表面清洁器具的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明提供了一种表面处理器具。
【背景技术】
[0002]表面处理器具，譬如真空吸尘器，可以包括清洁器头，其具有由电机驱动的搅拌器。用于为电机提供电力的电源电压的变化往往会影响电机的性能。结果，器具的效率会不一致。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种表面处理器具，包括:清洁器头，包括搅拌器和用于驱动搅拌器的电机;开关，将电机联接到电源电压；电压传感器，用于测量电源电压的幅度；电流传感器，用于测量穿过电机的电流的幅度；以及控制器，配置为输出HVM信号，用于控制所述开关，其中控制器响应于电源电压的变化和响应于电机电流的变化而调整PWM信号的占空比。
[0004]通过响应于电源电压和电机电流两者的变化改变pmi信号的占空比，可对电机实现更一致的性能。对于给定负载，电机的速度可正比于输入电压。因此，通过响应于电源电压的变化而调整pmi信号的占空比，对电机的速度的更好的控制可以被实现。特别地，控制器可以调整占空比使得，对于给定负载电机速度在一范围的不同电源电压下恒定。由于欧姆损耗，存在跨与电机串联连接的电气部件的电压降。该电压降正比于电机电流的幅度，该电机电流随电机上的负载变化而变化。因此，到电机的输入电压对负载的改变敏感。通过响应于电机电流的变化调整ΠΜ信号的占空比，对电机速度的更好地控制可以在不同负载下操作时实现。特别地，控制器可以响应于电源电压和电机电流的变化而调整占空比，使得在一范围的不同电源电压下相同的扭矩-速度曲线被保持。
[0005]控制器可以调整HVM信号的占空比，以便在一范围的不同电源电压下和一范围的不同电机电流下保持到电机的恒定输出电压。结果电机的性能不受电源电压的改变的影响。
[0006]对于给定占空比，到电机的输入电压随电源电压降低而降低。因此，控制器可以响应于电源电压的降低而升高占空比。当穿过电机的电流增大时，跨与电机串联连接的那些部件的电压降增大，且由此到电机的输出电压减小。因此，控制器可以响应于电机电流的升尚而升尚占空比。
[0007]当开关闭合时，跨串联连接的部件的电压降正比于电机电流。然而，当开关断开时，跨串联连接的部件的电压降为零。该电压降，当在PWM信号的每个周期上平均时，由此取决于电流和PWM的占空比，且由此取决于电源电压。因此，响应于电流变化调整占空比时，控制器可以调整占空比一个不仅取决于电机电流的变化还取决于电源电压的幅度的量。也就是说，响应于电机电流中的给定变化，控制器可调整占空比一个取决于电源电压幅度的量。更具体地，响应于较低的电源电压，控制器可调整占空比更大的量。结果当在不同电源电压下操作时电机的扭矩-速度曲线中的差异可以被减小。特别地，通过确保电机的输入电压恒定，相同的扭矩-速度曲线可以在不同电源电压下被实现。
[0008]控制器可存储电压查找表和电流查找表，控制器可使用测得的电源电压索引电压查找表以选择第一值，控制器可使用测得的电机电流索引电流查找表以选择第二值。占空比于是由第一值和第二值之和限定。这于是具有益处在于占空比(其取决于电源电压和电机电流两者)可以以相对简单的方式获得。特别地，不需要去解潜在复杂的方程。结果，相对简单由此廉价的控制器可以被使用。
[0009]基于上述理由，当响应于电机电流调整占空比时，可能期望调整占空比一个还取决于电源电压的量。因此，电流查找表可以存储用于不同电机电流和用于不同电源电压的不同值。控制器于是使用测得的电机电流和测得的电源电压索引电流查找表，以选择第二值。不是存储电压查找表和电流查找表，控制器可以想象存储单个较大的二维查找表。然而，存储两个查找表的益处在于不同电压分辨率可以被用于电压查找表和电流查找表。特别地，更精细的电源电压分辨率可以被用于电压查找表，且较粗糙的电压分辨率可以被用于电流查找表。结果，对输入电压的相对良好的控制可以通过使用较小的查找表实现，其于是降低了控制器的存储需求。
[0010]如果PWM信号的占空比相对较高，当电机静止时，相对高的涌入电流将被电机抽取。因此，控制器可在电机静止时使用预定占空比。控制器可于是周期性地增大该占空比固定量，直到该占空比等于或大于目标占空比，目标占空比使用测得的电源电压和测得的电机电流确定。
[0011 ] 器具可包括电池组，其提供电源电压。当电池组放电时，电源电压自然减小。控制器于是调整PWM信号的占空比，使得电机的性能在电池组放电时相对恒定。
【附图说明】
[0012]为了本发明可被更容易地理解，本发明的实施例现在将要参考附图通过实例而被描述，其中:
[0013]图1是根据本发明的真空吸尘器的立体视图，其中真空吸尘器的主体部被附接到第一清洁器头；
[0014]图2是真空吸尘器的另一立体视图，其中主体部被附接到第二清洁器头；
[0015]图3是真空吸尘器的分解视图；
[0016]图4是第一清洁器头的分解视图；
[0017]图5是第二清洁器头的分解视图；
[0018]图6是真空吸尘器的抽吸源的分解视图；
[0019]图7是真空吸尘器的电路组件的方框图；
[0020]图8是电路组件的不意图；
[0021]图9详细说明了逆变器响应于由电路组件的控制器发出的控制信号的允许状态；
[0022]图10示出在加速模式中操作时与抽吸源的无刷电机相关的各种波形；
[0023]图11示出在稳态模式中操作时与抽吸源的无刷电机相关的各种波形；
[0024]图12详细描述了当控制清洁器头的无刷电机时，电路组件的控制器使用的电压查找表的一部分；以及
[0025]图13详细描述了当控制清洁器头的无刷电机时，电路组件的控制器使用的电流查找表的一部分。
【具体实施方式】
[0026]图1到6的真空吸尘器1包括主体部2，清洁器头3通过细长管4附接到主体部2。主体部2包括脏物分离器6，抽吸源7，电路组件8和电池组9。在使用期间，带脏物空气被抽吸通过清洁器头3且经由管4输送到脏物分离器。脏物于是通过脏物分离器6从空气分离并被保持。清洁空气然后被抽吸通过抽吸源7，然后从吸尘器1排出。
[0027]清洁器头3和管4可以从主体部2拆卸。此外，真空吸尘器1包括第二清洁器头5，其可以直接附接到主体部2。结果，真空吸尘器1可以被用于立式或干式吸尘器(即如图1所示，第一清洁器头3和管4被附接到主体部2)或用作手持式吸尘器(即如图2所示第二清洁器头5直接附接到主体部2)。如图3和4所示，两个清洁器头3、5每个包括搅拌器10、12和用于驱动搅拌器10、12的有刷电机11、13。管4于是包括导线(未示出)，其沿着管4的长度延伸，用于将电力从主体部2输送到第一清洁器头3。
[0028]抽吸源7包括叶轮14和用于驱动该叶轮14的无刷电机15。无刷电机15包括四极永磁转子16，其相对于四极定子17旋转。围绕定子17缠绕的导线联接在一起以形成单相绕组18。
[0029]现在参考图7和8，电路组件8负责控制真空吸尘器1的操作，且包括用户可操作开关20、第一驱动电路21、第二驱动电路22、电压传感器23