表面清潔器具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明提供了一種表面處理器具。
【背景技術(shù)】
[0002]表面處理器具，譬如真空吸塵器，可以包括清潔器頭，其具有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌器。用于為電機(jī)提供電力的電源電壓的變化往往會(huì)影響電機(jī)的性能。結(jié)果，器具的效率會(huì)不一致。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種表面處理器具，包括:清潔器頭，包括攪拌器和用于驅(qū)動(dòng)攪拌器的電機(jī);開(kāi)關(guān)，將電機(jī)聯(lián)接到電源電壓；電壓傳感器，用于測(cè)量電源電壓的幅度；電流傳感器，用于測(cè)量穿過(guò)電機(jī)的電流的幅度；以及控制器，配置為輸出HVM信號(hào)，用于控制所述開(kāi)關(guān)，其中控制器響應(yīng)于電源電壓的變化和響應(yīng)于電機(jī)電流的變化而調(diào)整PWM信號(hào)的占空比。
[0004]通過(guò)響應(yīng)于電源電壓和電機(jī)電流兩者的變化改變pmi信號(hào)的占空比，可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)更一致的性能。對(duì)于給定負(fù)載，電機(jī)的速度可正比于輸入電壓。因此，通過(guò)響應(yīng)于電源電壓的變化而調(diào)整pmi信號(hào)的占空比，對(duì)電機(jī)的速度的更好的控制可以被實(shí)現(xiàn)。特別地，控制器可以調(diào)整占空比使得，對(duì)于給定負(fù)載電機(jī)速度在一范圍的不同電源電壓下恒定。由于歐姆損耗，存在跨與電機(jī)串聯(lián)連接的電氣部件的電壓降。該電壓降正比于電機(jī)電流的幅度，該電機(jī)電流隨電機(jī)上的負(fù)載變化而變化。因此，到電機(jī)的輸入電壓對(duì)負(fù)載的改變敏感。通過(guò)響應(yīng)于電機(jī)電流的變化調(diào)整ΠΜ信號(hào)的占空比，對(duì)電機(jī)速度的更好地控制可以在不同負(fù)載下操作時(shí)實(shí)現(xiàn)。特別地，控制器可以響應(yīng)于電源電壓和電機(jī)電流的變化而調(diào)整占空比，使得在一范圍的不同電源電壓下相同的扭矩-速度曲線被保持。
[0005]控制器可以調(diào)整HVM信號(hào)的占空比，以便在一范圍的不同電源電壓下和一范圍的不同電機(jī)電流下保持到電機(jī)的恒定輸出電壓。結(jié)果電機(jī)的性能不受電源電壓的改變的影響。
[0006]對(duì)于給定占空比，到電機(jī)的輸入電壓隨電源電壓降低而降低。因此，控制器可以響應(yīng)于電源電壓的降低而升高占空比。當(dāng)穿過(guò)電機(jī)的電流增大時(shí)，跨與電機(jī)串聯(lián)連接的那些部件的電壓降增大，且由此到電機(jī)的輸出電壓減小。因此，控制器可以響應(yīng)于電機(jī)電流的升尚而升尚占空比。
[0007]當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，跨串聯(lián)連接的部件的電壓降正比于電機(jī)電流。然而，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，跨串聯(lián)連接的部件的電壓降為零。該電壓降，當(dāng)在PWM信號(hào)的每個(gè)周期上平均時(shí)，由此取決于電流和PWM的占空比，且由此取決于電源電壓。因此，響應(yīng)于電流變化調(diào)整占空比時(shí)，控制器可以調(diào)整占空比一個(gè)不僅取決于電機(jī)電流的變化還取決于電源電壓的幅度的量。也就是說(shuō)，響應(yīng)于電機(jī)電流中的給定變化，控制器可調(diào)整占空比一個(gè)取決于電源電壓幅度的量。更具體地，響應(yīng)于較低的電源電壓，控制器可調(diào)整占空比更大的量。結(jié)果當(dāng)在不同電源電壓下操作時(shí)電機(jī)的扭矩-速度曲線中的差異可以被減小。特別地，通過(guò)確保電機(jī)的輸入電壓恒定，相同的扭矩-速度曲線可以在不同電源電壓下被實(shí)現(xiàn)。
[0008]控制器可存儲(chǔ)電壓查找表和電流查找表，控制器可使用測(cè)得的電源電壓索引電壓查找表以選擇第一值，控制器可使用測(cè)得的電機(jī)電流索引電流查找表以選擇第二值。占空比于是由第一值和第二值之和限定。這于是具有益處在于占空比(其取決于電源電壓和電機(jī)電流兩者)可以以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式獲得。特別地，不需要去解潛在復(fù)雜的方程。結(jié)果，相對(duì)簡(jiǎn)單由此廉價(jià)的控制器可以被使用。
[0009]基于上述理由，當(dāng)響應(yīng)于電機(jī)電流調(diào)整占空比時(shí)，可能期望調(diào)整占空比一個(gè)還取決于電源電壓的量。因此，電流查找表可以存儲(chǔ)用于不同電機(jī)電流和用于不同電源電壓的不同值。控制器于是使用測(cè)得的電機(jī)電流和測(cè)得的電源電壓索引電流查找表，以選擇第二值。不是存儲(chǔ)電壓查找表和電流查找表，控制器可以想象存儲(chǔ)單個(gè)較大的二維查找表。然而，存儲(chǔ)兩個(gè)查找表的益處在于不同電壓分辨率可以被用于電壓查找表和電流查找表。特別地，更精細(xì)的電源電壓分辨率可以被用于電壓查找表，且較粗糙的電壓分辨率可以被用于電流查找表。結(jié)果，對(duì)輸入電壓的相對(duì)良好的控制可以通過(guò)使用較小的查找表實(shí)現(xiàn)，其于是降低了控制器的存儲(chǔ)需求。
[0010]如果PWM信號(hào)的占空比相對(duì)較高，當(dāng)電機(jī)靜止時(shí)，相對(duì)高的涌入電流將被電機(jī)抽取。因此，控制器可在電機(jī)靜止時(shí)使用預(yù)定占空比?？刂破骺捎谑侵芷谛缘卦龃笤撜伎毡裙潭?，直到該占空比等于或大于目標(biāo)占空比，目標(biāo)占空比使用測(cè)得的電源電壓和測(cè)得的電機(jī)電流確定。
[0011 ] 器具可包括電池組，其提供電源電壓。當(dāng)電池組放電時(shí)，電源電壓自然減小?？刂破饔谑钦{(diào)整PWM信號(hào)的占空比，使得電機(jī)的性能在電池組放電時(shí)相對(duì)恒定。
【附圖說(shuō)明】
[0012]為了本發(fā)明可被更容易地理解，本發(fā)明的實(shí)施例現(xiàn)在將要參考附圖通過(guò)實(shí)例而被描述，其中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的真空吸塵器的立體視圖，其中真空吸塵器的主體部被附接到第一清潔器頭；
[0014]圖2是真空吸塵器的另一立體視圖，其中主體部被附接到第二清潔器頭；
[0015]圖3是真空吸塵器的分解視圖；
[0016]圖4是第一清潔器頭的分解視圖；
[0017]圖5是第二清潔器頭的分解視圖；
[0018]圖6是真空吸塵器的抽吸源的分解視圖；
[0019]圖7是真空吸塵器的電路組件的方框圖；
[0020]圖8是電路組件的不意圖；
[0021]圖9詳細(xì)說(shuō)明了逆變器響應(yīng)于由電路組件的控制器發(fā)出的控制信號(hào)的允許狀態(tài)；
[0022]圖10示出在加速模式中操作時(shí)與抽吸源的無(wú)刷電機(jī)相關(guān)的各種波形；
[0023]圖11示出在穩(wěn)態(tài)模式中操作時(shí)與抽吸源的無(wú)刷電機(jī)相關(guān)的各種波形；
[0024]圖12詳細(xì)描述了當(dāng)控制清潔器頭的無(wú)刷電機(jī)時(shí)，電路組件的控制器使用的電壓查找表的一部分；以及
[0025]圖13詳細(xì)描述了當(dāng)控制清潔器頭的無(wú)刷電機(jī)時(shí)，電路組件的控制器使用的電流查找表的一部分。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1到6的真空吸塵器1包括主體部2，清潔器頭3通過(guò)細(xì)長(zhǎng)管4附接到主體部2。主體部2包括臟物分離器6，抽吸源7，電路組件8和電池組9。在使用期間，帶臟物空氣被抽吸通過(guò)清潔器頭3且經(jīng)由管4輸送到臟物分離器。臟物于是通過(guò)臟物分離器6從空氣分離并被保持。清潔空氣然后被抽吸通過(guò)抽吸源7，然后從吸塵器1排出。
[0027]清潔器頭3和管4可以從主體部2拆卸。此外，真空吸塵器1包括第二清潔器頭5，其可以直接附接到主體部2。結(jié)果，真空吸塵器1可以被用于立式或干式吸塵器(即如圖1所示，第一清潔器頭3和管4被附接到主體部2)或用作手持式吸塵器(即如圖2所示第二清潔器頭5直接附接到主體部2)。如圖3和4所示，兩個(gè)清潔器頭3、5每個(gè)包括攪拌器10、12和用于驅(qū)動(dòng)攪拌器10、12的有刷電機(jī)11、13。管4于是包括導(dǎo)線(未示出)，其沿著管4的長(zhǎng)度延伸，用于將電力從主體部2輸送到第一清潔器頭3。
[0028]抽吸源7包括葉輪14和用于驅(qū)動(dòng)該葉輪14的無(wú)刷電機(jī)15。無(wú)刷電機(jī)15包括四極永磁轉(zhuǎn)子16，其相對(duì)于四極定子17旋轉(zhuǎn)。圍繞定子17纏繞的導(dǎo)線聯(lián)接在一起以形成單相繞組18。
[0029]現(xiàn)在參考圖7和8，電路組件8負(fù)責(zé)控制真空吸塵器1的操作，且包括用戶可操作開(kāi)關(guān)20、第一驅(qū)動(dòng)電路21、第二驅(qū)動(dòng)電路22、電壓傳感器23