추정과 필터의 눈막힘도를 구한다. 처리 Ⅳ…복수의 함수테이블로부터 하나의 함수를 선택하고, 이 함수테이블에 의하여 속도지령(N*)을 출력한다.
  9. 제8항에 있어서, 속도지령은 전압지령(V*) 또는 전류지령인 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전 방법.
  10. 먼지를 포집하는 필터와, 청소기에 흡인력을 부여하는 팬모터와를 구비한 전기청소기의 운전방법에 있어서, 팬모터에 전력을 부여하는 회로와, 팬모터의 실제의 회전수를 검출하는 회로와, 상기 팬모터에 부여하는 전력을 제어하는 베이스드라이버를 구비하고, 상기 회전수를 검출하는 회로에서 얻어진 회전수의 값을 마이크로컴퓨터로 입력하며, 마이크로컴퓨터에서는 이것에 미리 기억된 속도지령의 패턴과 상기에서 입력된 회전수의 값과를 비교하고, 이 비교치에 의거하여 상기 베이스드라이버에 새로운 속도지령을 부여하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  11. 제10항에 있어서, 속도지령의 패턴은 마이크로컴퓨터의 ROM에 복수의 청소면에 적합한 복수이 함수테이블이며, 상기 실제로 검출된 회전수의 값 및 변동에 의거하여 상기의 하나의 함수테이블을 선택하고, 선택된 함수테이블로부터 상기 속도지령을 얻도록 구성한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  12. 제10항에 있어서, 속도검출회로는 모터의 자극위치를 검출하는 자극위치 검출회로인 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  13. 제11항에 있어서, 선택된 함수테이블은 눈이 막힌 상태에 따라서 보정되는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  14. 구동원으로 브러시레스 직류전동기와, 이 브러시레스 직류전동기를 구동하는 인버터 제어장치로 이루어진 속도제어장치를 사용한 전기청소기의 운전장치에 있어서, 상기 인버터 제어장치의 제어회로를 마이크로컴퓨터, 전류검출회로, 자극위치 검출회로 및 속도지령회로로 구성하는 동시에, 이 마이크로컴퓨터로 상기 브러시레스 직류전동기의 부하전류와 회전수에서 청소기의 부하상태를 연산하고, 그 결과에 의거하여 이브러시레스 직류전동기가 직권(直卷)특성으로 되도록, 이 브러시레스 직류전동기에 가하는 전압 또는 전류를 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 브러시레스 직류전동기를 상기 마이크로컴퓨터에 의해서 기동모드와 직권화(直卷化) 제어모드로 나누어서 속도제어하도록 한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  16. 구동원으로 브러시레스 직류전동기와, 이것을 구동하는 인버터 제어장치로 이루어진 속도제어장치를 사용한 전기청소기의 운전장치에 있어서, 상기 인버터 제어장치의 제어회로로 마이크로컴퓨터, 전류검출회로, 자극위치 검출회로 및 속도지령회로로 구성하고, 속도지령회로의 속도지령에 의거하여 상기 전동기를 폐(閉)루프 속도제어하는 동시에 속도지령을 상기 전동기의 부하전류에 따라서 보정한 것을 특징으로 하는 전기 청소기의 운전 장치.
  17. 구동원의 브러시레스 직류전동기와 인버터 제어장치로 이루어진 속도제어장치를 사용한 전기청소기의 운전장치에 있어서, 상기 인버터 제어장치의 제어회로를 마이크로컴퓨터, 전류검출회로, 자극이치 검출회로 및 속도지령회로로 구성하고, 속도지령회로의 속도지령에 의거하여 상기 전동기를 개(開)루프전압 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 속도지령을 상기 전동기의 부하전류에 따라서 보정한 것을 특징으로 하는 전기 청소기의 운전장치.
  19. 구동원으로 브러시레스 전동기와 이것을 구동하는 인버터 속도제어장치를 사용한 전기청소기의 운전장치에 있어서, 상기 인버터 속도제어장치는 마이크로컴퓨터, 전류검출회로, 자극위치 검출회로 및 속도지령회로로 구성하고 속도지령회로의 속도지령에 의거하여 상기 브러시레스 전동기률 폐루프 제어하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  20. 제19항에 있어서. 상기 브러시레스 전동기를 실제의 회전수에 따라서 직권화 제어하도륵 구성한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  21. 구동원으로 브러시레스 직류전동기와 인버터 제어장치로 이루어진 속도제어장치를 사용한 전기청소기의 운전장치에 있어서. 상기 인버터 제어장칙의 제어회로를 마이크로컴퓨터, 전류검출회로, 자극위치 검출 회로 및 속도지령회로로 구성하는 동시에, 이 마이크로컴퓨터로 상기 브러시레스 직류전동기의 부하전류와 회전수로부터 청소기회 부하상태를 연산하고, 그 결과에 의거하여 이 브러시레스 직류전동기의 중부하(重負荷) 및 경부하(輕負荷)시의 최소한 한쪽을 파워세이브 하도록, 이 브러시레스 직률전동기에 가하는 전압 또는 전류를 제어하도륵 구성한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 파워세이브하는 수단으로서, 속도제어를 최소한 2개의 게루프 제어로 하고, 저출력 개루프 제어를 파워세이브로 하며, 이때의 브러시레스 직류전동기의 부하전류치에 의해서 고출력 개루프 제어로 전환하고, 고출력 개루프 제어시의 브러시레스 직류전동기의 회전수치에 의해서 저출력 개루프제어로 전환하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  23. 구동원으로 전동기와 이것을 가변속화 하는 속도제어장치를 사용한 전기청소기의 운전장치에 있어서, 상기 속도제어장치의 제어회로를 마이크로컴퓨터, 전류검출회로 및 속도지령회로 구성하고, 이 마이크로컴퓨터로 상기 전동기의 속도제어를 행하는 동시에, 청소상태에 있어서의 이 전동기의 부하전류를 검출하고 이 검출전류치와 미리 설정해 놓은 최소전류설정치로 비교처리를 행하여, 검출전류쪽이 작은 경우에는 속도 지령을 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  24. 제23항에 있어서, 부하전류가 최소성정전류 이하로 되는 시점의 회전수를 유지하도록 속도지령을 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  25. 제23항에 있어서, 상기 전동기가 브러시레스 직류전동기인 동시에, 상기 속도제어장치가 인버터 제어장치인 것을 특징으로 하는 전기청소기의 운전장치.
  26. 교류전원전압을 정류하여 얻어지는 전압을 승압하는 승압초퍼회로와, 이 승압초퍼회로의 출력전압을 통전각 제어하여 전동기에 인가하는 전력변환회로와, 상기 승압초퍼회로와 전력변환회로를 제어하는 제어회로와를 구비한 전동기의 운전장치에 있어서, 상기 제어회로에 교류전원전압의 크기를 검출하는 전원전압 검출회로와, 교류전원전압인 저전압계통인 경우에는 상기 전력변환회로의 통전각을 소정치로 유지한 상태에서 상기 승압초퍼회로의 출력전압을 변동하여 전동기를 속도제어하고 교류전원전압이 고전압계통인 경우에는 상기 승압초퍼회로의 출력전압을 소정치로 유지한 상태에서 상기 전력변환회로의 통전각을 변동하여 전동기를 속도제어하는 속도제어회로를 설치한 것을 특징으로 하는 전동기의 운전장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 속도제어회로는 교류전원전압이 저전압계통인 경우에 있어서의 전력변환회로의 소정의 통전각을 최대치로 하고, 교류전원전압이 고전압계통인 경우에 있어서의 승압초퍼회로의 출력전압을 저전압계통인 경우의 최대출력전압과 같은 값으로 하는 것을 특징으로 하는 전동기의 운전장치.
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