CN104521136B - 电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置 - Google Patents

Abstract

提供一种用于在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制的电动机控制装置以及电动机控制方法。电动机控制装置(110)是对驱动送风机(104)的电动机(105)进行控制的装置，具备：目标电动机输出计算部(115)，其计算用于使由送风机(104)供给的风量与目标风量(Q*)一致的目标电动机输出(P*)；以及动作指令生成部(116)，其获取电动机(105)的电动机输出(P)，基于与目标电动机输出(P*)的比较结果来指示电动机(105)的物理量，使得与目标电动机输出(P*)一致，其中，目标电动机输出计算部(115)计算将目标风量(Q*)除以电动机速度(ω)所得的变量的多项式与电动机速度(ω)的立方之积，来作为目标电动机输出(P*)。

Description

电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置，特别涉及一种进行换气、制冷制热的空调系统中的送风机的风量控制方法。

背景技术

在进行换气、制冷制热的空调系统中，特别是在将来自一个送风机的风通过风道送到一个或者多个房间的空调系统中，决定空调系统的压力损失的条件(下面称为“压损条件”)根据具有送风机的空调装置的设置状态、使用状态而不同。例如，根据与空调装置连接的风道的形状、长度的差异而压损条件不同。另外，由于在空调装置的吹出口、吸入口处安装的过滤器的堵塞而产生压损条件的经时变化。由于这种压损条件的差异、经时变化，得到规定的风量所需要的静压也发生变化。因此，存在以下情况：即使以同一转矩或转速对同一规格的多台空调装置进行驱动，得到的风量也有偏差。或者，存在以下情况：即使以固定的转矩或转速对某个空调装置进行驱动，也无法将风量维持为固定。因此，近年来要求即使压损条件、静压发生变化也将风量控制成维持目标风量(下面称为“风量固定控制”)。

作为实现风量固定控制的技术，例如有使用压力传感器的方式。但是，在易设置性、长期使用时的可靠性上存在问题。因此，正在研究不使用压力传感器而利用风量固定控制所需的送风机固有的特性(下面称为“风机特性”)的各种方式。在这种方式中，在进行基于风量固定控制的运转之前，事先进行测量送风机的电动机的物理量(电动机速度、电动机转矩等)与风量的关系的测量实验。然后，利用通过该测量实验得到的风机特性来进行风量固定控制。

作为这种风量固定控制的技术，例如已知专利文献1。根据专利文献1所示的以往技术，基于下述的式(1)来计算出驱动送风机的电动机的指示速度。

[式1]

S^*＝S+K×(S-Sa)…(1)

在此，S*是电动机的指示速度，S是电动机速度，Sa是目标电动机速度，K是增益。基于下述的式(2)来计算出目标电动机速度Sa。

[式2]

在此，T是电动机转矩，Q*是目标风量，k_nm(n＝0，1，2，…，j、m＝0，1，2，…，i)是常数，而且i和j是有限值。式(2)是表示以下关系的式子：在电动机转矩为T的情况下，为了使风量为目标风量Q*而需要的电动机速度为Sa。

常数k_nm是送风机所固有的系数，通过预先进行测量实验来求出。在该测量实验中，首先将送风机连接到风洞实验设备，在不同的静压下一边改变电动机速度、一边测量电动机转矩和风量。然后，使用最小二乘法来计算出常数k_nm，使得式(2)成为平均地满足该测量数据的回归式。

专利文献1所记载的电动机控制装置如上所述那样利用式(2)和式(1)计算指示速度S*，并进行使电动机速度S跟踪该指示速度S*的速度控制，由此实现风量固定控制，其中式(2)应用了事先通过测量实验求出的常数k_nm。

专利文献1：国际公开第2008/117515号

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所示的以往技术中，在风量固定控制时风量以什么样的精度与目标风量一致是取决于式(2)能够多准确地回归出实际的送风机的风机特性。也就是说，取决于常数k_nm的准确度。如果将包含误差的常数k_nm使用于式(2)，则由于基于错误的风机特性控制电动机，因此会产生风量误差，无法得到期望的目标风量。

常数k_nm的准确度对从所获取的测量数据得到作为回归式的式(2)时的回归误差有很大影响。为了将回归误差抑制得小，需要确保足够的测量数据数和足够的测量范围来进行测量实验。这是由于，当测量数据数少时，无法准确地回归出测量数据与测量数据之间的风机特性，另外，当测量范围不足够时，无法准确地回归出所测量的范围外侧的风机特性。

在专利文献1所示的以往技术中，为了确保足够的测量范围，需要使静压和电动机速度这两者遍及整个实际使用范围地变化。也就是说，需要使风洞实验设备的静压遍及整个在进行基于风量固定控制的运转时设想的静压变化幅度地变化，且使电动机速度遍及整个在进行基于风量固定控制的运转时使用的电动机速度范围地变化，来进行测量。因此，必须测量大量的数据，其结果是存在需要很多实验工时的问题。

本发明用于解决上述以往问题，目的在于提供一种能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制的电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的某个方式中的电动机控制装置是对驱动送风机的电动机进行控制的电动机控制装置，该电动机控制装置具备：目标电动机输出计算部，其获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及动作指令生成部，其获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

根据上述结构，一边自动搜索达到目标风量的电动机输出、一边控制电动机，因此即使压损条件、静压发生变化也能够实现风量固定控制。另外，由于目标电动机输出是作为将目标风量除以电动机速度所得的变量的多项式与电动机速度的立方之积而求出的，因此能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制。

另外，本发明的其它方式中的电动机控制方法是对驱动送风机的电动机进行控制的电动机控制方法，该电动机控制方法包括：第一步骤，获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及第二步骤，获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，在上述第一步骤中计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

根据上述方法，一边自动搜索达到目标风量的电动机输出、一边控制电动机，因此即使压损条件、静压发生变化也能够实现风量固定控制。另外，由于目标电动机输出是作为将目标风量除以电动机速度所得的变量的多项式与电动机速度的立方之积而求出的，因此能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制。

另外，本发明的其它方式中的送风装置是具备送风机、驱动上述送风机的电动机以及控制上述电动机的驱动的电动机控制装置的送风装置，上述电动机控制装置具备上述结构。

本发明的上述目的、其它目的、特征以及优点会通过参照附图并详细说明以下的优选实施方式而变得更明确。

发明的效果

本发明如以上说明的那样构成，起到能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制的效果。

附图说明

图1是表示应用了本发明所涉及的实施方式1中的电动机控制装置的空调装置的框图。

图2是表示本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的电动机转矩-电动机速度特性的图表。

图3是表示本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的电动机输出-电动机速度特性的图表。

图4是表示本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的目标电动机输出计算部和速度指令生成部的处理的流程图。

图5是表示本发明所涉及的实施方式2中的电动机控制装置的框图。

图6是表示本发明所涉及的实施方式2的电动机控制装置中的电动机转矩-电动机速度特性的图表。

图7是表示本发明所涉及的实施方式2的电动机控制装置中的目标电动机输出计算部115和转矩指令生成部的处理的流程图。

图8是表示用于在本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中计算风机系数的结构的框图。

图9是表示用于在本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中计算风机系数的实施过程的流程图。

图10是表示描绘出表1的测量数据及其回归曲线的风量-电动机输出特性的图表。

图11是表示用于在本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中计算风机系数时的试验运转的结构的一例的框图。

图12是表示本发明所涉及的实施方式1中的电动机控制装置的变形例的框图。

图13是表示本发明所涉及的实施方式2中的电动机控制装置的变形例的框图。

具体实施方式

(本发明的概要)

首先，说明本发明的概要。如前所述，作为进行风量固定控制的方法，在以往的电动机控制装置中，事先针对每个送风机进行用于得到风量固定控制所需的送风机固有的风机特性(电动机的物理量与风量的关系)的测量实验。在这样的测量实验中，若是以往的结构，则会基于前述的式(2)来进行测量实验，因此电动机的物理量与风量的关系不具有唯一性。因此，在测量实验中，需要使与风量相关的静压和作为电动机的物理量的电动机速度这两者遍及整个实际使用范围地变化。也就是说，需要使风洞实验设备的静压遍及整个在进行基于风量固定控制的运转时设想的静压变化幅度地变化，且使电动机速度遍及整个在进行基于风量固定控制的运转时使用的电动机速度范围地变化，来进行测量。因此，实验工时多，作为测量实验的结果而得到的系数也是近似性的系数，难以提高精度。

因此，本发明的发明人们鉴于以上的问题点专心研究的结果，得出以下见解：通过将流动的相似性(Similarity of flows)的概念引入到这样的电动机控制装置中，能够在电动机的物理量与风量的关系中发现唯一性。具体地说，利用在流动的相似性中电动机输出与电动机速度的立方成正比、风量与电动机速度成正比这样的特性，使用作为将目标风量除以电动机速度所得的变量的多项式与电动机速度的立方之积而计算出的目标电动机输出，来控制风量固定控制。通过像这样使用电动机速度及电动机输出与风量的关系呈唯一性的式子，只要以一个电动机速度进行数据测量就能够求出能够应用于全部电动机速度的风机系数的值。因而，即使利用少的实验工时也能够不受压损条件、静压的变化影响而高精度地实现风量固定控制。

下面，说明在本发明的实施方式中利用的目标电动机输出的推导式。

设通过某个电动机以一个电动机速度ω_S来驱动某个送风机，一边维持该一个电动机速度ω_S、一边改变设置了送风机的环境的静压。而且，设此时的电动机输出P_S与风量Q_S的关系回归为下述的多项式(3)。

[式3]

在此，i是0以上的整数，是表示回归式的阶次的有限值，K_n是表示回归式的系数的常数(n＝0，1，2，…，i)。

一般在风扇、鼓风机等送风机中，根据流动的相似性，轴动力与转速的立方成正比，风量与转速成正比。该法则在送风机以外的一般的流体机械中也成立。在此，如果送风机与电动机的轴不摇动或不偏离地被结合，则可视为送风机的轴动力与电动机输出相等、送风机的转速与电动机速度相等。因而，根据上述流动的相似性，下述式(4)和式(5)成立。

[式4]

[式5]

上述两个式子表示以下的关系：在驱动送风机的电动机的电动机速度从ω_S变化为ω时，电动机输出以电动机速度的变化率(ω/ω_S)的立方的比率从P_S变化为P，同时风量以与电动机速度的变化率(ω/ω_S)相同的比率从Q_S变化为Q。在此，当将式(4)和式(5)应用于式(3)时，推导出下述式(6)。

[式6]

在此，P是电动机输出，ω是电动机速度，Q是风量，i是0以上的整数、是与式(3)的阶次相同的有限值，K_n是与式(3)的系数相同的常数(n＝0，1，2，…，i)，ω_S是得到式(6)时的特定的电动机速度。

上述式(6)表示以下的关系：相对于任意的电动机速度ω而言，使风量为Q的电动机输出为P。在此，当以目标风量Q*置换风量Q、以目标电动机输出P*置换电动机输出P、并分别以α_n、β置换常数K_n、ω_S时，推导出以下式(7)。

[式7]

在此，ω是电动机速度，Q*是目标风量，i是0以上的整数且为有限值，α_n(n＝0，1，2，…，i)和β是常数。

在上述的式(7)中，将目标风量Q*除以电动机速度ω所得的变量的多项式相当于(α_n/β^3-n)·(Q*/ω)ⁿ，通过使该多项式乘以电动机速度ω的立方ω³，可以得到式(7)。

通过以上，只要一边以一个电动机速度ω_S来驱动送风机、一边测量电动机输出和风量，并将其测量结果回归为式(3)，就能够根据ω_S和K_n来直接决定风机系数α_n、β的值。

根据以上，本发明的某个方式所涉及的电动机控制装置是对驱动送风机的电动机进行控制的电动机控制装置，该电动机控制装置具备：目标电动机输出计算部，其获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及动作指令生成部，其获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

也可以是，上述目标电动机输出计算部利用上述式(7)来计算上述目标电动机输出。

也可以是，上述电动机控制装置具有电动机输出计算部，该电动机输出计算部获取表示上述电动机速度的第一检测信号和表示电动机转矩的第二检测信号，基于上述第一检测信号和上述第二检测信号来计算上述电动机输出。

也可以是，上述动作指令生成部构成为生成用于指示上述电动机速度的值的速度指令来作为上述动作指令的速度指令生成部。

也可以是，上述动作指令生成部构成为生成用于指示电动机转矩的值的转矩指令来作为上述动作指令的转矩指令生成部。

也可以是，上述速度指令生成部生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的立方根乘以上述电动机速度所得的结果，来作为上述速度指令。

也可以是，上述转矩指令生成部生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的2/3次方乘以上述电动机转矩所得的结果，来作为上述转矩指令。

也可以是，上述速度指令生成部利用对上述电动机输出与上述目标电动机输出之差进行积分运算所得的值来生成上述速度指令。

也可以是，上述转矩指令生成部利用对上述电动机输出与上述目标电动机输出之差进行积分运算所得的值来生成上述转矩指令。

也可以是，上述速度指令生成部利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机速度之和来生成上述速度指令。

也可以是，上述转矩指令生成部利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机转矩之和来生成上述转矩指令。

也可以是，上述电动机控制装置具备存储最大电动机输出的存储单元，上述目标电动机输出计算部将上述目标电动机输出限制在上述最大电动机输出以下后输出到上述动作指令生成部。

也可以是，上述电动机控制装置具备存储规定的最小电动机速度和大于最小电动机速度的最大电动机速度的存储单元，上述速度指令生成部将上述速度指令限制在上述最小电动机速度与上述最大电动机速度之间的范围内。

也可以是，上述电动机控制装置具备存储最小电动机转矩和最大电动机转矩的存储单元，上述转矩指令生成部将上述转矩指令限制在上述最小电动机转矩和上述最大电动机转矩的范围内。

也可以是，在本次得到的上述电动机转矩与上次得到的电动机转矩之差处于第一规定范围内的情况、本次得到的上述电动机输出与上次得到的电动机输出之差处于第二规定范围内的情况、以及上述电动机输出与上述目标电动机输出之差处于第三规定范围内的情况中的至少任一个情况下，上述动作指令生成部输出与上次输出的动作指令相同的值的上述动作指令。

也可以是，在上述转矩指令与上述电动机转矩之差处于第四规定范围内的情况下，上述转矩指令生成部输出与上次输出的转矩指令相同的值的上述转矩指令。

也可以是，上述电动机控制装置具有速度控制部，该速度控制部生成以使上述电动机速度与上述速度指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号。

也可以是，上述电动机控制装置具有转矩控制部，该转矩控制部生成以使上述电动机转矩与上述转矩指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号。

也可以是，由检测上述电动机速度的第一检测部输出表示上述电动机速度的上述第一检测信号。

也可以是，由检测上述电动机转矩或者流过上述电动机的电流的第二检测部输出表示上述电动机转矩的上述第二检测信号。

也可以是，上述电动机控制装置具有存储上述目标风量的存储器。

也可以是，上述存储器存储多个风量值，上述目标电动机输出计算部选择上述多个风量值中的一个来作为上述目标风量。

也可以是，上述电动机控制装置具有通过手动来操作的开关，构成为能够通过上述开关的操作来选择上述多个风量值中的一个以作为上述目标风量。

也可以是，上述电动机控制装置具有接收用于从上述多个风量值中选择上述目标风量的选择信号的通信部。

也可以是，上述电动机控制装置具有接收用于指示上述目标风量的信号的通信部。

也可以是，上述电动机控制装置具备：第一单元，其至少具有上述目标电动机输出计算部和上述动作指令生成部；以及第二单元，其至少具有上述速度控制部或者上述转矩控制部，其中，在上述第一单元与上述第二单元之间进行数据通信。

也可以是，上述第一单元通过上述数据通信至少将上述动作指令发送到上述第二单元，上述第二单元通过上述数据通信将上述第一检测信号和上述第二检测信号发送到上述第一单元。

另外，本发明的其它方式所涉及的电动机控制方法是对驱动送风机的电动机进行控制的电动机控制方法，该电动机控制方法包括：第一步骤，获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及第二步骤，获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，在上述第一步骤中计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

也可以是，在上述第一步骤中利用上述式(7)来计算上述目标电动机输出。

也可以是，上述电动机控制方法包括基于表示上述电动机速度的第一变动量和表示电动机转矩的第二变动量来计算上述电动机输出的第三步骤。

也可以是，上述动作指令是用于指示上述电动机速度的速度指令。

也可以是，上述动作指令是用于指示上述电动机转矩的转矩指令。

也可以是，在上述第二步骤中生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的立方根乘以上述电动机速度所得的结果，来作为上述速度指令。

也可以是，在上述第二步骤中生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的2/3次方乘以上述电动机转矩所得的结果，来作为上述转矩指令。

也可以是，在上述第二步骤中利用对上述电动机输出与上述目标电动机输出之差进行积分运算所得的值来生成上述速度指令。

也可以是，在上述第二步骤中利用对上述电动机输出与上述目标电动机输出之差进行积分运算所得的值来生成上述转矩指令。

也可以是，在上述第二步骤中利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机速度之和来生成上述速度指令。

也可以是，在上述第二步骤中利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机转矩之和来生成上述转矩指令。

也可以是，在上述第一步骤中将上述目标电动机输出限制在规定的最大电动机输出以下的范围内后输出。

也可以是，在上述第二步骤中将上述速度指令限制在规定的最小电动机速度与大于该最小电动机速度的最大电动机速度之间的范围内后输出。

也可以是，上述电动机控制方法包括存储最小电动机转矩和最大电动机转矩的步骤，在上述第二步骤中将上述转矩指令限制在规定的最小电动机转矩与大于该最小电动机转矩的最大电动机转矩之间的范围内后输出。

也可以包括第四步骤，在该第四步骤中，在上述电动机转矩与上次得到的电动机转矩之差处于第一规定范围外的情况、上述电动机输出与上次得到的电动机输出之差处于第二规定范围外的情况、上述电动机输出与上述目标电动机输出之差处于第三规定范围外的情况中的至少任一个情况下，将上述动作指令设定为与上次输出的动作指令相同的值。

也可以是，上述电动机控制方法包括第五步骤，在该第五步骤中，在上述转矩指令与上述电动机转矩之差处于第四规定范围内的情况下，将上述转矩指令设定为与上次输出的转矩指令相同的值。

也可以是，上述电动机控制方法包括第六步骤，在该第六步骤中，生成以使上述电动机速度与上述速度指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号。

也可以是，上述电动机控制方法包括第七步骤，在该第七步骤中，生成以使上述电动机转矩与上述转矩指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号。

也可以是，由检测上述电动机速度的第一检测部输出表示上述电动机速度的上述第一变动量。

也可以是，由检测上述电动机转矩或者流过上述电动机的电流的第二检测部输出表示上述电动机转矩的上述第二变动量。

也可以是，上述电动机控制方法一边通过上述电动机以一个电动机速度来驱动上述送风机，一边测定上述电动机输出和上述风量，使所得到的上述电动机输出回归或者近似为与所得到的上述风量相关的多项式，来求出上述多项式的系数，以使所得到的上述多项式的系数成为上述常数α_n的因数的方式运算上述常数α_n的值，将上述电动机输出和上述风量的测定中使用的上述一个电动机速度作为上述常数β的值。

也可以是，上述电动机控制方法将回归或者近似为与上述风量相关的多项式而得到的上述多项式的系数作为上述常数α_n的值。

也可以是，上述电动机控制方法将使回归或者近似为与上述风量相关的多项式而得到的上述多项式的系数乘以上述送风机的尺寸的变化比率的整数次方所得的值作为上述常数α_n的值。

另外，本发明的其它方式所涉及的送风装置是具备送风机、驱动上述送风机的电动机以及控制上述电动机的驱动的电动机控制装置的送风装置，上述电动机控制装置具备：电动机输出计算部，其获取表示电动机速度的第一检测信号和表示电动机转矩的第二检测信号，基于上述电动机速度和上述电动机转矩来计算电动机输出；目标电动机输出计算部，其基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；速度指令生成部，其基于上述电动机输出与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机速度的速度指令；以及速度控制部，其生成以使上述电动机速度与上述速度指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号，其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

另外，本发明的其它方式所涉及的送风装置是具备送风机、驱动上述送风机的电动机以及控制上述电动机的驱动的电动机控制装置的送风装置，上述电动机控制装置具备：电动机输出计算部，其获取表示电动机速度的第一检测信号和表示电动机转矩的第二检测信号，基于上述电动机速度和上述电动机转矩来计算电动机输出；目标电动机输出计算部，其基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；转矩指令生成部，其基于上述电动机输出与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机转矩的转矩指令；以及转矩控制部，其生成以使上述电动机转矩与上述转矩指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号，其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

上述送风装置也可以搭载于空调装置。

上述空调装置也可以设置于一般房屋、业务用建筑物、商业用建筑物、洁净室(clean room)以及业务用空调设备中的任一个。

上述空调装置也可以设置于汽车、公交车、铁道车辆、飞机和船舶中的任一个。

下面，参照附图来说明本发明的实施方式中的电动机控制装置和电动机控制方法。在下述实施方式的电动机控制装置中进行的风量固定控制不受压损条件、静压的变化影响而将风量维持为目标风量。在本实施方式中的风机系数的计算例中，说明为了得到实现这样的风量固定控制所需的送风机固有的风机系数而实施的测量实验和基于该测量实验的计算。在风量固定控制之前实施该测量实验和基于该测量实验的计算。此外，本发明并不限定于这些实施方式。

(实施方式1)

图1是表示应用了本发明所涉及的实施方式1中的电动机控制装置的空调装置的框图。如图1所示，构成为本实施方式的送风装置的空调装置101具备：送风机104，其向送风路径102送入空气；电动机105，其驱动送风机104；转换器106，其将来自交流电源103的交流电力转换为直流电力；逆变器107，其将直流电力转换为交流电力后供给到电动机105；位置检测器108，其检测电动机105的转子(未图示)的位置；电流检测器109，其检测电动机105的电流；以及电动机控制装置110，其将空调装置101的风量控制为目标风量Q*。

电动机控制装置110具备：速度检测部111，其根据位置检测器108的输出信号来检测电动机速度ω；转矩检测部112，其根据电流检测器109的输出信号来检测电动机转矩T；电动机输出计算部113，其基于电动机速度ω和电动机转矩T来计算电动机105的电动机输出P；存储器114，其存储从外部输入的目标风量Q*；目标电动机输出计算部115，其基于电动机速度ω和从存储器114读出的目标风量Q*来计算目标电动机输出P*；速度指令生成部116，其生成电动机105的速度指令ω*使得电动机输出P与目标电动机输出P*一致；速度控制部117，其输出用于使电动机速度ω跟踪速度指令ω*的针对逆变器的驱动控制信号；以及开关118。本实施方式中的速度检测部111作为检测表示作为第一变动量的电动机速度的第一检测信号的第一检测部而发挥功能，转矩检测部112作为检测表示作为第二变动量的电动机转矩的第二检测信号的第二检测部而发挥功能，速度指令生成部116作为控制作为电动机的物理量的速度的动作指令生成部而发挥功能。

接着，说明图1所示的空调装置101的动作和结构要素的详情。送风机104通过送风路径102向期望的场所供给空气。送风机104在本实施方式中为多叶片风扇。但是，送风机104的构造、形式没有特别限定，也可以不是多叶片风扇。电动机105在与送风机104结合的状态下旋转，来驱动送风机104。电动机105在本实施方式中为永磁同步电动机。但是，电动机105的构造、形式没有特别限定，也可以是其它电动机、例如感应电动机、电磁同步电动机。转换器106将交流电源103的交流电压进行整流、平滑来转换为规定的直流电压。逆变器107按照从电动机控制装置110输入的驱动控制信号进行半导体开关动作，将来自转换器106的直流电压转换为交流电压，并将其作为驱动电压提供给电动机105。在此，逆变器107内部的开关结构、开关动作方式只要适合于驱动电动机105的目的即可，没有特别限定。位置检测器108安装于电动机105，输出与电动机105的转子(未图示)的位置相应的信号。此外，在能够通过估计来检测转子的位置、速度的情况下，不需要位置检测器108。电流检测器109直接检测电动机的相电流，输出与相电流值相应的信号。此外，只要能够根据检测出的电流估计出电动机转矩，则不管在哪个部分检测电流都可以，例如也可以将电流检测器109插入到从转换器106向逆变器107的直流线来检测电流。

接着，说明电动机控制装置110的动作和结构要素。

速度检测部111基于位置检测器108的输出信号来计算电动机速度ω。但是，在使用通过估计来检测转子的位置、速度的无传感器控制对电动机105进行驱动的情况下，也可以构成为使用电动机电流、电动机驱动电压来计算电动机速度ω，来代替使用位置检测器108的输出信号。转矩检测部112基于电流检测器109的输出信号来计算电动机转矩T。在此，电动机转矩T也可以是包含电动机105的转矩信息的物理量、例如电动机电流、电动机电流中的对转矩有贡献的向量分量。对转矩有贡献的向量分量例如也可以是对电动机电流进行d-q转换时得到的q轴电流。另外，速度检测部111和转矩检测部112无需如图1所示那样位于电动机控制装置110的内部，也可以配置于外部。其中，在配置于外部的情况下，构成为将计算出的电动机速度ω和电动机转矩T输入到电动机控制装置110。

电动机输出计算部113将电动机速度ω与电动机转矩T相乘来计算电动机输出P＝T×ω，并将该电动机输出P输出到速度指令生成部116。

存储器114是由RAM、ROM等构成的存储部。在该ROM中预先存储有目标风量Q*，目标电动机输出计算部115在进行后述的运算时，从ROM读出目标风量Q*来利用于运算。所存储的目标风量Q*也可以有多个。在该情况下，通过来自电动机控制装置110的外部的通信输入来从多个目标风量Q*中选择一个。或者，也可以通过以手动方式对设置于电动机控制装置110的开关118进行操作来从多个目标风量Q*中选择一个。

另外，目标风量Q*未必需要预先存储在ROM中。也可以通过来自电动机控制装置110的外部的通信输入来将目标风量Q*适当地发送到电动机控制装置110。在该情况下，所接收到的目标风量Q*被存储到存储器114内的RAM等，每当新的目标风量Q*发送过来时都被更新。

从外部被通信输入的目标风量Q*的值是基于安装电动机105的空调环境来决定的。即，根据以下情况等来决定目标风量Q*：需要向在作为室内空调对象的房间中成为基准的房间送入多少风量、或者对空调设备来说多少风量时效率好等。另外，还有时根据设置空调设备的地区的气候等对目标风量Q*进行校正。例如在温暖且湿度高的地区，有时目标风量Q*被设定得高。在事先了解空调环境的情况下，能够在设置电动机之前设定目标风量Q*。当然，也能够在设置时视空调环境来设定目标风量Q*。

目标电动机输出计算部115基于从速度检测部111获取的电动机速度ω和从存储器114读出的目标风量Q*来计算目标电动机输出P*并输出到速度指令生成部116。具体地说，计算将目标风量Q*除以电动机速度ω所得的变量的多项式与电动机速度ω的立方之积，来作为目标电动机输出P*。

在本实施方式中，特别是，目标电动机输出计算部115利用上述式(7)来计算目标电动机输出P*。

上述式(7)表示以下的关系：相对于任意的电动机速度ω而言，使风量为目标风量Q*的电动机输出为P*。使该关系具有特征的系数α_n、β具有与送风机的形状、尺寸相对的固有的值。下面，将该系数α_n、β称为风机系数(日语：ブロワ係数)。通过在进行风量固定控制下的运转之前预先实施测量实验、计算，来求出风机系数α_n、β的值。关于该测量实验、基于该测量实验的计算在以后叙述。

速度指令生成部116基于从电动机输出计算部113获取的电动机输出P与从目标电动机输出计算部115获取的目标电动机输出P*的比较结果，生成以使电动机输出P与目标电动机输出P*一致的方式控制电动机105的电动机速度ω的速度指令ω*。即，在本实施方式中，采用电动机速度ω作为成为控制对象的电动机的物理量，生成速度指令ω*作为电动机105的动作指令。

速度指令生成部116使用下述的式(8)来生成速度指令ω*。

[式8]

在此，ω是电动机105的电动机速度，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

叙述上述式(8)的推导和依据。基于流动的相似性(Similarity of flows)来推导出式(8)。根据流动的相似性，送风机的轴动力与送风机的转速的立方成正比。该法则在送风机以外的一般的流体机械中也成立。在此，如果送风机与电动机的轴不摇动或不偏离地被结合，则可视为送风机的轴动力与电动机输出相等、送风机的转速与电动机速度相等。因此，根据上述流动的相似性，驱动送风机的电动机的电动机输出与电动机速度的立方成正比。通过以上，推导出电动机速度以电动机输出的变化比率的1/3次方的变化比率来变化的式(8)。

叙述通过使用式(8)带来的作用和效果。利用式(8)计算出的速度指令ω*的值是达到与目标电动机输出P*相等的电动机输出的电动机速度。也就是说，通过以利用式(8)计算出的速度指令ω*对电动机进行速度控制，电动机输出P变得与目标电动机输出P*相等。因此，通过使用式(8)进行速度控制，能够迅速地达到目标电动机输出P*。

也可以利用下述的式(9)来生成速度指令ω*，以代替上述式(8)。

[式9]

在此，ω_prev*是速度指令生成部116上次输出的速度指令，K_G是控制增益(正的常数)，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

上述式(9)将按每个计算周期对电动机输出的目标值与当前值之差的常数倍进行累计所得的结果作为速度指令ω*。这表示所谓的基于积分补偿的反馈控制的操作量。在此，通过将控制增益K_G设定为足够小的值，能够使速度指令ω*的变化变缓。

速度指令生成部116也可以使用式(8)和式(9)中的任一个生成速度指令ω*。在想要将电动机输出P迅速地向目标电动机输出P*控制的情况下，优选式(8)，在想要将电动机输出P缓慢地向目标电动机输出P*控制的情况下，优选应用了小的控制增益K_G的式(9)。此外，速度指令ω*的生成方法只要使电动机输出P与目标电动机输出P*一致即可，并不限定于式(8)或者式(9)。

速度控制部117将电动机速度ω与速度指令ω*进行比较，通过输出用于使电动机速度ω跟踪速度指令ω*的针对逆变器107的驱动控制信号，来对电动机105进行速度控制。

开关118设置于电动机控制装置110，能够通过手动操作从存储器114中存储的多个目标风量Q*中选择一个。并且，通过手动操作对电动机控制装置110内的控制块结构进行切换。

本实施方式中的电动机控制装置110能够通过开关118、来自外部的通信输入而切换为多个模式。多个模式至少包括风量固定控制模式和速度控制模式。风量固定控制模式是如下的控制模式：如前所述，基于从电动机输出计算部113获取的电动机输出P与在目标电动机输出计算部115中根据从速度检测部111获取的电动机速度和目标风量Q*计算出的目标电动机输出P*的比较结果，来控制电动机105的电动机速度ω，使得电动机输出P与目标电动机输出P*一致。另外，速度控制模式包括以下的速度控制模式：速度控制部基于从速度检测部111获取的电动机速度ω和从转矩检测部112获取的电动机转矩T来生成驱动控制信号。

在本实施方式中选择了风量固定控制模式。此外，在为了求出目标电动机输出计算部115中使用的式(7)的风机系数α_n、β的值而实施的测量实验中，利用速度控制模式。此外，也可以构成为通过来自外部的通信输入来切换控制块结构以代替使用开关118。

下面使用图2、图3来说明如上那样构成的电动机控制装置110的动作。

图2是表示本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的电动机转矩-电动机速度特性的图表。在图2中，曲线201表示风量变为目标风量Q*时的电动机转矩-电动机速度特性(下面称为“风量固定曲线”)。曲线202及203分别是包括送风路径102的空调系统内的压损条件所特有的电动机转矩-电动机速度特性(下面称为“压损曲线”)。电动机105能够在该压损曲线上动作。另外，P₁、P₁*、P₂、P₂*、P_E所示的曲线分别是与固定的电动机输出对应的曲线(下面称为“电动机输出固定曲线”)，括号内的数值表示与各电动机输出固定曲线对应的电动机输出值。这些数值是指将额定电动机输出设为100％的情况下的各曲线的电动机输出值的比率。

假设当前空调系统的压损条件由压损曲线202表示、电动机105的动作点位于点B1。此时，动作点B1位于压损曲线202与风量固定曲线201的交点，因此送风机104供给与目标风量Q*相等的风量。此外，此时的电动机速度为ω₁。

在此，设空调环境发生变化，压损曲线从202变化为203。例如，设送风路径102的多个吹出口处设置的几个通气罩(日语：ベントキャップ)被关闭，应该调节空气的房间数变化，空调系统的压力损失变大。此时，由于通过速度控制部117对电动机105进行速度控制，因此动作点一边维持电动机速度ω₁、一边移动到新的压损曲线203上的点A1。

在动作点移动到点A1之后，电动机输出计算部113基于由速度检测部111检测出的当前的电动机速度ω₁和由转矩检测部112检测出的当前的电动机转矩T₁来计算当前的电动机输出P。其计算结果P₁(10％)被输出到速度指令生成部116。另一方面，目标电动机输出计算部115将目标风量Q*和当前的电动机速度ω₁代入式(7)，计算目标电动机输出P*。此时计算出的目标电动机输出P*是风量固定曲线201上的得到与当前的动作点A1相同的电动机速度ω₁的点B1处的电动机输出P₁*(20％)。该P₁*(20％)被输出到速度指令生成部116。接着，速度指令生成部116将所输入的电动机输出P₁(10％)和目标电动机输出P₁*(20％)代入式(8)或者式(9)，生成速度指令ω*。在假设使用式(9)的情况下，从P₁*(20％)减去P₁(10％)所得的差10％(＝20％-10％)与正的控制增益K_G相乘后加上上次的速度指令(设为ω₁)所得的结果为速度指令ω*。因此，生成比当前的电动机速度ω₁大的速度指令ω*，电动机105被加速。速度控制部117从速度指令部116接收速度指令ω*，按照该速度指令ω*进行速度控制。

在此，设通过速度控制而动作点从A1移动到A2。在该移动目的地的动作点A2处也同样地，电动机控制装置110计算当前的电动机输出P₂(30％)和目标电动机输出P₂*(40％)，生成新的速度指令ω*，进行速度控制。通过重复这一处理，动作点会依次移动到点A3、A4，最终稳定在电动机输出P和目标电动机输出P*一致为P_E(80％)的动作点、即压损曲线203与风量固定曲线201的交点E。此时，由送风机104供给的风量与目标风量Q*相等，达到风量固定控制。

另外，在压损曲线从203恢复为202的情况下，动作点朝着与上述的过程相反的方向沿压损曲线202移动，返回到与风量固定曲线201的交点B1。

图3是表示本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的电动机输出-电动机速度特性的图表。图3中将图2的转矩轴置换为电动机输出轴来描绘以上说明的动作。在图3中，曲线301是与图2中的曲线201相同的目标风量Q*所对应的风量固定曲线。曲线302及303是与图2中的曲线202及203分别相同的压损条件所对应的压损曲线。

设当前动作点的初始位置为点B1，空调系统的压损曲线从302变化为303。于是，动作点移动到点A1，电动机输出计算部113计算当前的电动机输出P＝P₁，目标电动机输出计算部115计算在风量固定曲线301上得到当前的电动机速度ω₁的点B1的电动机输出P*＝P₁*。然后，速度指令生成部116生成速度指令ω*使得电动机输出P接近目标电动机输出P₁*，速度控制部117按照该速度指令ω*进行速度控制。通过以上的重复，与图2同样地，动作点沿压损曲线303移动到点A2、A3、A4。然后，动作点最终收敛于与风量固定曲线301的交点E处，达到风量固定控制。

接着，叙述本实施方式的电动机控制装置110中的风量固定控制的动作稳定化功能和保护功能。

图4是表示本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的目标电动机输出计算部和速度指令生成部的处理的流程图。步骤S401和S402是目标电动机输出计算部115的处理，步骤S403至S406是速度指令生成部116的处理。目标电动机输出计算部115预先获取由速度检测部111检测出的电动机速度ω和存储器114中存储的目标风量Q*。另外，速度指令生成部116预先获取由速度检测部111检测出的电动机速度ω和由转矩检测部112检测出的电动机转矩T。

首先，说明图4中的步骤S401和S402的处理。

在最初的步骤S401中，目标电动机输出计算部115利用上述式(7)来计算目标电动机输出P*。在接下来的步骤S402中，如果在步骤S401中计算出的目标电动机输出P*为规定的最大电动机输出以下，则目标电动机输出计算部115不对目标电动机输出P*进行修正，如果在步骤S401中计算出的目标电动机输出P*为规定的最大电动机输出以上，则目标电动机输出计算部115将目标电动机输出P*修正为规定的最大电动机输出。

说明该步骤S402的效果。假如没有设置电动机输出的上限，则有时流过包括转换器106、逆变器107的电动机驱动电路的电流变得过大，导致瞬间或者持续地超过可以流通的额定电流值。在该情况下，存在电动机驱动电路由于元件的发热等而发生故障的担忧。因此，通过对目标电动机输出P*设置最大电动机输出，限制流过电动机驱动电路的电流值的增加，从而能够防止电动机驱动电路的故障。

接着，说明图4中的步骤S403至S406的处理。

在步骤S403中，速度指令生成部116计算本次检测出的电动机转矩T与上次检测出的电动机转矩T之差。然后，如果该差处于规定范围(第一规定范围)外，则速度指令生成部116进行步骤S405的处理。另一方面，在该差处于规定范围内的情况下，速度指令生成部116判断为电动机转矩T的变化微小，进行步骤S404的处理。在步骤S404中，速度指令生成部116将速度指令ω*设定为与上次输出的速度指令ω*_prev相同的值。然后，速度指令生成部116将修正得到的该速度指令ω_prev*输出到速度控制部117。

说明该步骤S403和S404的效果。假如不进行步骤S403和S404而对于微小的电动机转矩T的变化也通过步骤S405改变速度指令ω*，则速度指令ω*想要跟踪电动机转矩T的变化而振动，由空调装置101供给的风量总是在目标风量Q*的风量值处来来回回而不会稳定地收敛。为了避免该情况，在本实施方式中，利用上述规定范围来设置转矩检测的不灵敏区。由此，防止速度指令ω*在收敛点附近振动，从而能够使风量稳定地收敛为目标风量Q*。

此外，在步骤S403中，也可以代替判断本次检测出的电动机转矩T与上次检测出的电动机转矩T之差是否处于第一规定范围内，而通过判断电动机输出P与目标电动机输出P*之差是否处于第二规定范围内或者本次计算出的电动机输出P与上次计算出的电动机输出P之差是否处于第三规定范围内，来决定是否变更速度指令ω*。在该情况下，通过对电动机输出设置不灵敏区，能够得到同样的效果。

在步骤S405中，速度指令生成部116利用上述式(8)或者式(9)计算速度指令ω*，在接下来的步骤S406中，速度指令生成部116判断速度指令ω*是否处于规定的最小电动机速度与规定的最大电动机速度之间的范围内。如果速度指令ω*处于上述范围内，则速度指令生成部116不对速度指令ω*进行修正，在速度指令ω*小于规定的最小电动机速度的情况下，速度指令生成部116将速度指令ω*修正为最小电动机速度，在速度指令ω*超过规定的最大电动机速度的情况下，速度指令生成部116将速度指令ω*修正为规定的最大电动机速度。

说明该步骤S406的效果。存在送风路径102内的压力损失小的情况等不那么需要电动机速度ω以得到目标风量Q*的风量值的空调环境。在这种空调环境下，有时电动机速度ω变为极低速。在该情况下，在通过目标电动机输出计算部115计算目标电动机输出P*时，对式(7)的ω代入小的值，因此有时会由于电动机控制装置110的运算分辨率的极限而将目标电动机输出P*计算为大致零。当大致零的目标电动机输出P*被输入到速度指令生成部116时，生成的速度指令ω*为大致零，电动机105进一步减速。而且，若重复以上情况则速度指令ω*会变为零，导致电动机105停止。因此，通过对速度指令ω*设置作为下限的最小电动机速度，能够防止电动机105的停止。

反之在送风路径102内的压力损失大的情况下，存在速度指令ω*成为异常高的值的情况。在该情况下，存在以下担忧：试图实现超出电动机105的能力的动作而动作变得不稳定、或者由于电动机105高速旋转而送风机104、电动机105的振动变大从而送风机104、电动机105发生故障。因此，通过对速度指令ω*设置作为上限的最大电动机速度，能够防止控制的不稳定化、送风机或电动机的故障。

如以上那样，本实施方式的电动机控制装置110构成为具备目标电动机输出计算部115和速度指令生成部116，该目标电动机输出计算部115基于目标风量Q*和电动机速度ω来计算用于使由送风机104供给的风量与目标风量Q*一致的目标电动机输出P*，该速度指令生成部116基于电动机输出P与目标电动机输出P*的比较结果来生成以使电动机输出P与目标电动机输出P*一致的方式控制电动机速度ω的速度指令ω*。

通过这样构成，即使压损条件、静压发生变化，由于一边自动搜索达到目标风量Q*的目标电动机输出P*、一边控制电动机105，因此也能够不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制。

(实施方式2)

下面，说明本发明所涉及的实施方式2中的电动机控制装置。图5是表示本发明所涉及的实施方式2中的电动机控制装置的框图。在本实施方式中，与上述实施方式1的不同之处在于，如图5所示，具有将实施方式1中的速度指令生成部116和速度控制部117分别置换为转矩指令生成部516和转矩控制部517的结构。其它结构要素与实施方式1相同，因此标注相同的符号，省略说明。

说明图5所示的电动机控制装置510中的转矩指令生成部516和转矩控制部517的动作。

转矩指令生成部516基于从电动机输出计算部113获取的电动机输出P与从目标电动机输出计算部115获取的目标电动机输出P*的比较结果，生成以使电动机输出P与目标电动机输出P*一致的方式控制电动机105的电动机转矩T的转矩指令T*。即，在本实施方式中，采用电动机转矩T作为成为控制对象的电动机的物理量，转矩指令生成部516作为生成转矩指令T*来作为电动机105的动作指令的动作指令生成部而发挥功能。

转矩指令生成部516使用下述式(10)来生成转矩指令T*。

[式10]

在此，T是电动机105的电动机转矩，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

叙述上述式(10)的推导和依据。基于流动的相似性来推导出式(10)。根据流动的相似性，送风机的轴动力与送风机的转速的立方成正比。该法则在送风机以外的一般的流体机械中也成立。在此，如果送风机与电动机的轴不摇动或不偏离地被结合，则可视为送风机的轴动力与电动机输出相等、送风机的转速与电动机速度相等。因此，根据上述流动的相似性，驱动送风机的电动机输出与电动机速度的立方成正比。另外，若利用电动机输出是电动机转矩与电动机速度之积这一点，则也可以推导出驱动送风机的电动机转矩与电动机速度的平方成正比的关系。若将以上的关系进行组合，则可以推导出驱动送风机的电动机转矩与电动机输出的2/3次方成正比的式(10)的关系。

叙述通过使用式(10)带来的作用和效果。利用式(10)计算出的转矩指令T*的值是达到与目标电动机输出P*相等的电动机输出的电动机转矩。也就是说，通过以利用式(10)计算出的转矩指令ω*对电动机进行转矩控制，电动机转矩变得与目标电动机输出P*相等。因此，通过使用式(10)进行转矩控制，能够迅速地达到目标电动机输出P*。

也可以利用下述的式(11)来生成转矩指令T*，以代替上述式(10)。

[式11]

在此，T*_prev是转矩指令生成部516上次输出的转矩指令，K_GT是控制增益(正的常数)，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

上述式(11)将按每个计算周期对电动机输出的目标值与当前值之差的常数倍进行累计所得的结果作为转矩指令T*。这表示所谓的基于积分补偿的反馈控制的操作量。在此，通过将控制增益K_GT设定为足够小的值，能够使转矩指令T*的变化变缓。

转矩指令生成部516也可以使用式(10)和式(11)中的任一个生成转矩指令T*。在想要将电动机输出P迅速地向目标电动机输出P*控制的情况下，优选式(10)，在想要将电动机输出P缓慢地向目标电动机输出P*控制的情况下，优选应用了小的控制增益K_GT的式(11)。此外，转矩指令T*的生成方法只要使电动机输出P与目标电动机输出P*一致即可，并不限定于式(10)或者式(11)。

转矩控制部517将电动机转矩T与转矩指令T*进行比较，通过输出用于使电动机转矩T跟踪转矩指令T*的针对逆变器107的驱动控制信号，来对电动机105进行转矩控制。

下面使用图6来说明如上那样构成的电动机控制装置510的动作。

图6是表示本发明所涉及的实施方式2的电动机控制装置中的电动机转矩-电动机速度特性的图表。在图6中，曲线601表示风量变为目标风量Q*的电动机转矩-电动机速度特性(下面称为“风量固定曲线”)。曲线602及603分别是包括送风路径102的空调系统内的压损条件所特有的电动机转矩-电动机速度特性(下面称为“压损曲线”)。电动机105能够在该压损曲线上动作。另外，P_T、P_T*、P_E所示的曲线分别是与固定的电动机输出对应的曲线(下面称为“电动机输出固定曲线”)，括号内的数值表示与各曲线对应的电动机输出值。这些数值是指将额定电动机输出设为100％的情况下的各电动机输出固定曲线的电动机输出值的比率。

假设当前空调系统的压损条件由压损曲线602表示、电动机105的动作点处于点D0。此时，动作点D0位于压损曲线602与风量固定曲线601的交点，因此送风机104供给与目标风量Q*相等的风量。此外，此时的电动机转矩为T₁。

在此，设空调环境发生变化，压损曲线从602变化为603。例如，设送风路径102的多个吹出口处设置的几个通气罩被关闭，应该调节空气的房间数变化，空调系统的压力损失变大。此时，由于通过转矩控制部517对电动机105进行转矩控制，因此动作点一边维持电动机转矩T₁、一边移动到新的压损曲线603上的点C1。

在动作点移动到点C1之后，电动机输出计算部113基于由速度检测部111检测出的当前的电动机速度ω₁和由转矩检测部112检测出的当前的电动机转矩T₁来计算当前的电动机输出P。其计算结果P_T(30％)被输出到转矩指令生成部516。另一方面，目标电动机输出计算部115将目标风量Q*和当前的电动机速度ω₁代入式(7)，计算目标电动机输出P*。此时计算的目标电动机输出P*是风量固定曲线601上的得到与当前的动作点C1相同的电动机速度ω₁的点D1处的电动机输出P_T*(40％)。该P_T*(40％)被输出到速度指令生成部116。接着，转矩指令生成部516将所输入的电动机输出P_T(30％)和目标电动机输出P_T*(40％)代入式(10)或者式(11)，生成转矩指令T*。在假设使用式(11)的情况下，从P_T*(40％)减去P_T(30％)所得的差10％(＝40％-30％)与正的控制增益K_GT相乘后加上上次的转矩指令(设为T₁)所得的结果为转矩指令T*。因此，生成比当前的电动机转矩T₁大的转矩指令T*，电动机105被加速。转矩控制部517按照接收到的该转矩指令T*进行转矩控制。

在此，设通过转矩控制而动作点从C1移动到C2。在该移动目的地的动作点C2处也同样地，电动机控制装置510计算电动机输出P和目标电动机输出P*，生成新的转矩指令T*，进行转矩控制。通过重复这一处理，动作点会依次移动到点C3、C4，最终稳定在电动机输出P和目标电动机输出P*一致为P_E(80％)的动作点、即压损曲线603与风量固定曲线601的交点E。此时，由送风机104供给的风量与目标风量Q*相等，达到风量固定控制。

另外，在压损曲线从603恢复为602的情况下，动作点朝着与上述的过程相反的方向沿压损曲线602移动，返回到与风量固定曲线601的交点D0。

接着，叙述本实施方式的电动机控制装置510中的风量固定控制的动作稳定化功能和保护功能。

图7是表示本发明所涉及的实施方式2的电动机控制装置中的目标电动机输出计算部115和转矩指令生成部516的处理的流程图。步骤S401和S402是目标电动机输出计算部115的处理，步骤S703至S706是转矩指令生成部516的处理。步骤S401和S402是与风量固定控制的实施方式1的图4中的步骤S401和S402相同的处理，因此省略处理内容及其作用和效果的说明。转矩指令生成部516预先获取由速度检测部111检测出的电动机速度ω和由转矩检测部112检测出的电动机转矩T。

说明图7中的步骤S703至S706的处理。

在步骤S402之后的步骤S703中，转矩指令生成部516利用上述式(10)或者式(11)计算转矩指令T*。在接下来的步骤S704中，转矩指令生成部516计算转矩指令T*与由转矩检测部112检测出的电动机转矩T之差。然后，如果该差处于规定范围(第四规定范围)外，则转矩指令生成部516进行步骤S706的处理。另一方面，在该差处于规定范围内的情况下，转矩指令生成部516判断为电动机转矩T的变化微小，进行步骤S705的处理。在步骤S705中，转矩指令生成部516将转矩指令T*修正为与上次输出的转矩指令T*_prev相同的值。然后，转矩指令生成部516将修正得到的该转矩指令T_prev*输出到转矩控制部517。

说明该步骤S704和S705的效果。假如不进行步骤S704和S705而对于微小的电动机转矩T的变化也改变转矩指令T*，则转矩指令T*想要跟踪电动机转矩T的变化而振动，由空调装置501供给的风量总是在目标风量Q*的风量值处来来回回而不会稳定地收敛。为了避免该情况，在本实施方式中，利用上述规定范围来设置转矩检测的不灵敏区。由此，防止转矩指令T*在收敛点附近振动，从而能够使风量稳定地收敛为目标风量Q*。

此外，在步骤S704中，也可以利用电动机输出P与目标电动机输出P*之差或者本次计算出的电动机输出P与上次计算出的电动机输出P之差，来代替转矩指令T*与电动机转矩T之差。在该情况下，通过对电动机输出设置不灵敏区，能够得到同样的效果。

在步骤S706中，转矩指令生成部516判断转矩指令T*是否处于规定的最小电动机转矩与规定的最大电动机转矩之间的范围内。如果转矩指令T*处于上述范围内，则转矩指令生成部516不对转矩指令T*进行修正，在转矩指令T*小于规定的最小电动机转矩的情况下，转矩指令生成部516将转矩指令T*修正为最小电动机转矩，在转矩指令T*超过规定的最大电动机转矩的情况下，转矩指令生成部516将转矩指令T*修正为规定的最大电动机转矩。

说明该步骤S706的效果。存在送风路径102内的压力损失小的情况等不那么需要电动机速度ω以得到目标风量Q*的风量值的空调环境。在这种空调环境下，有时电动机速度ω变为极低速。在该情况下，在通过目标电动机输出计算部115计算目标电动机输出P*时，对式(7)的ω代入小的值，因此有时会由于电动机控制装置510的运算分辨率的极限而将目标电动机输出P*计算为大致零。当大致零的目标电动机输出P*被输入到转矩指令生成部516时，生成的转矩指令T*为大致零，电动机105进一步减速。而且，若重复以上情况则转矩指令T*会变为零，导致电动机105停止。因此，通过对转矩指令T*设置作为下限的最小电动机转矩，能够防止电动机105的停止。

反之在送风路径102内的压力损失大的情况下，存在为了得到目标风量Q*的风量值而转矩指令T*成为高的值的情况。在该情况下，存在以下情况：试图实现超出电动机105的能力的动作而动作变得不稳定、或者电动机电流变得过大。当电动机电流变得过大而超过额定电流值时，由于电动机绕组的发热而电动机105发生故障或效率显著降低。另外，如果不设置电动机转矩T的上限，则存在以下担忧：尽管送风机104中卷入异物等而变为过载状态，但电动机105试图进一步加大转矩而使包括送风机104、电动机105的空调装置501发生故障。因此，通过对转矩指令T*设置作为上限的最大电动机转矩，能够防止控制的不稳定化、空调装置的故障。

如以上那样，本实施方式的电动机控制装置510具备目标电动机输出计算部115和转矩指令生成部516，该目标电动机输出计算部115基于目标风量Q*和电动机速度ω来计算用于使由送风机104供给的风量与目标风量Q*一致的目标电动机输出P*，该转矩指令生成部516基于电动机输出P与目标电动机输出P*的比较结果来生成以使电动机输出P与目标电动机输出P*一致的方式控制电动机转矩T的转矩指令T*。

通过这样构成，即使压损条件、静压发生变化，由于一边自动搜索达到目标风量Q*的目标电动机输出P*、一边控制电动机105，因此也能够不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制。

(风机系数的计算例1)

在上述的实施方式1和2中的风量固定控制中，利用式(7)来计算目标电动机输出P*。式(7)中的风机系数α_n、β的值按送风机的形状、尺寸而不同，通过在进行风量固定控制下的运转之前预先实施测量实验和计算，来求出式(7)中的风机系数α_n、β的值。

下面，叙述求出风机系数α_n、β的值的测量实验和基于该测量实验的计算例。

图8是表示用于在本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中计算风机系数的结构的框图。图8是将图1所示的实施方式1中的空调装置101从送风路径102卸下并连接到风洞实验设备820的结构。

在计算风机系数时，图1中的电动机控制装置110其设定被切换为执行速度控制模式的电动机控制装置810。因而，在图8的例子中，作为在速度控制模式下进行动作的电动机控制装置810，示出具备速度检测部111、转矩检测部112、电动机输出计算部113、存储器114以及速度控制部817的结构。此外，在将图5所示的实施方式2中的空调装置501从送风路径102卸下并连接到风洞实验设备820的情况下也成为与图8相同的结构。

在计算风机系数时，电动机输出计算部113将从速度检测部111获取的电动机速度ω与从转矩检测部112获取的电动机转矩T相乘来计算电动机输出P＝T×ω。计算出的电动机输出P也可以通过向外部的通信输出等而能够被实验者所观测。

速度控制部817从外部接收速度指令ω*，向逆变器107输出使电动机速度ω跟踪该速度指令ω*的驱动控制信号，由此对电动机105进行速度控制。

存储器114是由RAM、ROM等构成的存储部。能够存储基于后述的测量实验和计算而求出的风机系数值。

空调装置801中的其它结构要素与风量固定控制的实施方式1相同，省略相同的结构要素的动作的说明。

风洞实验设备820是对实际的空调系统的环境进行再现、模拟的装置。风洞实验设备820具备：第一腔室(chamber)825，其与送风机104连接；喷嘴821，其设置于第一腔室825的前端；第二腔室826，其经由喷嘴821而与第一腔室825连接；辅助鼓风机822，其连接于第二腔室826的前端；静压测量器827，其测量第一腔室825内的静压；以及风量测量器828，其基于喷嘴821的前后的两个腔室825、826内的压力差来测量风量。

风洞实验设备820能够通过喷嘴821的开闭和辅助鼓风机822的转速调整来调整喷嘴821前后的压力差。另外，在第一腔室825和第二腔室826内分别设置有整流格栅823、824，它们具有对空气流进行整流的作用。静压测量器827根据第一腔室825内的压力与大气压的压力差来测量静压，风量测量器828基于喷嘴821前后的压力差来测量风量。此外，风洞实验设备820的结构并不限定于上述，只要是能够调整和测量静压及风量的结构即可。

图9是表示用于在本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中计算风机系数的实施过程的流程图。

在最初的步骤S901中，如图8所示那样将空调装置801连接到风洞实验设备820。

在接下来的步骤S902中，通过开关118的手动操作、通信输入，将电动机控制装置801的控制块结构如图8所示那样设定为速度控制模式。

在接下来的步骤S903中，将被定为一个速度值的速度指令ω*输入到电动机控制装置810，以该一个速度对送风机104进行固定的速度控制。然后，在保持速度固定的状态下作出几个不同的静压状态，测量此时的风量和电动机输出。静压的调整是通过风洞实验设备820中的喷嘴821的开闭和辅助鼓风机822的转速调整来进行的。静压的测量是由静压测量器827进行的。风量的测量是通过根据温度等对由风量测量器828观测的喷嘴前后的压力差进行校正计算来进行的。下述表1是该测量实验中使用的电动机速度[min^-1]、测量出的电动机转矩[N·m]、风量[m³/min]以及电动机输出[W]的一例。

[表1]

在接下来的步骤S904中，将测量出的数据回归为式(3)，根据系数K_n的值来决定风机系数α_n的值。此外，关于回归运算，既可以设为由电动机控制装置810进行运算，也可以将测量出的数据发送到外部的计算机，由该外部的计算机进行运算。在本实施方式中将回归式的阶次设为2。在该情况下，回归式为在式(3)中设i＝2而得到的下述式(12)的2次多项式。

[式12]

P_s＝K₂·Q_s ²+K₁·Q_s+K₀…(12)

在此，P_S是测量出的电动机输出，Q_S是测量出的风量，K₂、K₁、K₀是表示回归式的系数的常数。

该系数K₂、K₁、K₀的值为风机系数α_n(n＝0，1，2)。另外，在步骤S903的测量中使用的电动机速度为风机系数β的值。下述表2是在通过最小二乘法将表1的测量数据回归为式(12)的情况下得到的风机系数α_n(n＝0，1，2)和β的值。另外，图10是表示描绘出表1的测量数据及其回归曲线的风量-电动机输出特性的图表。

[表2]

在接下来的步骤S905中，将得到的风机系数α_n、β的值通过通信输入等手段存储到存储器114。

在接下来的步骤906中，通过开关118的手动操作、通信输入将电动机控制装置810从速度控制模式切换为风量固定控制模式，使其成为用于试验运转的块结构。图11是表示用于在本发明所涉及的实施方式1的电动机控制装置中计算风机系数时的试验运转的结构的一例的框图。图11中的空调装置101和电动机控制装置110的结构与图1所示的风量固定控制时的结构相同。即，形成将图1中的空调装置101连接到风洞实验设备820的状态。

在最后的步骤S907中，向电动机控制装置110输入几个目标风量Q*，实施风量固定控制模式下的试验运转。然后，确认测量出的风量是否正常地与目标风量Q*一致。

在风量固定控制中，目标电动机输出计算部115从存储器114读出系数α_n、β的值来使用于目标电动机输出P*的计算。但是，未必需要将风机系数α_n、β的值存储在ROM中，也可以通过来自电动机控制装置110的外部的通信输入来发送到电动机控制装置110。在该情况下，所接收到的α_n、β的值也可以被存储到存储器114内的RAM等。

如以上那样，根据如上所述的运算过程，只要以一个电动机速度进行数据测量就能够求出风机系数的值。因此，无需如专利文献1所示的以往技术那样一边改变电动机速度一边进行测量，即使利用少的实验工时也能够实现风量固定控制。

此外，目标电动机输出P*的计算式不限于式(7)。即，只要是计算将目标风量Q*除以电动机速度ω所得的变量的多项式与电动机速度ω的立方之积来作为目标电动机输出P*的计算式，就能够在计算风机系数时得到与本实施方式相同的作用和效果。例如，也可以将下述式(13)作为目标电动机输出P*的计算式。

[式13]

在此，P*是目标电动机输出，ω是电动机速度，Q*是目标风量，i是0以上的整数且为有限值，γ_n是表示送风机固有的风机特性的风机系数(n＝0，1，2，…，i)。

在该情况下，只要在式(13)中如下述式(14)所示那样对γ_n进行定义，那么式(13)最终会变为与式(6)相同。

[式14]

因此，在该情况下也可以根据作为测量数据的回归式的式(3)的系数K_n＝α_n和测量时的电动机速度ω_S＝β来直接求出风机系数γ_n的值。即，在该情况下，也只要以一个电动机速度进行数据测量，就能够求出能够实现风量固定控制的风机系数的值。

如以上那样，本实施方式中的电动机控制装置及其控制方法具备计算将目标风量除以电动机速度所得的变量的多项式与电动机速度的立方之积来作为目标电动机输出的手段。即，在本实施方式中的电动机控制装置及其控制方法中，使用从目标风量唯一地推导出的目标电动机输出来进行风量固定控制。因此，只要以一个电动机速度进行数据测量，就能够求出能够应用于全部的电动机速度的风机系数的值。因而，即使利用少的实验工时也能够实现风量固定控制。

(风机系数的计算例2)

如上所述，通过测量实验获取风机特性，由此能够计算出风机系数α_n、β的值。但是，关于具有与预先知道α_n、β的值的送风机相同的构造的送风机，有时不必进行上述的测量实验也能够求出α_n、β的值。下面说明该情况下的风机系数α_n、β的计算例。

首先，准备风机系数α_n、β的值已知的送风机A和风机系数α_n、β的值未知的送风机B。然后，计算送风机A与送风机B的尺寸比。在本例中，设送风机B的叶轮外径是送风机A的D倍。然后，使用尺寸比与轴动力的关系、尺寸比与风量的关系来求出风机系数α_n、β的值。

一般来说，在送风机中具有以下关系：轴动力与叶轮外径的5次方成正比，风量与叶轮外径的立方成正比。如果送风机与电动机的轴不摇动或不偏离地被结合，则可视为送风机的轴动力与电动机输出相等，因此下述式(15)和式(16)成立。

[式15]

[式16]

在此，P_A是驱动送风机A的电动机输出，P_B是驱动送风机B的电动机输出，Q_A是送风机A的风量，Q_B是送风机B的风量，D是叶轮外径的尺寸比。

另外，由下述式(17)来表示送风机A的目标电动机输出。

[式17]

在此，P_A*是目标电动机输出，ω是电动机速度，Q_A*是目标风量，α_An(n＝0，1，2，…，i)和β是常数。

通过对上述式(17)应用式(15)和式(16)，能够由下述式(18)来表示送风机B的目标电动机输出P_B*。

[式18]

在此，P_B*是目标电动机输出，ω是电动机速度，Q_B*是目标风量，α_Bn(n＝0，1，2，…，i)和β是常数，D是叶轮外径的尺寸比。

因而，通过使已知的风机系数α_An乘以叶轮外径的尺寸比D的(5-3n)次方，能够决定未知的风机系数α_Bn的值。下述表3是具有与具有表2的风机系数值的送风机A相同的构造、并具有该送风机A的1.2倍的叶轮外径的送风机B中的风机系数值。

[表3]

如以上那样，根据风机系数值的本计算例，关于具有与风机系数值已知的送风机相同的构造的其它送风机，能够使用两个送风机的尺寸比来求出风机系数值。因而，根据本例，不进行测量实验就能够计算出风机系数。

(实施方式1的变形例)

接着，说明上述实施方式1的变形例。

图12是表示本发明所涉及的实施方式1中的电动机控制装置的变形例的框图。在图1所示的实施方式1中，速度控制部117、速度检测部111以及转矩检测部112构成在与目标电动机输出计算部115和速度指令计算部116相同的电动机控制装置110内。在本变形例中，代之具备图12所示的结构。

即，本变形例中的电动机控制装置具备：第一单元910，其至少包括目标电动机输出计算部115和速度指令生成部116；第二单元911，其至少包括速度控制部117、速度检测部111和转矩检测部112；以及通信部912，其在第一单元910与第二单元911之间进行数据通信。

如图12所示，第一单元910和第二单元911能够通过例如由RS232C标准的通信线缆等构成的通信部912来相互交换数据。由第二单元911中的速度检测部111检测出的电动机速度ω和由转矩检测部112检测出的电动机转矩T经由通信部912被发送到第一单元910。第一单元910使用这些数据来运算速度指令ω*，并经由通信部912发送到第二单元911中的速度控制部117。速度控制部117按照接收到的速度指令ω*向逆变器107输出驱动控制信号，对电动机105进行速度控制。

通过如上述图12所示那样的变形例的结构，也能够得到与实施方式1相同的作用和效果。

(实施方式2的变形例)

与上述实施方式1的变形例同样地，对于实施方式2也能够应用同样的变形例。图13是表示本发明所涉及的实施方式2中的电动机控制装置的变形例的框图。本变形例中的电动机控制装置具备：第一单元920，其至少包括目标电动机输出计算部115和转矩指令生成部516；第二单元921，其至少包括转矩控制部517、速度检测部111以及转矩检测部112；以及通信部922，其在第一单元920与第二单元921之间进行数据通信。

如图13所示，第一单元920和第二单元921能够通过例如由RS232C标准的通信线缆等构成的通信部922来相互交换数据。由第二单元921中的速度检测部111检测出的电动机速度ω和由转矩检测部112检测出的电动机转矩T经由通信部922被发送到第一单元920。第一单元920使用这些数据来运算转矩指令T*，并经由通信部922发送到第二单元921中的转矩控制部517。转矩控制部517按照接收到的转矩指令T*向逆变器107输出驱动控制信号，对电动机105进行转矩控制。

通过如上述图13所示那样的变形例的结构，也能够得到与风量固定控制的实施方式2相同的作用和效果。

此外，在实施方式1的电动机控制装置110中，由于电动机的控制方式是速度控制，因此除了急剧的过渡状态时以外(在稳定状态下)，速度指令ω*与电动机速度ω大致相等。因此，速度指令生成部116也可以使用下述式(19)来代替式(8)，还可以使用下述式(20)来代替式(9)，作为速度指令ω*的计算式。

[式19]

在此，ω*是速度指令，ω*_prev是速度指令生成部116上次输出的速度指令，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

[式20]

ω^*＝ω+K_G(P^*-P)…(20)

在此，ω*是速度指令，ω是电动机速度，K_G是控制增益(正的常数)，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

另外，在实施方式2的电动机控制装置510中，由于电动机的控制方式是转矩控制，因此除了急剧的过渡状态时以外(在稳定状态下)，转矩指令T*与电动机转矩T大致相等。因此，转矩指令生成部516也可以使用下述式(21)来代替式(10)，还可以使用下述式(22)来代替式(11)，作为转矩指令T*的计算式。

[式21]

在此，T*是转矩指令，T*_prev是转矩指令生成部516上次输出的转矩指令，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

[式22]

T^*＝T+K_GT(P^*-P)…(22)

在此，T*是转矩指令，T是电动机转矩，K_GT是控制增益(正的常数)，P*是目标电动机输出，P是电动机输出。

此外，以上的说明主要说明了将具有本发明所涉及的电动机控制装置的送风装置应用于一般房屋的情况的例子，但除了一般家庭的房屋以外，例如也能够应用于大楼等业务用或商业用建筑物、洁净室等的业务用空调设备、汽车、公交车、铁路车辆、飞机、船舶等移动体。

根据上述说明，对本领域技术人员来说，本发明的很多改进、其它实施方式是显而易见的。因而，上述说明应解释为只是例示，是为了向本领域技术人员说明执行本发明的优选方式而提供的。在不脱离本发明的精神的情况下，能够实质性地变更其结构和/或功能的详细内容。

产业上的可利用性

本发明对用于不受压损条件、静压的变化影响而进行风量固定控制的电动机控制装置有用，作为一般房屋、业务用建筑物、商业用建筑物、车辆等的空调设备而有用。

附图标记说明

101、501、801：空调装置(送风装置)；102：送风路径；103：交流电源；104：送风机；105：电动机；106：转换器；107：逆变器；108：位置检测器；109：电流检测器；110、510、810：电动机控制装置；111：速度检测器；112：转矩检测器；113：电动机输出计算部；114：存储器；115：目标电动机输出计算部；116：速度指令生成部；117、817：速度控制部；118：开关；516：转矩指令生成部；517：转矩控制部；820：风洞实验设备；821：喷嘴；822：辅助鼓风机；823、824：整流格栅；825、826：腔室；827：静压测量器；828：风量测量器；910、920：第一单元；911、921：第二单元；912、922：通信部。

Claims (25)

1.一种电动机控制装置，对驱动送风机的电动机进行控制，该电动机控制装置具备：

目标电动机输出计算部，其获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及

动作指令生成部，其获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，

其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述目标电动机输出计算部利用以下式子来计算上述目标电动机输出，

[式1]

$P^{*}=\underset{n=0}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}[{\mathrm{\α}}_n\·{\left(\frac{\mathrm{\ω}}{\mathrm{\β}}\right)}^{3-n}\·Q^{*n}]$

在此，P*是目标电动机输出，ω是电动机速度，Q*是目标风量，i是0以上的整数且为有限值，α_n和β是常数，其中，n＝0，1，2，…，i。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

具有电动机输出计算部，该电动机输出计算部获取表示上述电动机速度的第一检测信号和表示电动机转矩的第二检测信号，基于上述第一检测信号和上述第二检测信号来计算上述电动机输出。

4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述动作指令生成部构成为生成用于指示上述电动机速度的值的速度指令来作为上述动作指令的速度指令生成部。

5.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述动作指令生成部构成为生成用于指示电动机转矩的值的转矩指令来作为上述动作指令的转矩指令生成部。

6.根据权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述速度指令生成部生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的立方根乘以上述电动机速度所得的结果，来作为上述速度指令。

7.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述转矩指令生成部生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的2/3次方乘以上述电动机转矩所得的结果，来作为上述转矩指令。

8.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述动作指令生成部利用对上述电动机输出与上述目标电动机输出之差进行积分运算所得的值来生成上述动作指令。

9.根据权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述速度指令生成部利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机速度之和来生成上述速度指令。

10.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述转矩指令生成部利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机转矩之和来生成上述转矩指令。

11.一种电动机控制方法，对驱动送风机的电动机进行控制，该电动机控制方法包括：

第一步骤，获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及

第二步骤，获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，

其中，在上述第一步骤中计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

12.根据权利要求11所述的电动机控制方法，其特征在于，

在上述第一步骤中利用以下式子来计算上述目标电动机输出，

[式2]

$P^{*}=\underset{n=0}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}[{\mathrm{\α}}_n\·{\left(\frac{\mathrm{\ω}}{\mathrm{\β}}\right)}^{3-n}\·Q^{*n}]$

在此，P*是目标电动机输出，ω是电动机速度，Q*是目标风量，i是0以上的整数且为有限值，α_n和β是常数，其中，n＝0，1，2，…，i。

13.根据权利要求11所述的电动机控制方法，其特征在于，

包括基于表示上述电动机速度的第一变动量和表示电动机转矩的第二变动量来计算上述电动机输出的第三步骤。

14.根据权利要求11所述的电动机控制方法，其特征在于，

上述动作指令是用于指示上述电动机速度的速度指令。

15.根据权利要求11所述的电动机控制方法，其特征在于，

上述动作指令是用于指示电动机转矩的转矩指令。

16.根据权利要求14所述的电动机控制方法，其特征在于，

在上述第二步骤中生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的立方根乘以上述电动机速度所得的结果，来作为上述速度指令。

17.根据权利要求15所述的电动机控制方法，其特征在于，

在上述第二步骤中生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的2/3次方乘以上述电动机转矩所得的结果，来作为上述转矩指令。

18.根据权利要求11所述的电动机控制方法，其特征在于，

在上述第二步骤中利用对上述电动机输出与上述目标电动机输出之差进行积分运算所得的值来生成上述动作指令。

19.根据权利要求14所述的电动机控制方法，其特征在于，

在上述第二步骤中利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机速度之和来生成上述速度指令。

20.根据权利要求15所述的电动机控制方法，其特征在于，

在上述第二步骤中利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机转矩之和来生成上述转矩指令。

21.根据权利要求12所述的电动机控制方法，其特征在于，

一边通过上述电动机以一个电动机速度来驱动上述送风机，一边测定上述电动机输出和上述风量，

使所得到的上述电动机输出回归或者近似为与所得到的上述风量相关的多项式，来求出上述多项式的系数，

以使所得到的上述多项式的系数成为上述常数α_n的因数的方式运算上述常数α_n的值，

将上述电动机输出和上述风量的测定中使用的上述一个电动机速度作为上述常数β的值。

22.根据权利要求21所述的电动机控制方法，其特征在于，

将回归或者近似为与上述风量相关的多项式而得到的上述多项式的系数作为上述常数α_n的值。

23.根据权利要求21所述的电动机控制方法，其特征在于，

将使回归或者近似为与上述风量相关的多项式而得到的上述多项式的系数乘以上述送风机的尺寸的变化比率的整数次方所得的值作为上述常数α_n的值。

24.一种送风装置，具备送风机、驱动上述送风机的电动机以及控制上述电动机的驱动的电动机控制装置，

上述电动机控制装置具备：

电动机输出计算部，其获取表示电动机速度的第一检测信号和表示电动机转矩的第二检测信号，基于上述电动机速度和上述电动机转矩来计算电动机输出；

目标电动机输出计算部，其基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；

速度指令生成部，其基于上述电动机输出与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机速度的速度指令；以及

速度控制部，其生成以使上述电动机速度与上述速度指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号，

其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

25.一种送风装置，具备送风机、驱动上述送风机的电动机以及控制上述电动机的驱动的电动机控制装置，

上述电动机控制装置具备：

电动机输出计算部，其获取表示电动机速度的第一检测信号和表示电动机转矩的第二检测信号，基于上述电动机速度和上述电动机转矩来计算电动机输出；

目标电动机输出计算部，其基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；

转矩指令生成部，其基于上述电动机输出与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机转矩的转矩指令；以及

转矩控制部，其生成以使上述电动机转矩与上述转矩指令一致的方式控制对上述电动机的驱动电压的信号，

其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。