马达控制设备以及使用它的电器制造技术

本发明专利技术涉及马达控制设备以及使用它的电器，其中马达控制设备的微处理器在预定的采样周期上从过零检测部分采集过零检测信号并从电流检测部分采集负载电流。处理器获得每个采样周期的负载电流瞬时值并从正弦函数值表中获得对应的正弦函数值以计算负载电流瞬时值的补偿值。处理器也通过累加该补偿值采样的预定的次数计算负载电流补偿总值并将负载电流补偿总值与负载电流参考值进行比较以获得它们的差值。响应该差值，确定给开关元件的触发信号的输出定时的延迟时间的指令值被改变以使马达的功耗降低到规定的范围之内。

【技术实现步骤摘要】
马达控制设备以及使用它的电器
一般地本专利技术涉及一种马达控制设备，具体的说，涉及一种控制AC(交流)驱动型马达的操作的设备和具有这种马达控制设备的电器。
技术介绍
在AC驱动型马达中，它的功率控制一般基于流经马达的负载电流值实施。然而，由于马达的绕组的电感性，在电压和电流之间可能产生相位差。此外，绕组的阻抗也分别在马达中变化。即使流经各自马达的负载电流相同，仍然可以观察到由于上文所述的相位差引起的在马达中的功耗的变化。因此，即使将规定的相同电压应用到相应的马达中仍然需要调节马达功耗的变化。一般采取的调节这种功耗的方法是通过公知的方法检测电流和电压并基于所检测的电流和电压调节功耗中的变化。根据这种方法，因为电流和电压的检测是不可避免的，因此电路结构较复杂。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是，即使在马达中的绕组的阻抗变化时，通过使用简化的马达控制电路结构，仍然能够有效地降低马达的功耗的变化。为实现上述的目的，提供一种控制交流驱动型马达的操作的马达控制设备包括：通过触发信号启动的开关元件；被构造成检测施加到马达上的交流电源电压的过零点的过零检测部分；被构造成检测流经马达的负载电流的电流检测部分；和-->与过零检测部分和电流检测部分关联的控制部分，其被构造成将触发信号输送给开关元件，该控制部分包括，通过在预定的采样周期采样由电流检测部分检测的负载电流获得负载电流瞬时值的第一装置，响应负载电流的预定采样周期输出正弦函数值的函数值输出装置，总值计算装置，基于来自第一装置的负载电流瞬时值和来自函数值输出装置的正弦函数值获得负载电流瞬时值的补偿值，以通过累加该补偿值采样的次数计算负载电流补偿总值，和定时确定装置，通过将负载电流补偿总值与负载电流参考值进行比较获得一差值，以响应该差值确定给开关元件的触发信号的输出定时以使马达的功耗落在预定的范围内。附图说明结合附图，通过下文对本专利技术的当前优选的实例性实施例的详细描述将会清楚且更加容易理解本专利技术的这些和其它目的和优点：附图1所示为根据本专利技术的第一实施例的马达的控制设备的电路结构的方块图；附图2所示为在附图1中的相应的部分的电压波形、电流波形和信号波形的视图；附图3所示为在第一实施例中使用的正弦函数值表的视图；附图4所示为在附图1中所示的控制部分的方块图；附图5所示为通过第一实施例的微处理器执行的主程序的流程图；附图6所示为通过第一实施例的微处理器执行的电流检测程序的流程图；附图7所示为通过第一实施例的微处理器执行的触发信号输出程序的流程图；附图8所示为通过第一实施例的微处理器执行的过零程序的流程-->图；附图9所示为在附图6中所示的电路检测程序的改进的流程图；附图10所示为根据本专利技术的第二实施例的电真空吸尘器的透视图；附图11所示为在附图10中所示的真空吸尘器的操作的过程中在电功率设定值和电阈值的变化被设定为参数时在电鼓风机的进气气流量和总功率值之间的关系的曲线图；附图12所示为在第二实施例中使用的数据表的视图；附图13所示为在第二实施例中的微处理器的过零程序的流程图；和附图14所示为在第二实施例中的过零程序的改进的流程图。具体实施方式现在参考附图更详细的描述本专利技术。然而，相同的标号应用于附图中类似的元件，因此，不再重复对它们的详细描述。(第一实施例)参考附图1描述第一实施例。附图1所示为马达控制设备100。开关元件1例如双向三端可控硅(下文称为TRIAC)、电流检测部分3、电流熔丝和AC驱动型马达7都与商用AC电源9串联连接。TRIAC1以触发信号启动，并且可以通过也以触发信号驱动的其它的元件替换。马达7是一种通用型马达，它包括具有整流器的电枢7a和场绕组7b，7c。电流检测部分3包括例如用于检测通过马达7的负载电流的电流互感器或分流电阻。施加到马达7上的AC电压的过零点通过过零检测部分11检测。从附图1中可以看出，控制部分13包括微处理器15、存储器17和I/O端口19。I/O端口19配备有A/D转换功能。在存储器17中，在功能上操作微处理器15的控制程序和包括通过微处理器15实施操作所需的几种常数的数据都被事先存储。存储器17包括临时地存储来-->自微处理器15的数据的数据区和用于微处理器15的工作区。通过电流检测部分3检测的检测电流在通过全波整流器21进行全波整流之后馈送给I/O端口19。然后，在I/O端口19采集到检测电流时，通过I/O端口19的A/D功能将经全波整流的检测电流从模拟值转换为数字值。通过过零检测部分11检测的过零检测信号也输入到I/O端口19。参考电压源23和操作部分25也提供给马达控制设备100。来自参考电压源23的A/D参考电压和来自操作部分25的指令信号分别输入给I/O端口19。因此，检测电流、过零检测信号、参考电压和指令信号分别输入给控制部分13，然后控制部分13将触发信号输出给TRIAC1的控制极。在马达控制设备100中，在以如附图2的(c)中所示的定时将来自商用AC电源9的具有如附图2的(a)中所示的波形的电源电压施加到TRIAC1上并将来自控制部分13的触发信号施加到TRIAC1的控制极上时，以触发信号实施TRIAC1直到电源电压的极性反向并且在附图2的(d)中所示的电压施加在马达7的端子之间。这时，在附图2的(b)中所示的过零检测信号输入到控制部分13的I/O端口19中。通过电流检测部分3检测的并通过全波整流器21全波整流的负载电流检测波形在附图2的(e)中示出。导电角φ(％)通过下式计算：φ＝{(Tv/2)-t}/(Tv/2)×100      ……(1)其中Tv(sec)是电源电压的周期，t(sec)是在电源电压接近过零点之后直到输出触发信号的时间。下文中，将时间t(sec)称为延迟时间。参考附图4描述通过控制部分13实施的每种功能。控制部分13包括用于负载电流的瞬时值采集部分31、函数值输出部分33、总值计算部分35和定时确定部分37。瞬时值采集部分31采集在预定的采样周期中通过电流检测部分3检测的负载电流瞬时值In，并将该负载电流瞬时值In输出给总值计算部分35。函数值输出部分33根据采集负-->载电流瞬时值In的次数采集的正弦函数值An，并将该正弦函数值An输出给总值计算部分35。总值计算部分35通过将负载电流瞬时值In乘以正弦函数值An来计算用于负载电流瞬时值In的补偿值Jn。总值计算部分35通过累加补偿值Jn等于采样负载电流瞬时值In的次数的次数进一步计算负载电流补偿总值Jsum，并将该负载电流补偿总值Jsum输出给定时确定部分37。定时确定部分37比较负载电流补偿总值Jsum和预定的负载电流参考值Jg以获得它们之间的差值。定时确定部分37基于该差值进一步计算用于延迟时间的指令值Ts并根据指令值Ts输出触发信号。如附图5所示，控制部分13根据事先存储在存储器17中的控制程序实施主程序。在步骤S1中，执行初始化过程。在步骤S2中，在检测来自操作部分25的指令信号时，采用是-路径并在步骤S3中设定负载电流参考值Jg。否则，采用否-路径并重复步骤S2。在步骤S4中，将指令值Ts设定为值(2×Tv/5)，并将延迟时间的初始设定值例如设定到Tf(Ts＞Tf)。因此，通过公式(1)计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制交流驱动型马达的操作的马达控制设备，包括：通过触发信号启动的开关元件；被构造成检测施加到马达上的交流电源电压的过零点的过零检测部分；被构造成检测流经马达的负载电流的电流检测部分；和与过零检测部分和电流 检测部分关联的控制部分，其被构造成将触发信号输送给开关元件，该控制部分包括，通过在预定的采样周期采样由电流检测部分检测的负载电流获得负载电流瞬时值的第一装置，响应负载电流的预定采样周期输出正弦函数值的函数值输出装置， 总值计算装置，基于来自第一装置的负载电流瞬时值和来自函数值输出装置的正弦函数值获得负载电流瞬时值的补偿值，以通过累加该补偿值采样的次数计算负载电流补偿总值，和定时确定装置，用于通过将负载电流补偿总值与负载电流参考值进行比较获得一差值 ，以响应该差值确定给开关元件的触发信号的输出定时以使马达的功耗落在预定的范围内。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-17 2004-1466541.一种控制交流驱动型马达的操作的马达控制设备，包括：通过触发信号启动的开关元件；被构造成检测施加到马达上的交流电源电压的过零点的过零检测部分；被构造成检测流经马达的负载电流的电流检测部分；和与过零检测部分和电流检测部分关联的控制部分，其被构造成将触发信号输送给开关元件，该控制部分包括，通过在预定的采样周期采样由电流检测部分检测的负载电流获得负载电流瞬时值的第一装置，响应负载电流的预定采样周期输出正弦函数值的函数值输出装置，总值计算装置，基于来自第一装置的负载电流瞬时值和来自函数值输出装置的正弦函数值获得负载电流瞬时值的补偿值，以通过累加该补偿值采样的次数计算负载电流补偿总值，和定时确定装置，用于通过将负载电流补偿总值与负载电流参考值进行比较获得一差值，以响应该差值确定给开关元件的触发信号的输出定时以使马达的功耗落在预定的范围内。2.根据权利要求1所述的设备，其中该总值计算装置将触发信号首先输出给马达，然后计算负载电流瞬时值的补偿值。3.根据权利要求1所述的设备，其中该总值计算装置在施加到马达上的交流电源电压的至少每半个周期上计算负载电流补偿总值。4.根据权利要求1所述的设备，其中控制部分包括具有正弦函数值的正弦函数值表，该正弦函数值的数量等于在比给马达的交流电源电压的周期更短的周期和比交流电源电压的1/4周期更长的周期之间的负载电流的采样次数，以及函数值输出装置响应负...

【专利技术属性】
技术研发人员：栉田博之，樱井修，石泽明弘，
申请(专利权)人：东芝泰格有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]