專利名稱：電動機(jī)控制裝置、電清掃器和手干燥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制具有換向器和電刷的電動機(jī)的電動機(jī)控制裝置、搭載了它的電清
掃器和手干燥裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動機(jī)控制裝置，具有例如由風(fēng)扇和換向器電動機(jī)構(gòu)成的電動鼓風(fēng)機(jī)、檢
測在換向器電動機(jī)中流動的電流的電流傳感器、高通濾波器等，從以工業(yè)電源電壓的零交
叉點(diǎn)為基點(diǎn)的預(yù)定的定時開始，以預(yù)定的周期用A/D變換器對電流傳感器的輸出進(jìn)行取
樣，把上次取樣得到的電壓與此次取樣得到的電壓比較，如果在從工業(yè)電源供給的一個頻
率內(nèi)變化的電壓的大小變化是連續(xù)的變化，就判斷為未發(fā)生打火(以下稱為"火花")，而在
電壓的大小變化不連續(xù)時判斷為產(chǎn)生了火花(例如，參照專利文獻(xiàn)1)?！磳＠墨I(xiàn)1>日本特開2001-136780號公報

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題) 在上述的現(xiàn)有的電動機(jī)控制裝置中，由于構(gòu)成為抽出噪聲分量，所以除了本來要 測定的噪聲分量以外還測定外來噪聲，因此，有可能出現(xiàn)火花產(chǎn)生的誤判，存在火花判斷的 精度低的問題。 另外，由于雖然構(gòu)成為從預(yù)定的定時開始以預(yù)定的取樣周期取樣，但取樣周期必 須為A/D變換器的A/D變換時間以上，所以為了提高火花判斷的精度而減小取樣周期時，為 了能進(jìn)行用于判斷火花產(chǎn)生的數(shù)據(jù)處理、其它工藝的處理，結(jié)果就必須有處理速度快、高性 能的微機(jī)等，存在成本提高的問題。尤其在利用高通濾波器抽出從電源供給的電流的一個 周期內(nèi)的變化的現(xiàn)有技術(shù)中，該問題更加突出。 即，在利用高通濾波器抽出從電源供給的電流的一個周期內(nèi)的變化，進(jìn)行火花產(chǎn) 生的判斷的現(xiàn)有技術(shù)中，比較此次測定和上次測定的取樣周期需要至少在如下時間范圍 內(nèi)產(chǎn)生因火花造成的噪聲分量的大小的差的、比從電源供給的電流的一個頻率還要短很 多的時間范圍內(nèi)。必須有A/D變換器的變換速度和處理該信號進(jìn)行火花產(chǎn)生的判斷的處理 速度快、高性能的微機(jī)等，存在成本提高的問題。 另外，在取樣周期小時，為了使此次測定和上次測定的差僅僅是火花產(chǎn)生造成的
噪聲分量的小的值，A/D變換器必須是高分辨率或高精度的，存在成本提高的問題。 而且，由于現(xiàn)有的電動機(jī)控制裝置只是通過檢測火花并在產(chǎn)生火花時降低電動機(jī)
的旋轉(zhuǎn)等的控制來抑制火花產(chǎn)生的裝置，所以如果因電刷磨耗而接近電動機(jī)的壽命末期，
則頻繁地發(fā)生電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)降低，只能進(jìn)行低能力下的吸入，存在使用者可能會當(dāng)作產(chǎn)品
故障的問題。 另外，在火花頻繁產(chǎn)生那樣的、因電刷磨耗而導(dǎo)致的電動機(jī)的壽命末期時，由于雖 然火花被抑制，電動機(jī)還是持續(xù)旋轉(zhuǎn)，所以不能完全除去火花，還存在與換向器過熱、電動機(jī)的繞組包覆物熔化等伴隨的產(chǎn)生冒煙、著火的問題。 本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供可以以廉價的結(jié)構(gòu)檢測 火花產(chǎn)生，可以防止壽命末期時的異常過熱造成的冒煙、著火，而且即使在被褥壓縮袋(布 団圧縮袋)吸入時、安裝間隙噴嘴時等的風(fēng)量負(fù)載容易急劇變化的狀況下，也可以與火花 造成的電流變化相區(qū)別，提高火花判斷精度的電動機(jī)控制裝置、電清掃器和手干燥裝置。
(用來解決問題的手段) 根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置，包括檢測在具有換向器和電刷的電動機(jī)中流過 的電流的電流檢測單元；對電流檢測單元的輸出進(jìn)行整流的整流單元；把整流單元的輸出 作為數(shù)字值取樣的A/D變換單元；在由A/D變換單元取樣得到的數(shù)字值超過第一閾值時，判 斷為在電動機(jī)中產(chǎn)生了異?；鸹ǖ幕鸹ㄅ袛鄦卧?；以及在由火花判別單元判斷為異?；鸹?時，切斷向電動機(jī)供給的電源，停止運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動單元。
(發(fā)明的效果) 根據(jù)本發(fā)明，檢測在具有換向器和電刷的電動機(jī)中流過的電流，把該檢測電流作 為數(shù)字值取樣，在數(shù)字值超過第一閾值時，判斷為在電動機(jī)中產(chǎn)生了異?；鸹?，切斷向電動 機(jī)供給的電源，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，所以可以提高異?；鸹ǖ臋z測精度，以廉價的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，防止壽 命末期時的異常過熱造成的冒煙、異味。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的電動機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示出工業(yè)電源的電壓的波形圖。 圖3是示出本發(fā)明的實施方式1中的火花檢測單元的電流檢測部和整流部的輸出 的波形圖。 圖4是示出本發(fā)明的實施方式1中的火花檢測單元的A/D變換部的檢測定時的 圖。 圖5是示出本發(fā)明的實施方式1中的電動鼓風(fēng)機(jī)的電動機(jī)的示意電路、和火花與 電動機(jī)電流的關(guān)系的圖。 圖6是利用整流部把本發(fā)明的實施方式1中的電流檢測部的輸出整流了的電流的 波形圖。 圖7是示出用A/D變換部對圖6所示的整流電流取樣時的狀態(tài)的圖。
圖8是示出本發(fā)明的實施方式2的電清掃器的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖9是示出電動鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。 圖10是示出本發(fā)明的實施方式3的手干燥裝置的外觀立體圖。
(附圖標(biāo)記說明) 1 :工業(yè)電源；2 :電動機(jī)控制裝置；3 :火花檢測單元；3a :電流檢測部；3b :整流部； 3c :A/D變換部；4 :火花判斷單元；5 :驅(qū)動單元；6 :通報單元；7 :電動機(jī)；10 :電清掃器主 體；ll :電動鼓風(fēng)機(jī)；lle:電樞；llf :換向器；llg:定子；lli :排氣口 ；llj :電刷；llk:彈 簧；llm:旋轉(zhuǎn)軸;12 :灰塵收存室;13 :吸入口 ;14 :軟管單元;15 :軟管;16 :連接部;17 :手 持柄；18 :延伸管；19 :地板用吸入部件；20 :排氣口 ；30 :主體殼；31 :高壓空氣流產(chǎn)生部； 32 :水桶部；33 :手插入部；34 :空氣噴嘴；35 :吸入口 ；36 :排水孔；37 :導(dǎo)水框；38 :水桶板；39 :排水容器；Im :電動機(jī)電流；Va :火花電壓；Vs :工業(yè)電源電壓；Zm :阻抗。
具體實施例方式(實施方式1) 首先，用圖9說明用本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置控制的電動鼓風(fēng)機(jī)。圖9是示出電 動鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。 圖9所示的電動鼓風(fēng)機(jī)11由風(fēng)扇蓋11a、在風(fēng)扇蓋11a的中心部上設(shè)置的吸氣口 11b、在旋轉(zhuǎn)軸llm上安裝的風(fēng)扇11c、導(dǎo)引葉片11d、在旋轉(zhuǎn)軸llm上固定的電樞l(wèi)le和換 向器llf、定子llg、電動機(jī)框llh、在該電動機(jī)框llh上設(shè)置的排氣口 11i、碳制的電刷llj、 把該電刷11 j按壓到換向器llf上的彈簧llk構(gòu)成。 如果向這樣構(gòu)成的電動鼓風(fēng)機(jī)11供給電力，在電樞l(wèi)ie和定子llg的繞組中流過 電流，則因由定子llg激勵的磁場在電樞l(wèi)ie中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向的力。此時，在旋轉(zhuǎn)軸llm上 安裝的風(fēng)扇llc也開始旋轉(zhuǎn)，從吸氣口 llb吸入空氣。被吸入的空氣經(jīng)由導(dǎo)引葉片lld冷 卻在電動機(jī)框1 lh的筒內(nèi)配置的電樞11 e和電刷11 j ，并從在電動機(jī)框1 lh上設(shè)置的排氣口 lli向外部排氣，保持電動鼓風(fēng)機(jī)11的冷卻。
下面，用圖1 圖7說明本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置。 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的電動機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
該電動機(jī)控制裝置2由火花檢測單元3、火花判斷單元4、在用該火花判斷單元4 判斷為異常火花時切斷對電動機(jī)7的電源供給而停止運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動單元5、以及在用該火花 判斷單元4判斷為異?；鸹〞r通報是電動機(jī)7的壽命末期造成的運(yùn)轉(zhuǎn)停止的意思的通報單 元6構(gòu)成?；鸹z測單元3由檢測在電動機(jī)7中流過的電流的電流檢測部3a、對由電流檢 測部3a檢測到的電流進(jìn)行整流的整流部3b、以及把整流部3b的輸出作為數(shù)字值取樣的A/ D變換部3c構(gòu)成。圖中的電動機(jī)7設(shè)置在上述的電動鼓風(fēng)機(jī)11上，由電樞l(wèi)ie和換向器 11f、定子11g、以及電刷11 j構(gòu)成。 圖2是示出工業(yè)電源的電壓的波形圖，圖3是示出本發(fā)明的實施方式1中的火花 檢測單元的電流檢測部和整流部的輸出的波形圖。圖3(a)示出在電動機(jī)7中未產(chǎn)生火花 時由電流檢測部3a檢測到的電流(輸出)的波形，圖3(b)示出在電動機(jī)7中產(chǎn)生火花時 由電流檢測部3a檢測到的電流(輸出)的波形，圖3(c)示出產(chǎn)生火花時由整流部3b整流 后的電流(輸出)的波形。 圖4是示出本發(fā)明的實施方式1中的火花檢測單元的A/D變換部的檢測定時的 圖。圖4(a)示出把整流部3b的輸出取樣的定時，圖4(b)示出用A/D變換部3c對整流部 3b的輸出取樣時的電流值(數(shù)字值)。 圖5是示出本發(fā)明的實施方式1中的電動鼓風(fēng)機(jī)的電動機(jī)的示意電路、和火花與 電動機(jī)電流的關(guān)系的圖。圖5(a)示出用來說明電動機(jī)7的換向器llf與電刷lli之間產(chǎn) 生的火花大小與電動機(jī)電流Im的關(guān)系的電動機(jī)7的示意圖，圖5(b)示出火花電壓Va與電 動機(jī)電流Im的關(guān)系、以及火花大小與電動機(jī)7的壽命的關(guān)系。
首先，對火花產(chǎn)生與電動機(jī)電流Im的關(guān)系進(jìn)行說明。 由于在電動機(jī)7旋轉(zhuǎn)之前當(dāng)然不產(chǎn)生火花，所以火花判斷單元4判斷為正常，驅(qū)動 單元5向電動機(jī)7供給工業(yè)電源1的電壓，電動機(jī)7開始運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)開始后火花正常時電流檢測部3a的檢測電流成為圖3(a)所示的波形，但在電動機(jī)7的換向器llf和電刷11 j之 間產(chǎn)生了火花時，產(chǎn)生火花造成的電壓降，對電動機(jī)7起作用的電壓下降，流過電動機(jī)7的 電流(以下稱為"電動機(jī)電流Im")也下降。因此，電流檢測部3a的檢測電流成為圖3 (b) 所示的波形，整流部3b的輸出(整流)成為圖3(c)那樣。在該現(xiàn)象中，由于火花不穩(wěn)定，對 電動機(jī)7起作用的電壓的下降也不穩(wěn)定，與此相伴隨電動機(jī)電流Im也成為不穩(wěn)定的狀態(tài)。
在這樣的電動機(jī)7中，電刷llj的磨耗少的狀態(tài)時，由于火花的產(chǎn)生程度也小，所 以電動機(jī)電流Im的峰值的變化量也小，但如果電刷llj的磨耗增力B，則把電刷llj按壓到 換向器llf上的彈簧Ilk的按壓力隨之降低，所以電刷llj與換向器llf的接觸力下降，火 花的產(chǎn)生頻率增加且火花的大小也增大。而且，在電刷llj的磨耗繼續(xù)增加時，產(chǎn)生更大的 火花，在電刷llj與換向器llf的接觸不能保持的時刻電動機(jī)7的壽命縮短，在電刷llj與 換向器llf之間產(chǎn)生的火花增大。由于隨著火花增大，碳制的電刷llj與換向器llf的溫 度上升也變大，所以如果在它們中混合的樹脂到達(dá)熔點(diǎn)或沸點(diǎn)則引起熔化和氣化。此時產(chǎn) 生的異味從電動鼓風(fēng)機(jī)ll的排氣口 lli排到外部。另外，在制造品質(zhì)差、即使電刷llj未 磨耗火花也異常時，與上述同樣地產(chǎn)生異味并從電動鼓風(fēng)機(jī)11的排氣口 lli排出。
其次，定量地說明電動機(jī)電流Im。在圖5(a)中，在工業(yè)電源1的電壓為Vs，電動 機(jī)7的阻抗為Zm時，由于電刷llj的兩個位置的火花電壓為2Va，所以在與定子繞組7a連 接的電刷llj與換向器llf之間產(chǎn)生火花時的火花電壓Va與電動機(jī)電流Im的關(guān)系，可以 視為Im = (Vs-2Va)/Zm。 在此，為了方便起見，如果設(shè)Zm的大小不因火花產(chǎn)生而變化，則不產(chǎn)生火花時流 過電動機(jī)7的電動機(jī)電流Iml，由于火花電壓Va = O(零)，所以為Iml = Vs/Zm。但是，由 于如果產(chǎn)生火花則產(chǎn)生火花電壓Va，所以如果此時流過電動機(jī)7的電流為Im2，則Im2 = (Vs-2Va)/Zm。由于Va要么是等于0要么是比它大的值，所以如果考慮上述情形下的電動 機(jī)電流Im，則Iml > Im2。此時，由于火花電壓Va與火花的大小成比例地變化，所以如果代 入表示流過電動機(jī)7的電動機(jī)電流Im的式中，則結(jié)果電動機(jī)電流Im也與火花的大小成比 例地變化。 該火花電壓Va與電動機(jī)電流Im的關(guān)系成為如圖5(b)所示那樣，由于火花不穩(wěn) 定，所以火花電壓Va起到使電動機(jī)電流Im峰值不穩(wěn)定的一個變量的作用。S卩，如果測量電 動機(jī)電流Im的峰值電流，則與工業(yè)電源1的電壓的最大值大致同步地出現(xiàn)電動機(jī)電流Im 的峰值。另外，在產(chǎn)生火花時，由于產(chǎn)生與其大小成比例的火花電壓Va，所以成為使電動機(jī) 電流Im的有效值、瞬時值等的值不穩(wěn)定的要素。而且，由于換向器llf與電刷llj的接觸 狀態(tài)也不穩(wěn)定，所以接觸電阻值也不穩(wěn)定，受其影響電動機(jī)電流Im也不穩(wěn)定。
基于這樣的考慮，如圖3(c)所示，利用由例如二極管橋(未圖示)等構(gòu)成的整流 部3b對檢測電動機(jī)電流Im的電流檢測部3a的輸出進(jìn)行全波整流。A/D變換部3c，使整流 部3b的輸出與工業(yè)電源1的周期同步，以預(yù)定的時間的相位差進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的取樣。S卩，如 圖4(a)所示，從工業(yè)電源1的電壓的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的各零交叉點(diǎn)(圖2的零交叉點(diǎn)1 零交叉點(diǎn)6)開始經(jīng)過預(yù)定的定時Tl后，以例如工業(yè)電源1的1/4周期的時間(工業(yè)電源1 的頻率為50Hz時，T1 = 5ms)對圖3(c)所示的整流部3b的輸出進(jìn)行例如一次的取樣。這 樣的話，被A/D變換部3c取樣后的電流值(數(shù)字值)成為象圖4(b)那樣。
另外，在使用了電動鼓風(fēng)機(jī)11的裝置的情況下，不能忽視反復(fù)成為高風(fēng)量和低風(fēng)
6量(根據(jù)情況為密閉狀態(tài))、風(fēng)量負(fù)載容易急劇變化的狀況。即，火花判斷單元4必須在考 慮與使用環(huán)境伴隨的電流變化和火花產(chǎn)生時的電流變化的區(qū)別后判斷火花，如果進(jìn)行了錯 誤的火花判斷，則會導(dǎo)致因錯誤檢測造成的早期市場受挫(早期市場不良)。于是，下面對 火花產(chǎn)生時的電流變化和使用環(huán)境變化造成的電流變化的不同之處進(jìn)行說明。
圖6是利用整流部把本發(fā)明的實施方式1中的電流檢測部的輸出整流后的電流的 波形圖。圖6(a)示出火花產(chǎn)生和電動機(jī)7的負(fù)載變動都沒有時的整流電流的波形，圖6(b) 示出產(chǎn)生異常火花時的整流電流的波形，圖6(c)示出雖未產(chǎn)生火花但電動機(jī)7的負(fù)載出現(xiàn) 了變動時的整流電流的波形。 圖7是示出用A/D變換部對圖6所示的整流電流取樣時的狀態(tài)的圖。圖7 (a)示 出火花產(chǎn)生和電動機(jī)7的負(fù)載變動都沒有時的取樣狀態(tài)，圖7(b)示出產(chǎn)生異?；鸹〞r的取 樣狀態(tài)，圖7(c)示出雖未產(chǎn)生火花但電動機(jī)7的負(fù)載出現(xiàn)了變動時的取樣狀態(tài)。
如上所述，在產(chǎn)生火花時，由于產(chǎn)生與其大小成比例的火花電壓Va，所以電動機(jī)電 流Im的有效值、瞬時值等的值不穩(wěn)定，但由于該電氣接觸不穩(wěn)定的狀態(tài)起因于電樞l(wèi)ie的 旋轉(zhuǎn)頻率或電刷llj的彈簧llk的振幅等，所以電流變動的振幅周期成為200Hz以上，比 工業(yè)頻率高很多，電流檢測部3a的檢測電流的波形以工業(yè)頻率的振動數(shù)即10ms以下的短 周期變動。因此，上述產(chǎn)生異?；鸹〞r的、相對于火花正常時的電動機(jī)電流Im的電流下降 (Vs-2Va)/Zm也以比工業(yè)頻率短的周期變動，整流部3b的輸出(電流)成為圖6(b)那樣的 波形。此時，即使在電氣接觸不穩(wěn)定的狀態(tài)下，由于存在以與工業(yè)頻率的周期相比非常短的 周期使火花電壓Va接近零的瞬間，所以如圖7(b)所示，檢測區(qū)間1內(nèi)的最大值即maxl與 最小值即mini的差增大，下一個檢測區(qū)間2內(nèi)也有最大值即max2與最小值即min2的差增 大的傾向。 另一方面，因使用環(huán)境的變化而使電動機(jī)7的負(fù)載變動時，由于受到至少為工業(yè) 頻率的幾倍以上的長的周期的電流變化的影響，所以整流部3b的輸出(電流)成為圖6(c) 那樣的波形。此時，由于電氣上穩(wěn)定，電流值以工業(yè)頻率的幾倍以上的周期變動，所以如圖 7(c)所示，檢測區(qū)間1內(nèi)的最大值即maxl與下一個檢測區(qū)間2內(nèi)的最大值即max2的差有 容易增大的傾向，且檢測區(qū)間2內(nèi)的最大值即max2與下一個檢測區(qū)間3內(nèi)的最大值即max3 的差有容易增大的傾向。 在本實施方式1中，利用上述的傾向由火花判斷單元4判斷是否產(chǎn)生了異?；鸹ǎ?且是否是使用環(huán)境的變化造成的。下面，參照圖7說明電動機(jī)控制裝置2的動作。
如圖7所示，A/D變換部3c把1/T秒的n倍(圖7中以n = 5示出)的區(qū)間作為 一個檢測區(qū)間，從零交叉點(diǎn)開始以工業(yè)電源1的1/4周期的時間對整流部3b的輸出取樣并 變換成數(shù)字值，重復(fù)進(jìn)行該動作。另一方面，火花判斷單元4，讀入由A/D變換部3c取樣得 到的數(shù)字值，判斷檢測區(qū)間內(nèi)的最大值和最小值的數(shù)字值并算出變化量，與第一閾值比較， 判斷是否產(chǎn)生了異?；鸹āＨ鐖D7(b)所示，檢測區(qū)間1內(nèi)的最大值為maxl、最小值為minl 時，求maxl與mini的差，把該變化量與第一閾值比較，變化量超過第一閾值時，判斷為異常 火花。另外，變化量在第一閾值以下時，判斷為不是異?；鸹?，判斷檢測區(qū)間2內(nèi)的最大值 (max2)與最小值(min2)，求出變化量，與上述同樣地與第一閾值比較。針對每一檢測區(qū)間 進(jìn)行該動作，判斷是否產(chǎn)生異?；鸹?。 另外，火花判斷單元4判斷為在檢測區(qū)間1、2中未產(chǎn)生異?；鸹〞r，如圖7(c)所示，求檢測區(qū)間1的最大值(maxl)與檢測區(qū)間2的最大值(max2)的差，把該變化量 (Amaxl)與第二閾值(第一閾值>第二閾值)比較。變化量超過第二閾值時，判斷為使用 環(huán)境變化造成的電流變化，進(jìn)入在檢測區(qū)間3內(nèi)是否產(chǎn)生了異?；鸹ǖ呐袛唷Ｔ跈z測區(qū)間 2、3中，判斷為未產(chǎn)生異常火花時，求檢測區(qū)間2的最大值(max2)與檢測區(qū)間3的最大值 (max3)的差，把該變化量(Amax2)與第二閾值比較。即，只有在一個檢測區(qū)間內(nèi)的最大值 和最小值的差超過第一閾值，且兩個檢測區(qū)間各自的最大值的差為第二閾值以下時，才判 斷為真正產(chǎn)生了異?；鸹ā?火花判斷單元4在判斷為異?；鸹〞r，把該意思通知給驅(qū)動單元5和通報單元6。 驅(qū)動單元5在接收到該通知時切斷向電動機(jī)7供給的電源，停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由此，可以預(yù)先防止 在碳制的電刷llj與換向器llf之間產(chǎn)生的異常火花造成的異味的產(chǎn)生。另外，通報單元 6在接收到異常火花的檢測通知時，顯示出到了電動機(jī)7的壽命末期的意思。由此，可以向 使用者通報為什么運(yùn)轉(zhuǎn)停止了 。 如上所述，根據(jù)實施方式l，通過檢測在電動機(jī)7中流過的電動機(jī)電流Im，對檢測 到的電動機(jī)電流Im進(jìn)行整流，把該電流Im作為數(shù)字值取樣，無需用來抽出噪聲分量的高通 濾波器等，而且，可以盡量防止因測量外來噪聲造成的火花產(chǎn)生的誤判。另外，由于可以區(qū) 別電動機(jī)7的負(fù)載變動造成的電流變化和火花產(chǎn)生造成的電流變化而檢測，所以可以提高 檢測精度，以廉價的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。 另外，在電動機(jī)電流Im的取樣中，針對工業(yè)電源電壓的每半個周期，從工業(yè)電源 電壓的零交叉點(diǎn)開始經(jīng)過預(yù)定的定時T1后進(jìn)行一次取樣，以對預(yù)定的相位角處的電動機(jī) 電流Im取樣，所以不需要高速的A/D變換器和數(shù)據(jù)處理， 一般變換速度的A/D變換器和一 般數(shù)據(jù)處理速度的微機(jī)等就可以了，因此可以使電動機(jī)控制裝置2成為廉價的結(jié)構(gòu)，而且 可以提供沒有電動機(jī)7的壽命末期的異?；鸹ㄔ斐傻拿盁煛⒅鸬陌踩碾妱訖C(jī)控制裝置 2。 另外，火花判別單元4，求出由A/D變換部3c取樣得到的此次的數(shù)字值與上次的數(shù) 字值的變化量(差的絕對值)，把該變化量與第一閾值比較，判斷是否產(chǎn)生了異?；鸹?，所 以不需要對少量的檢測值進(jìn)行相加并積累的積分單元等，可以以廉價的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)火花產(chǎn)生 的檢測。因此可以提供結(jié)構(gòu)廉價、沒有壽命末期的異常火花造成的冒煙、著火的安全的電動 機(jī)控制裝置。 另外，在上述的實施方式1中，說明了對工業(yè)電源電壓的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的各零 交叉點(diǎn)(圖2所示的零交叉點(diǎn)1 零交叉點(diǎn)6)的每一個進(jìn)行電動機(jī)電流Im的檢測的情 形，但并不僅限于此，即使只對正極側(cè)(圖2所示的零交叉點(diǎn)1、3、5)或負(fù)極側(cè)(圖2所示 的零交叉點(diǎn)2、4、6)中的任一方進(jìn)行也可以實現(xiàn)同樣的檢測。成為這樣的結(jié)構(gòu)時，可以把測 量精度維持在與上述大致相同的水平上，同時進(jìn)一步降低成本，并可以進(jìn)一步降低外來噪 聲的影響。另外，也可以是把要取樣的波形例如從10個收縮成1個、從20個收縮成1個的 結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步降低成本。但是，如果過分收縮，則工業(yè)電源1的電壓變動等會對火花產(chǎn) 生的檢測等產(chǎn)生影響，所以優(yōu)選地，至少以1秒1次以上為對象進(jìn)行取樣。
而且，在實施方式1中，用來對整流部3b的輸出進(jìn)行取樣的預(yù)定的定時Tl為，從 工業(yè)電源電壓的零交叉點(diǎn)開始經(jīng)過工業(yè)電源1的1/4周期的時間，例如T1 = 5ms，但并不僅 限于此，也可以是例如4ms、6ms，只要在比較電動機(jī)電流Im的A/D變換后的此次的數(shù)字值與上次的數(shù)字值時，預(yù)定的定時T1相同，就可以沒問題地同樣地檢測，這是不言而喻的。
另外，雖然構(gòu)成為用A/D變換部3c對電流檢測部3a的輸出取樣，無須區(qū)分工業(yè)電 源電壓的頻率分量和噪聲分量，但在火花造成的噪聲分量的影響大時、受到外來噪聲的影 響時，通過設(shè)定合適的截止頻率，在電路的合適位置例如A/D變換部3c的前級或電流檢測 部3a的后級設(shè)置低通濾波器，可以更可靠地檢測異?；鸹?，這是不言而喻的。通過這樣地 構(gòu)成，可以更良好地除去噪聲分量，可以準(zhǔn)確地進(jìn)行異?；鸹ǖ臋z測，可以提高安全性等。
另外，雖然在用整流部3b把電流檢測部3a的輸出整流之后用A/D變換部3c變換 成數(shù)字值，但通過不設(shè)置整流部3b而適當(dāng)?shù)卦O(shè)計電子電路，或?qū)/D變換部3c的數(shù)字值適 當(dāng)?shù)剡M(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即使直接用A/D變換部3c把電流檢測部3a的輸出變換成數(shù)字值，也獲 得同樣的效果，這是不言而喻的。 另外，雖然說明了整流部3b由把電流檢測部3a的輸出全波整流的二極管橋構(gòu)成， 但即使用半波整流電路，只要使A/D變換部3c的取樣的定時合適，就獲得同樣的效果，這是 不言而喻的。成為這樣的結(jié)構(gòu)時，可以把測量精度維持在與上述大致相同的水平上，同時進(jìn) 一步降低成本，并可以進(jìn)一步降低外來噪聲的影響。 另外，雖然說明了在預(yù)定的定時T1后進(jìn)行一次A/D變換的結(jié)構(gòu)，但也可以在預(yù)定 的定時T1后進(jìn)行多次A/D變換。此時，從多次A/D變換得到的數(shù)字值算出平均值，把該平 均值作為預(yù)定的定時T1后的數(shù)字值。成為這樣的結(jié)構(gòu)時，雖然需要性能更高的電路元件和 微機(jī)等，但可以進(jìn)一步提高異?；鸹ǖ臋z測精度。 而且，以工業(yè)電源電壓的零交叉點(diǎn)為基點(diǎn)說明了預(yù)定的定時T1，但也可以以工業(yè)
電源電壓的預(yù)定的電壓值為基點(diǎn)，獲得同樣的效果，這是不言而喻的。
(實施方式2) 圖8是示出本發(fā)明的實施方式2的電清掃器的示意結(jié)構(gòu)圖。 圖中所示的電清掃器由電清掃器主體10、軟管單元14、延伸管18和地板用吸入部 件19構(gòu)成，在電清掃器主體10中內(nèi)設(shè)有作為一并吸附空氣和灰塵的動力的電動鼓風(fēng)機(jī)11， 在電動鼓風(fēng)機(jī)11的上游側(cè)設(shè)有灰塵收存室12。該電動鼓風(fēng)機(jī)11與實施方式1中描述的電 動鼓風(fēng)機(jī)ll相同(參照圖9)。 軟管單元14由具有撓性的軟管15和在軟管15的一端(上游側(cè))安裝的手持柄 17構(gòu)成，軟管15的另一端(下游側(cè))與在電清掃器主體10的吸入口 13側(cè)設(shè)置的連接部 16可裝卸地連結(jié)起來。延伸管18的一端(下游側(cè))與手持柄17可裝卸地連結(jié)起來，另一 端(上游側(cè))與地板用吸入部件19可裝卸地連結(jié)起來。在電動鼓風(fēng)機(jī)11工作時，從地板 用吸入部件19到灰塵收存室12構(gòu)成負(fù)壓風(fēng)路，從灰塵收存室12的下游側(cè)到排氣口 20構(gòu) 成排氣風(fēng)路。 另外，雖然圖8中未示出，在該電清掃器中使用實施方式1的電動機(jī)控制裝置2。 電動機(jī)控制裝置2的火花檢測單元3、火花判斷單元4和驅(qū)動電動鼓風(fēng)機(jī)11的電動機(jī)7的 驅(qū)動單元5設(shè)置在電清掃器主體10內(nèi)，電動機(jī)控制裝置2的通報單元6配設(shè)在例如軟管單 元14的手持柄17上。 在象上述那樣構(gòu)成的電清掃器中，在驅(qū)動電動鼓風(fēng)機(jī)11時，電動機(jī)控制裝置2判 斷在電動機(jī)7的換向器llf與電刷11 j之間是否產(chǎn)生異?；鸹?。象實施方式1中所述的那 樣，電動機(jī)控制裝置2的火花判斷單元4，讀入由A/D變換部3c取樣得到的數(shù)字值，判斷每一檢測區(qū)間內(nèi)的最大值和最小值的數(shù)字值并算出變化量，分別與第一閾值比較，判斷是否 產(chǎn)生了異常火花。變化量在第一閾值以下時，判斷為不是異常火花；變化量超過第一閾值 時，判斷為異常火花，把該意思通知給驅(qū)動單元5，切斷向電動機(jī)7供給的電源，停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 通知給手持柄17上的通報單元6，顯示是電動機(jī)7的壽命末期造成的運(yùn)轉(zhuǎn)停止的意思。
另外，在一個檢測區(qū)間內(nèi)判斷為未產(chǎn)生異常火花時，求上次的檢測區(qū)間內(nèi)的最大 值與此次的檢測區(qū)間內(nèi)的最大值的差，把該變化量與第二閾值(第一閾值>第二閾值)比 較。變化量超過第二閾值時，判斷為使用環(huán)境變化造成的電流變化。這是替換地板用吸入 部件19而改用噴嘴的被褥壓縮袋的吸入、空調(diào)機(jī)過濾器的吸入等反復(fù)成為高風(fēng)量和低風(fēng) 量(根據(jù)情況為密閉狀態(tài))的狀態(tài)，此時，進(jìn)入在下一檢測區(qū)間內(nèi)是否產(chǎn)生了異?；鸹ǖ呐?斷。即，只有在一個檢測區(qū)間內(nèi)的最大值和最小值的差超過第一閾值，且兩個檢測區(qū)間各自 的最大值的差為第二閾值以下時，才判斷為真正產(chǎn)生了異常火花。 如上所述，根據(jù)實施方式2，由于在電清掃器主體10內(nèi)設(shè)置實施方式1的電動機(jī)控 制裝置2，進(jìn)行電動鼓風(fēng)機(jī)11的控制，所以可以防止與電動機(jī)7的異?；鸹ò殡S的冒煙、著 火，因此，不會把煙排到打掃中的室內(nèi)，而且也不會因煙而附著令人不快的氣味，不會因異 常火花而損害室內(nèi)的衛(wèi)生。另外，可以提供防止電動機(jī)7著火、與火災(zāi)有關(guān)的安全性高的電 清掃器。而且，可以使電清掃器的控制裝置極為簡單、部件個數(shù)少、廉價且可靠性高。
另外，即使出現(xiàn)替換地板用吸入部件19而改用噴嘴的被褥壓縮袋的吸入、空調(diào)機(jī) 過濾器的吸入等反復(fù)成為高風(fēng)量和低風(fēng)量(根據(jù)情況為密閉狀態(tài))那樣的情況，由于可以 區(qū)別電動機(jī)7的負(fù)載變動造成的電流變化和異?；鸹óa(chǎn)生造成的電流變化，所以可以提高 檢測精度，以廉價的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。 另外，在驅(qū)動單元5根據(jù)異?；鸹ǖ臋z測，切斷向電動機(jī)7供給的電源而停止運(yùn)轉(zhuǎn) 時，通過通報單元6，通知是到了電動機(jī)7的壽命末期，所以具有使用者容易地獲知為什么 運(yùn)轉(zhuǎn)停止的效果。 另外，在實施方式2中，描述了在軟管單元14的手持柄17上設(shè)置通報單元6，但也 可以在電清掃器主體10的上部設(shè)置通報單元6。該通報單元6可以是例如由液晶顯示元 件、LED等構(gòu)成的顯示元件，也可以是揚(yáng)聲器等的利用聲音的裝置。 [OO75](實施方式3) 圖10是示出本發(fā)明的實施方式3的手干燥裝置的外觀立體圖。
圖中所示的手干燥裝置是例如埋入型，在主體殼30內(nèi)的上部組裝有高壓空氣流 產(chǎn)生部31，在主體殼30的下部設(shè)置水桶部32。在高壓空氣流產(chǎn)生部31與水桶部32之間 形成具有手可以進(jìn)出的空間的手插入部33。雖然該圖中未示出，高壓空氣流產(chǎn)生部31由具 有換向器和電刷的電動機(jī)7以及用該電動機(jī)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的渦輪扇(未圖示)構(gòu)成。用在主 體殼30內(nèi)設(shè)置的實施方式1的電動機(jī)控制裝置2控制電動機(jī)7。該電動機(jī)控制裝置2中的 通報單元6配置在主體殼30的前面上部，由例如LED構(gòu)成。 在高壓空氣流產(chǎn)生部31的下部側(cè)設(shè)置沿主體殼30的寬度方向延伸而形成的空氣 噴嘴34，在空氣噴嘴34的兩側(cè)設(shè)置用來吸引外部空氣的吸入口 35。如果用電動機(jī)7旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動渦輪扇，則從吸入口 35吸引外部空氣，用渦輪扇壓縮該外部空氣而生成高壓空氣，從 空氣噴嘴34向水桶部32吹出高速氣流。水桶部32由把用來自空氣噴嘴34的高速氣流吹 飛的手上沾的水導(dǎo)向排水孔36的導(dǎo)水框37、在該導(dǎo)水框37上可裝卸地保持的水桶板38、收存來自排水孔36的水的排水容器39等構(gòu)成。該排水容器39可裝卸地安裝在水桶部32 上。 在象上述那樣構(gòu)成的手干燥裝置中，利用渦輪扇的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動從空氣噴嘴34噴射 高速氣流時，電動機(jī)控制裝置2判斷在電動機(jī)7的換向器llf與電刷llj之間是否產(chǎn)生異 ?；鸹āＯ髮嵤┓绞?、2中所述的那樣，電動機(jī)控制裝置2的火花判斷單元4，讀入由A/ D變換部3c取樣得到的數(shù)字值，判斷每一檢測區(qū)間內(nèi)的最大值和最小值的數(shù)字值并算出變 化量，分別與第一閾值比較，判斷是否產(chǎn)生了異?；鸹?。變化量在第一閾值以下時，判斷為 不是異常火花；變化量超過第一閾值時，判斷為異?；鸹?，把該意思通知給驅(qū)動單元5，切 斷向電動機(jī)7供給的電源，停止渦輪扇造成的高速氣流噴射，點(diǎn)亮或熄滅通報單元6即LED， 通報是電動機(jī)7的壽命末期造成的運(yùn)轉(zhuǎn)停止的意思。 另外，在一個檢測區(qū)間內(nèi)判斷為未產(chǎn)生異?；鸹〞r，求上次的檢測區(qū)間內(nèi)的最大 值與此次的檢測區(qū)間內(nèi)的最大值的差，把該變化量與第二閾值(第一閾值>第二閾值)比 較，變化量超過第二閾值時，判斷為使用環(huán)境變化，例如使用者堵塞吸入口 35、空氣噴嘴34 等造成的電流變化，進(jìn)入在下一檢測區(qū)間內(nèi)是否產(chǎn)生了異常火花的判斷。此時也是，只有在 一個檢測區(qū)間內(nèi)的最大值和最小值的差超過第一閾值，且兩個檢測區(qū)間各自的最大值的差 為第二閾值以下時，才判斷為真正產(chǎn)生了異?；鸹?。 如上所述，根據(jù)本實施方式3，由于通過搭載實施方式1的電動機(jī)控制裝置2，進(jìn)行 由電動機(jī)7和渦輪扇構(gòu)成的高壓空氣流產(chǎn)生部31的控制，可以防止電動機(jī)7的異?；鸹óa(chǎn) 生造成的冒煙、著火，所以不會向插入手插入部33想進(jìn)行干燥的手噴出火焰而造成燒傷， 而且也不會向想進(jìn)行干燥的手上噴煙而附著異味，而且也不會把煙吸入體內(nèi)。而且，由于不 會從空氣噴嘴34噴出煙或火焰，所以也不會在慌慌張張地抽出要干燥的手時碰到意想不 到的地方而受傷，而且可以提供與火災(zāi)有關(guān)的安全性高、針對受傷的安全性也高、衛(wèi)生性也 高的手干燥裝置。 另外，在上述的實施方式1 3中，針對一個一個的檢測區(qū)間判斷是否產(chǎn)生異?；?花，但也可以從多個檢測區(qū)間中判斷最大值和最小值并求差，把該變化量與第一閾值比較。 此時，在變化量超過第一閾值的狀態(tài)持續(xù)預(yù)定次數(shù)時，判斷為異?；鸹?。通過這樣，可以提 高異常火花的檢測精度。 另外，為了不因接通電源時流過電動機(jī)7的沖擊電流而檢測成異?；鸹ǎ部梢?br> 在火花判斷單元4中另外設(shè)置比第一閾值高的第三閾值，在從接通電源開始的預(yù)定時間內(nèi)
比較第三閾值與變化量(最大值與最小值的差)，然后與第一閾值比較。通過這樣，不會有
因沖擊電流的影響造成的異常火花的誤檢測，可以提高異?；鸹ǖ臋z測精度。 另外，也可以是直到從最初運(yùn)轉(zhuǎn)電動機(jī)7開始的累積運(yùn)轉(zhuǎn)時間經(jīng)過預(yù)定時間為
止，用比第一閾值高的第四閾值(但第四閾值比第三閾值低)判斷是否產(chǎn)生異?；鸹?。這
是因為，在電動機(jī)7是新的時，碳制的電刷llj與換向器llf的接觸面積小，在運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生
大的火花。即，直到經(jīng)過不因接觸面積產(chǎn)生大的火花的預(yù)定時間為止，用第四閾值不判斷為
異?；鸹ǎ诮?jīng)過預(yù)定時間之后用第一閾值。通過這樣，不會有異?；鸹ǖ恼`檢測，可以提
高異?；鸹ǖ臋z測精度。
權(quán)利要求
一種電動機(jī)控制裝置，其特征在于包括電流檢測單元，檢測在具有換向器和電刷的電動機(jī)中流過的電流；整流單元，對該電流檢測單元的輸出進(jìn)行整流；A/D變換單元，把該整流單元的輸出作為數(shù)字值取樣；火花判斷單元，在由該A/D變換單元取樣得到的數(shù)字值超過第一閾值時，判斷為在上述電動機(jī)中產(chǎn)生了異?；鸹?；以及驅(qū)動單元，在由該火花判別單元判斷為異?；鸹〞r，切斷向上述電動機(jī)供給的電源，停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于上述A/D變換單元與向上述電動機(jī)供給的工業(yè)電源的周期同步地，以預(yù)定的相位差對 流過上述電動機(jī)的電流取樣預(yù)定的次數(shù)；上述火花判斷單元求出由上述A/D變換單元取樣得到的數(shù)字值的預(yù)定時間內(nèi)的最大 值與最小值的差，在其變化量超過上述第一閾值時，判斷為在上述電動機(jī)中產(chǎn)生了異?；?花。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于上述火花判斷單元求出由上述A/D變換單元取樣得到的數(shù)字值的預(yù)定時間內(nèi)的最大 值與最小值的差，當(dāng)其變化量比上述第一閾值大預(yù)先設(shè)定的連續(xù)次數(shù)時，判斷為在上述電 動機(jī)中產(chǎn)生了異?；鸹?。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于 上述火花判斷單元求出由上述A/D變換單元取樣得到的數(shù)字值的預(yù)定時間內(nèi)的最大值和在上述預(yù)定時間以外的區(qū)間中取樣得到的預(yù)定時間內(nèi)的最大值的差，在其變化量超過 比上述第一閾值低的第二閾值時，判斷為在上述電動機(jī)中產(chǎn)生的火花不是異常。
5. 如權(quán)利要求1 4中任一項所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于 上述火花判斷單元直到從對上述電動機(jī)接通電源開始經(jīng)過預(yù)定時間為止，對上述變化量與比上述第一閾值高的第三閾值進(jìn)行比較，以不把流過上述電動機(jī)的沖擊電流造成的火 花判斷成異常。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于 上述火花判斷單元直到從最初運(yùn)轉(zhuǎn)上述電動機(jī)開始的累積運(yùn)轉(zhuǎn)時間經(jīng)過預(yù)定時間為止，對上述變化量與比上述第一閾值高且比上述第三閾值低的第四閾值進(jìn)行比較，以不把 上述電動機(jī)中產(chǎn)生的火花判斷成異常。
7. 如權(quán)利要求1 6中任一項所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于還包括 通報與由上述火花判斷單元判斷的異?；鸹ㄓ嘘P(guān)的信息的通報單元。
8. —種電清掃器，其特征在于包括具有換向器和電刷的電動機(jī)、以及如權(quán)利要求1 7中任一項所述的電動機(jī)控制裝置。
9. 一種手干燥裝置，其特征在于包括具有換向器和電刷的電動機(jī)、以及如權(quán)利要求 1 7中任一項所述的電動機(jī)控制裝置。
全文摘要
提供一種電清掃器，可以以廉價的結(jié)構(gòu)檢測火花產(chǎn)生，防止壽命末期時的異常過熱造成的冒煙、著火。包括檢測在具有換向器11f和電刷11j的電動機(jī)7中流過的電流的電流檢測部3a；對電流檢測部3a的輸出進(jìn)行整流的整流部3b；把整流部3b的輸出作為數(shù)字值取樣的A/D變換部3c；在由A/D變換部3c取樣得到的數(shù)字值超過第一閾值時，判斷為在電動機(jī)7中產(chǎn)生了異?；鸹ǖ幕鸹ㄅ袛鄦卧?；以及在用火花判別單元4判斷為異?；鸹〞r切斷對電動機(jī)7的電源供給而停止運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動單元5。
文檔編號A47L9/28GK101796713SQ20078010054
公開日2010年8月4日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者安島武彥, 村野元宏, 沼倉弘, 神保誠一, 飯塚政義 申請人:三菱電機(jī)株式會社;三菱電機(jī)家用機(jī)器株式會社