(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧の時間当り変化率が一定値以上である場合、電源遮断と判断する請求項1に記載のSRMの検知エラー防止装置。
前記整流部は、外部の交流電源から交流電圧を受けて直流電圧に変換し、インバーターを介して前記SRMに前記直流電圧を供給する請求項1に記載のSRMの検知エラー防止装置。
前記(B)段階で、前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧の時間当り変化率が一定値以上である場合、電源遮断と判断する請求項10に記載のSRMの検知エラー防止方法。
前記(B)段階で、前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧が一定値以下である場合、電源遮断と判断する請求項10に記載のSRMの検知エラー防止方法。
【背景技術】
【0002】
スイッチドリラクタンスモータ(Switched Reluctance Motor;以下、SRM)は、スイッチング制御装置が結合された形態のモータであり、固定子と回転子が両方とも突極型構造を有している。
【0003】
特に、固定子部分にのみ巻線が巻回されており、回転子部分には、どのような形態の巻線や永久磁石も存在しないため、構造が簡単である。
【0004】
このような構造上の特徴により、製作及び生産の面において相当な利点を有しており、直流モータのように優れた起動特性及び大きいトルク(torque)を有する。また、メンテナンスの必要性が少なく、単位体積当たりトルク、効率及びコンバータの定格などの多くの部分において優れた特性を有しているため、使用分野が益々増加している傾向にある。
【0005】
このようなSRMの使用分野として、掃除機分野がある。
【0006】
前記掃除機分野において、正常な掃除機用吸入モータの動作は、一定のRPMを維持しながら吸入力を発生させ、塵埃や異物の量が多くなると吸入される流体の量が減少してモータの負荷が小さくなるため、速度が増加して一定の吸入力を維持することになる。
【0007】
従って、モータのRPMが急に減少する場合、モータの破損や制御部の異常と判断されて、モータを停止して該当エラーコードを発生させる。
【0008】
しかし、一般の掃除機モータと異なって、SRMにおける制御部は、AC電源をDC電圧に変換して用いるが、この際、電源を平滑化するために大容量のキャパシタを用いる。
【0009】
ところが、この大容量のキャパシタは、電源が遮断されても充電された電流を制御部に一定時間持続的に供給するため、電源が遮断された状態でも制御部が一定時間動作するようにする。
【0010】
その結果、SRMの破損や制御部の異常によるSRMの速度減少でなく、電源の遮断による正常なSRMの速度減少に対しても、制御部は、モータの速度減少によるエラーモードで動作して該当エラーコードを持続的に発生させ、該当エラーコードをメモリーに格納する。
【0011】
これにより、後に電源を連結する場合、メモリーに格納されているエラーコードによって制御部が再びエラーモードで動作して、表示部などを用いてユーザにエラー発生を知らせ、不要な製品修理要求を発生させたり、自らがエラー訂正動作を遂行して不要な動作を遂行する(特許文献1参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、上記の問題点を解決するために導き出されたものであり、直流電圧の変動を検出して、商用電源の電圧以下になると、電源が遮断されたと判断して正常なモータ停止動作を遂行することにより、後の電源連結時にエラーモードでの動作を防止するSRMの検知エラー防止装置及びその方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記の目的を果たすための本発明は、交流電圧を直流電圧に変換してキャパシタを介して供給する整流部と、前記整流部から供給される電源によって駆動され、SRMの回転子の回転速度を受信して前記SRMを制御し、回転子の回転速度が一定値以下に減少する場合、エラーモードで動作する主制御部と、前記整流部から前記キャパシタを介して供給される直流電圧の変動を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出された供給電圧の変動を用いて、電源遮断が検知されると、電源の再連結時に前記主制御部のエラーモードでの動作を防止するようにするエラー防止部と、を含む。
【0015】
また、本発明の装置の前記主制御部は、回転子の回転速度が一定値以下に減少する場合、エラーコードを生成して格納し、前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧の変動を用いて、電源遮断が検知されると、電源の再連結時に前記主制御部のエラーコードを削除することにより、前記主制御部のエラーモードでの動作を防止する。
【0016】
また、本発明の装置の前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧の時間当り変化率が一定値以上である場合、電源遮断と判断する。
【0017】
また、本発明の装置の前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧が一定値以下である場合、電源遮断と判断する。
【0018】
また、本発明の装置の前記電圧検出部は、前記整流部からキャパシタを介して入力される電流を制限する電流制限用抵抗を含む。
【0019】
また、本発明の装置の前記電圧検出部は、前記整流部からキャパシタを介して入力される電流を分配する電流分配器を含み、前記エラー防止部は、前記電流分配器により分配された何れか一つの直流電圧を用いる。
【0020】
また、本発明の装置の前記電圧検出部は、前記電圧検出部に入力される高周波ノイズを除去するローパスフィルタを含む。
【0021】
また、本発明の装置の前記整流部は、外部の交流電源から交流電圧を受けて直流電圧に変換し、インバーターを介して前記SRMに前記直流電圧を供給する。
【0022】
また、本発明の装置の前記エラー防止部は、電源遮断が検知されると前記主制御部にSRM停止信号を伝送し、前記主制御部は、前記エラー防止部からSRM停止信号が入力されるとSRMの駆動を停止させる。
【0023】
一方、本発明の方法は、(A)電圧検出部が、整流部からキャパシタを介して供給される直流電圧の変動を検出する段階と、(B)エラー防止部が、前記電圧検出部により検出された供給電圧の変動を用いて、電源遮断が検知されると、電源の再連結時に主制御部の
SRMの回転子の回転速度が一定値以下に減少する場合に動作するエラーモードでの動作を防止するようにする段階と、を含む。
【0024】
また、本発明の方法は、(C)エラー防止部が、前記電圧検出部により検出された供給電圧の変動を用いて、電源遮断が検知されると主制御部にSRMの停止信号を伝送する段階と、(D)前記主制御部が、前記エラー防止部からSRM停止信号が入力されるとSRMの駆動を停止させる段階と、をさらに含む。
【0025】
また、本発明の方法の前記(B)段階で、前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧の時間当り変化率が一定値以上である場合、電源遮断と判断する。
【0026】
また、本発明の方法の前記(B)段階で、前記エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された供給電圧が一定値以下である場合、電源遮断と判断する。
【発明の効果】
【0027】
上記のような本発明によると、直流電圧の変動を検出して、商用電源の電圧以下になると、電源が遮断されたと判断して正常なモータ停止動作を遂行することにより、後の電源連結時にエラーモードでの動作を防止することができる。
【0028】
また、本発明によると、正常状態で発生する検知エラーによる製品修理要求の発生を予め防止することができる。
【0029】
更に、本発明によると、正常状態で発生する検知エラーによるユーザの製品動作に対する不信を予め防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第1」、「第2」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
【0032】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【0033】
図1は、本発明の第1実施例によるSRMの検知エラー防止装置の構成図である。
【0034】
図1を参照すると、本発明の第1実施例によるSRMの検知エラー防止装置は、外部の交流電源101から交流電圧を受けて直流電圧に変換して出力する第1整流部102と、この第1整流部102からの直流電圧を交流電圧に変換してSRM107に供給するインバータ103と、このインバータ103を駆動させるためのインバータ駆動部104と、前記SRM107の回転子の回転速度を検知する回転子検知部105と、この回転子検知部105から検出信号を受信して前記インバータ駆動部104の制御に反映する主制御部106と、前記交流電源101からの交流電圧を異なる大きさの交流電圧に変換する変圧器108と、この変圧器108の2次側電圧を受けて直流電圧に変換して出力する第2整流部109と、第2整流部109からの出力電圧を検出することにより電源電圧の変動を検出する電圧検出部110と、電圧検出部110により検出された電圧を用いて電源遮断を検出し、それに応じて、主制御部106の停止動作後の電源連結時にエラーモードでの動作を防止するようにするエラー防止部112と、を含む。
【0035】
ここで、第2整流部109は、主制御部106に直流電圧を供給し、この際、キャパシタC2を介して直流電圧が供給されるようにする。
【0036】
ここで、前記電圧検出部110は、前記第2整流部109からの出力電圧による過電流の発生を防止するための電流制限用抵抗R1と、前記第2整流部109からの出力電圧を特定電圧値未満に設定するための複数の電圧分配用抵抗R2、R3と、この複数の電圧分配用抵抗R2、R3により分配されて供給される電圧に混入されている高周波ノイズを除去するためのキャパシタC3からなるローパスフィルタ111と、で構成される。
【0037】
図1における参照符号C1は、変圧器108の2次側に誘導された誘起電圧に混入されているサージ(surge)成分を除去するためのキャパシタであり、C2は、前記第2整流部109から出力された直流電圧の脈動成分を除去するための平滑キャパシタである。
【0038】
このような構成を有する本発明によるSRMの検知エラー防止装置の第1実施例において、第1整流部102は、交流電源101から印加された交流電圧を直流電圧に変換して出力し、インバータ103は、第1整流部102から出力された直流電圧を受けて、SRM107の駆動に適した交流電圧に変換して出力する。
【0039】
これによりSRM107が駆動されると、回転子検知部105は、回転子の回転速度を検出して主制御部106に伝送し、主制御部106は、回転子検知部105からの検出信号を受信して設定された基準信号と比較し、それに対応する制御命令をインバータ駆動部104に伝送する。
【0040】
そうすると、インバータ駆動部104は、その制御命令に応じてSRM107に印加される電圧を制御するようになり、その結果、SRM107の回転速度が制御される。
【0041】
また、変圧器108は、交流電源101からの電圧を1、2次側のコイルターン数の比によって異なる大きさの交流電圧に変換し、第2整流部109は、その変圧器108の2次側電圧を受けて直流電圧に変換して出力する。
【0042】
以上のような一連の過程において、外部からの交流電源101の電圧が変動される場合、第1整流部102の出力電圧も変動される。
【0043】
このように交流電源101の電圧が変動される場合、第1整流部102の出力電圧も変動されて、SRM107の回転速度が変動される。
【0044】
また、外部からの交流電源101の電圧が変動される場合、前記変圧器108の2次側に誘起される電圧及び第2整流部109の出力電圧も変動される。
【0045】
この際、第2整流部109から出力された直流電圧は、電圧検出部110の抵抗R2、R3によって所定の比率で分配されて、直流電圧の変動が反映される。
【0046】
そうすると、エラー防止部112は、その分配された電圧のうち、抵抗R3によって反映された電圧の変動を受信して、直流電源の変化を判断する。
【0047】
一方、外部からの交流電源101の電圧が遮断される場合、第1整流部102の出力電圧も遮断される。
【0048】
このように、交流電源101の電圧が遮断される場合、第1整流部102の出力電圧も遮断されて、SRM107の回転速度が減少される。
【0049】
しかし、電源が遮断される場合、大容量キャパシタC2によって充電された電流が電源を除去しても、主制御部106に電力を供給し続けるため、主制御部106が一定時間動作することになる。
【0050】
その結果、電源を急に遮断すると、SRM107の速度は急激に減少するが、主制御部106は、動作を継続して、回転子検知部105から出力されるSRMの速度減少によるエラーモードで動作してエラーコードを持続的に発生させ、発生したエラーコードをメモリーに格納する。
【0051】
このように主制御部106によってエラーコードが発生し、発生したエラーコードがメモリーに格納されると、後に電源を連結する際に、主制御部106は、メモリーに格納されているエラーコードによってエラー発生と判断して、警報部(不図示)などを用いてユーザにエラー発生を知らせたり、エラー訂正動作を遂行する。
【0052】
このようにメモリーに格納されているエラーコードによって主制御部106がエラーモードで動作し、警報部などを用いてユーザにエラー発生を知らせると、不要な製品修理要求を発生させたり、自らエラー訂正動作を遂行して不要な動作を遂行することになる。
【0053】
従って、これを防止する必要がある。本発明では、そのために、電圧検出部110が電圧変動を検出し、エラー防止部112が電圧変動による電圧遮断を認識して、主制御部106に電源連結時のエラーモードでの動作を防止するようにする。
【0054】
これをより詳細に説明すると、外部からの交流電源101の電圧が遮断された場合、前記変圧器108の2次側に誘起される電圧及び第2整流部109の出力電圧も遮断される。
【0055】
しかし、大容量キャパシタC2に充電されている電流によって主制御部106に電源が供給され続けるが、この際、供給される電源は、徐々に減少する。
【0056】
この際、大容量キャパシタC2によって主制御部106に供給される直流電源は、電圧検出部110の抵抗R2、R3によって所定の比率で分配されて、直流電圧の変動が反映される。
【0057】
そうすると、エラー防止部112は、その分配された電圧のうち抵抗R3によって反映された電圧の変動を受信して、直流電源の遮断有無を判断する。
【0058】
即ち、エラー防止部112は、検出された電圧の時間当り変化率(勾配)を求めて、一定値以下になると電源遮断と判断する。
【0059】
勿論、エラー防止部112は、検出された電圧が一定値以下になった場合に電源遮断と判断することもできる。
【0060】
このように電源遮断と判断されると、エラー防止部112は、主制御部106にSRM速度の減少によるエラーコードの削除信号を伝送する。
【0061】
そうすると、主制御部106は、メモリーに格納されているSRMの速度減少によるエラーコードを削除する。
【0062】
このように、メモリーに格納されているSRMの速度減少によるエラーコードが主制御部106により削除されると、電源遮断後に電源の再連結時にエラーコードによるエラーモードでの動作を防止することができる。
【0063】
その結果、正常状態で発生する検知エラーによる製品修理要求の発生を予め防止することができる。
【0064】
また、本発明によると、正常状態で発生する検知エラーによるユーザの製品動作に対する不信を予め防止することができる。
【0065】
一方、前記エラー防止部112は、電源遮断が検知されると前記主制御部106にSRM停止信号を伝送し、前記主制御部106は、前記エラー防止部112からSRM停止信号が入力されると、SRMの駆動を停止させることができる。
【0066】
このようにすると、主制御部106がエラーを検知して、SRMを停止させる時間より速くSRM107の動作を停止させることができる。
【0067】
図2は、本発明の第2実施例によるSRMの検知エラー防止装置の構成図である。
【0068】
図2を参照すると、本発明の第2実施例によるSRMの検知エラー防止装置は、外部の交流電源201から交流電圧を受けて直流電圧に変換して出力する整流部202と、この整流部202からの直流電圧を交流電圧に変換してSRM207に供給するインバータ203と、このインバータ203を駆動させるためのインバータ駆動部204と、前記SRM207の回転子の回転速度を検知する回転子検知部205と、この回転子検知部205から検出信号を受信して前記インバータ駆動部204の制御に反映する主制御部206と、前記整流部202からの出力電圧を検出することにより電源電圧の変動を検出する電圧検出部208と、電圧検出部208により検出された電圧を用いて電源遮断を検出し、それに応じて、主制御部206の電源の再連結時のエラーモードでの動作を防止するようにするエラー防止部210と、を含む。
【0069】
ここで、整流部202は、インバータ203に直流電圧を供給するだけでなく主制御部206にも直流電圧を供給し、この際、キャパシタC1を介して直流電圧が供給されるようにする。
【0070】
また、前記電圧検出部208は、前記キャパシタC2から供給される電流を制限するための電流制限用抵抗R1と、供給電圧を特定電圧値未満に設定するための複数の電圧分配用抵抗R2、R3と、この複数の電圧分配用抵抗R2、R3により分配された電圧に混入されている高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ209と、で構成される。そして、ローパスフィルタ209は、キャパシタC2で構成される。
【0071】
次に、エラー防止部210は、前記ローパスフィルタ209を通過した直流電源を用いて電源遮断を検出し、電源遮断が検出されると前記主制御部206にエラーコード削除信号を伝送して、電源の再連結時にエラーモードでの動作を防止するようにする。
【0072】
図2における参照符号C1は、整流部202により供給される直流電圧に混入されている脈動成分を除去するための平滑キャパシタである。
【0073】
以上のような構成を有する第2実施例によるSRMの検知エラー防止装置の動作について説明すると、次のとおりである。
【0074】
前記整流部202は、交流電源201から印加された交流電圧を直流電圧に変換して出力し、インバータ203は、整流部202から出力された直流電圧を受けてSRM207の駆動に適した交流電圧に変換して出力する。
【0075】
これによりSRM207が駆動されると、回転子検知部205は、回転子の回転速度を検出して主制御部206に伝送し、主制御部206は、回転子検知部205からの検出信号を受信して設定された基準信号と比較し、それに対応する制御命令をインバータ駆動部204に伝送する。
【0076】
そうすると、インバータ駆動部204は、その制御命令に応じてSRM207に印加される電圧を制御することになり、その結果、SRM207の回転速度が制御される。
【0077】
また、整流部202は、インバータ203に直流電圧を供給するだけでなく主制御部206にも直流電圧を供給する。
【0078】
この際、整流部202はキャパシタC1を介して直流電圧が主制御部206に供給されるようにし、キャパシタC1は電源を平滑化して供給する。
【0079】
このようなキャパシタC1によって充電された電流が電源を除去しても、主制御部206に電力を供給し続けるようになるため、主制御部206が一定時間動作することになる。
【0080】
その結果、電源を急に遮断すると、SRM207の速度は急激に減少するが、主制御部206は動作を継続して、SRMの速度減少によるエラーモードで動作してエラーコードを持続的に発生させ、発生したエラーコードをメモリーに格納する。
【0081】
このように主制御部206によってエラーコードが発生し、発生したエラーコードがメモリーに格納されると、後に電源を連結する際に、主制御部206は、警報部(不図示)などを用いてユーザにエラー発生を知らせる。
【0082】
しかし、これはSRM207の異常でなく、電源遮断によるSRM207の速度減少であり、これを防止するために本発明では、電圧検出部208及びエラー防止部210を備えるようにした。
【0083】
前記電圧検出部208は、キャパシタC1から供給される直流電圧を抵抗R2、R3によって所定の比率で分配する。
【0084】
また、エラー防止部210は、その分配された電圧のうち抵抗R3による電圧降下分を受信して検出された電圧の時間当り変化率(勾配)を求めて、一定値以下になると電源遮断と判断する。
【0085】
勿論、エラー防止部210は、その分配された電圧のうち抵抗R3による電圧降下分を受信して、電圧が一定値以下になると電源遮断と判断することができる。
【0086】
このように電源遮断と判断されると、エラー防止部210は、主制御部206にSRMの速度減少によるエラーコードの削除信号を伝送する。
【0087】
そうすると、主制御部206は、メモリーに格納されているSRM速度のエラーによるエラーコードを削除する。
【0088】
このように、メモリーに格納されているSRMの速度減少によるエラーコードが主制御部206により削除されると、電源遮断後に電源の再連結時にエラーコードによるエラーモードでの動作を防止することができる。
【0089】
その結果、正常状態で発生する検知エラーによる製品修理要求の発生を予め防止することができる。
【0090】
また、本発明によると、正常状態で発生する検知エラーによるユーザの製品動作に対する不信を予め防止することができる。
【0091】
一方、前記エラー防止部210は、電源遮断が検知されると前記主制御部206にSRM停止信号を伝送し、前記主制御部206は、前記エラー防止部210からSRM停止信号が入力されるとSRMの駆動を停止させることができる。
【0092】
このようにすると、主制御部206がエラーを検知して、SRMを停止させる時間より速くSRM107の動作を停止させることができる。
【0093】
図3は、本発明の第1実施例によるSRMの検知エラー防止方法のフローチャートである。
【0094】
図3を参照すると、本発明の第1実施例によるSRMの検知エラー防止方法は、整流部によって交流電源から変換された直流電源が大容量キャパシタを介して主制御部に供給される時、供給電圧の変動を電圧検出部により検出する(S100)。
【0095】
この際、電圧検出部は、供給電圧の変動を検出するにあたり、電流制限用抵抗を用いて電流を制限しながら検出して、内部回路の損傷を防止する。
【0096】
また、電圧検出部は、供給電圧の変動を検出するにあたり、電圧分配器を用いて電圧を分配して、分配された電圧を用いて供給電圧の変動を検出する。
【0097】
そして、電圧検出部は、供給電圧をローパスフィルタを用いてフィルタリングして、高周波ノイズを除去して供給電圧の変動を検出する。
【0098】
そして、エラー防止部は、前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて電源遮断有無を判断する(S110)。
【0099】
この際、前記エラー防止部は、電圧の時間当り変化量を測定して、時間当り変化率(勾配)が一定値以上であると電源遮断と判断する。
【0100】
または、前記エラー防止部は、電圧が一定値以下になると電源遮断と判断することができる。
【0101】
次に、電源遮断と判断される場合(S120)、エラー防止部は、主制御部にエラーコード削除信号を伝送して、主制御部がエラーコードを削除することにより、主制御部に電源を再連結する時に主制御部がエラーモードで動作しなくなる(S130)。
【0102】
これと異なって、電源遮断でないと判断される場合、エラー防止部は、何ら動作も遂行せずに終了する。これにより、主制御部は、基準電源の不安定によってSRM速度が一定値以下になる場合に該当エラーコードを発生させ、該当エラーコードに応じて、ユーザにエラーを知らせたりエラーに対する処理を行ってエラーを制御するようにし、その結果をメモリーに格納する(S140)。
【0103】
一方、前記エラー防止部は、電源遮断が検知されると前記主制御部にSRM停止信号を伝送し、前記主制御部は、前記エラー防止部からSRM停止信号が入力されるとSRMの駆動を停止させることができる(S150)。
【0104】
このようにすると、主制御部がエラーを検知して、停止させる時間より速くSRMの動作を停止させることができる。
【0105】
上記のような本発明によると、直流電圧の変動を検出して、商用電源の電圧以下になると、電源が遮断されたと判断して正常なモータ停止動作を遂行することにより、後の電源連結時にエラーモードでの動作を防止することができる。
【0106】
また、本発明によると、正常状態で発生する検知エラーによる製品修理要求の発生を予め防止することができる。
【0107】
更に、本発明によると、正常状態で発生する検知エラーによるユーザの製品動作に対する不信を予め防止することができる。
【0108】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【0109】
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。