CN107152770B - 流量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明在涡轮式流量控制装置中一方面保持流量控制的精度、另一方面提高可靠性。本发明的流量控制装置的特征在于，包括：发电机，其通过涡轮的旋转来发电；定子叶片，其具有设置为桨距角可变的叶片；角度检测部，其检测桨距角；流量推断部，其根据涡轮的角速度、发电机的扭矩以及桨距角来推断流体的流量；控制部，它们以推断出的流量与设定流量一致的方式控制发电机的扭矩，而且通过驱动马达来控制桨距角，在角度检测部无异常的情况下，流量推断部根据由角度检测部得到的桨距角的检测值来推断流量，在角度检测部有异常的情况下，流量推断部根据通过运算而推断出的桨距角的值来推断流量。

Description

流量控制装置

技术领域

本发明涉及一种使用涡轮来控制流体的流量的涡轮式流量控制装置。

背景技术

在大厦等的空调控制系统、化工厂等中，使用有流量控制阀作为控制各种流体的流量的流量控制装置。例如，在空调控制系统中，在去往空调机的换热器的冷热水的供给通道上设置有流量控制阀，通过空调控制装置来控制该流量控制阀的开度，由此，去往空调机的换热器的冷热水的供给量得到控制，从而调节来自空调机的去往控制对象空间的调节空气的温度。

另外，近年来，随着对地球环境的意识的提高，作为空调控制系统中的以往的流量控制阀的替换品，一直在推进涡轮式流量控制装置的开发。例如，在专利文献1中揭示有一种涡轮式流量控制装置，其包括将涡轮的旋转动能转换为电能的发电机，通过上述发电机的扭矩来控制在流路中流动的流体的流量，并且在流量控制装置内使用通过上述发电机而获得的电能。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2015-96791号公报

发明内容

【发明要解决的问题】

然而，以往的涡轮式流量控制装置仅仅通过发电机的扭矩控制来控制流体的流量，因此存在流量控制的可调比比以往的流量控制阀低的问题。例如，上述以往的涡轮式流量控制装置的可调比在差压30kPa下为“4：1”左右，在将涡轮式流量控制装置用作流量控制阀的替换品的情况下，在实际使用时需要“100：1”左右的可调比。

因此，在本申请之前，本申请发明者等人对如下涡轮式流量控制装置进行了研究：将从管道流入的冷热水经由定子叶片而流通至发电机(涡轮)，并且，通过对构成定子叶片的叶片的角度和发电机的扭矩进行控制来控制冷热水的流量。根据该流量控制装置，与以往的涡轮式流量控制装置相比，可提高流量控制的可调比。

另一方面，本申请发明者等人所研究的上述流量控制装置中，为了高精度地算出发电机的扭矩和定子叶片的叶片的角度的控制量，必须测定定子叶片的叶片的角度，从而在该测定中使用有角度传感器。

通常，角度传感器为精密设备，因此不适于在高温多湿的环境、发生较大振动这样的环境下使用。另一方面，流量控制装置是直接设置在供冷热水等控制对象流体流动的管道等上而加以使用的。因而，在将角度传感器内置于流量控制装置中的情况下，对于内置的角度传感器而言，使用环境较为恶劣。因此，不容易长期保持上述流量控制装置内的角度传感器的可靠性，有流量控制装置的可靠性降低之虞。

因此，在本申请发明之前，本申请发明者等人对不使用角度传感器而通过运算处理来推断定子叶片的叶片的角度的方法进行了研究，以规避上述的角度传感器的可靠性问题。然而，由于上述方法是使用推断值而非由角度传感器得到的高精度的实测值来进行流量控制，因此，与使用角度传感器的情况相比，不能否定流量控制的精度降低的可能性。

本发明是鉴于上述问题而成，本发明的目的在于在涡轮式流量控制装置中一方面保持流量控制的精度、另一方面提高可靠性。

【解决问题的技术手段】

本发明的流量控制装置(1)的特征在于，包括：发电机(16)，其具有承受流体而旋转的涡轮(160)，通过所述涡轮的旋转来发电；定子叶片(17)，其具备基体(170)和多个叶片(171)，所述基体(170)与涡轮同轴配置，所述多个叶片(171)在基体上沿与基体的轴(P)正交的方向延伸，而且具有承受流体的主面(171b)，设置为主面与正交于基体的轴的平面所成的桨距角(Agv)可变；流量推断部(131)，其根据涡轮的角速度(ω)、发电机的扭矩(T)以及桨距角来推断流体的流量；控制部(132、133、14、15、24、25)，它们以由流量推断部推断出的流量(Q_Z)与流体的设定流量(Q_ref)一致的方式控制发电机的扭矩，而且通过马达驱动来控制叶片的桨距角；角度检测部(23)，其检测桨距角；角度推断部(26、36)，它们根据马达(250、350)的旋转角度来推断桨距角；以及异常判定部(27)，其判定角度检测部是否有异常，在由异常判定部判定为无异常的情况下，流量推断部根据由角度检测部检测到的桨距角的检测值(Agv_r(n))来推断流量，在由异常判定部判定为有异常的情况下，流量推断部根据由角度推断部算出的桨距角的推断值(Agv_e(n))来推断流量。

在上述流量控制装置中，异常判定部可在根据马达的旋转角度而算出的桨距角的值(Agv_ck(n))与由角度检测部得到的桨距角的检测值(Agv_r(n))一致的情况下判定为角度检测部无异常，在算出的桨距角的值与由角度检测部得到的桨距角的检测值不一致的情况下判定为角度检测部有异常。

在上述流量控制装置中，控制部可包括：桨距角目标值算出部(133)，其以由流量推断部推断出的流量与流体的设定流量一致的方式算出桨距角的目标值(Agv_ref)；马达(250、350)，它们通过驱动叶片来调节桨距角；以及定子叶片控制部(24、34)，它们以叶片的桨距角与由桨距角目标值算出部算出的桨距角的目标值一致的方式算出马达的操作量而驱动马达，异常判定部可通过对此前刚刚由桨距角检测部检测到的桨距角的检测值加上或减去与马达的操作量相应的旋转角度来算出桨距角。

在上述流量控制装置中，马达可为步进马达，马达的操作量可为输入至马达的脉冲数。

在上述流量控制装置中，马达可为通过所供给的交流电源所生成的旋转磁场而旋转的同步马达，马达的操作量可为马达的驱动时间。

再者，在上述说明中，作为一例，以附加括号的方式来记载对应于发明的构成要素的附图上的参考符号。

【发明的效果】

通过以上所说明的内容，根据本发明，可在涡轮式流量控制装置中一方面保持流量控制的精度、另一方提高可靠性。

附图说明

图1为表示使用实施方式1的涡轮式流量控制装置的空调控制系统的构成的图。

图2为表示实施方式1的流量控制装置的内部构成的框图。

图3为表示实施方式1的流量控制装置的外观的一部分的立体图。

图4为表示实施方式1的流量控制装置的外观的一部分的分解立体图。

图5为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的构成的图。

图6为用以说明实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角的图。

图7为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(0度)的一例的图。

图8为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(45度)的一例的图。

图9为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(0度)的一例的图。

图10为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(45度)的一例的图。

图11为表示展示无因次流量、无因次扭矩及桨距角的关系的三维曲面的一例的图。

图12为表示由实施方式1的流量控制装置进行的定子叶片的控制的流程的流程图。

图13为表示实施方式1的正常模式下的桨距角的调节的流程的图。

图14为表示实施方式1的异常判定处理的流程的图。

图15为表示实施方式1的无角度传感器模式下的桨距角的调节的流程的图。

图16为表示实施方式1的流量控制装置的正常模式下的桨距角的调节的另一例的流程图。

图17为表示实施方式1的流量控制装置的无角度传感器模式下的桨距角的调节的另一例的流程图。

图18为表示实施方式2的流量控制装置的内部构成的框图。

图19为表示由实施方式2的流量控制装置进行的定子叶片的控制的流程的流程图。

图20为表示实施方式2的正常模式下的桨距角的调节的流程的图。

图21为表示实施方式2的异常判定处理的流程的图。

图22为表示实施方式2的无角度传感器模式下的桨距角的调节的流程的图。

图23为表示实施方式2的流量控制装置的正常模式下的桨距角的调节的另一例的流程图。

图24为表示实施方式2的流量控制装置的无角度传感器模式下的桨距角的调节的另一例的流程图。

图25为表示实施方式3的流量控制装置的内部构成的框图。

图26为表示实施方式2的流量控制装置的另一内部构成的框图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。再者，在以下的说明中，对在各实施方式中共通的构成要素标注同一参考符号，并省略重复的说明。

《实施方式1》

图1为表示使用本发明的实施方式1的涡轮式流量控制装置的空调控制系统的构成的图。

该图所示的空调控制系统1是对例如大厦等建筑物内的控制对象空间2的温度进行调节的系统。具体而言，空调控制系统1包括空调机3、空调控制装置4、外部电源5、流量控制装置100及温度传感器6。

空调机(FCU)3是用以朝控制对象空间2供给经调和后的空气的装置。空调机3包括换热器(冷热水盘管)31和风机32。再者，作为空调机3的换热器31，有以1根盘管在制冷时利用冷水进行换热、在制热时利用热水进行换热的单盘管型，以及以2根盘管在制冷时在冷水盘管进行换热、在制热时在热水盘管进行换热的双盘管型的换热器。在该例中，换热器31为单盘管型。

流量控制装置100设置在供给至空调机3的换热器31的冷热水的供给通道(流路)上，是用以控制上述冷热水的流量的涡轮式流量控制装置。图1中例示的是将流量控制装置100设置在从空调机3的换热器31送回的冷热水的回水管路LR上的情况，但也可设置在对换热器31供给冷热水的供水管路LS上。

流量控制装置100通过由流量控制装置100内部的发电机发出的电力来工作，但在发出的电力不足时，会从外部电源5得到电力供给而工作。此外，由流量控制装置100内部的发电机发出的剩余电力再生至商用电源而供给至其他控制器、传感器等。再者，流量控制装置100的具体构成将于后文叙述。

在控制对象空间2内设置有测量控制对象空间2内的温度作为室内温度的温度传感器6。由温度传感器6测量到的室内温度的测量值tpv的信息被发送至空调控制装置4。

空调控制装置(控制器)4以室内温度的测量值tpv与室内温度的设定值tsp的偏差变为零的方式算出供给至换热器31的冷热水的设定流量Qsp，并将算出的设定流量Qsp的信息给予流量控制装置100。

根据空调控制系统1，通过空调控制装置4来控制在流量控制装置100中流动的冷热水的流量，由此，去往空调机3的换热器31的冷热水的供给量得到控制，从而调节从空调机3去往控制对象空间2的调和空气的温度。

接着，对可运用于上述空调控制系统1的、本发明的一实施方式的流量控制装置100进行具体说明。

图2～4为表示实施方式1的流量控制装置100的构成的图。

图2展示的是表示流量控制装置100的内部构成的框图，图3展示的是表示流量控制装置100的外观的一部分的立体图，图4展示的是图3所示的流量控制装置100的分解立体图。

流量控制装置100为如下涡轮式流量控制装置：将从管道流入的冷热水经由定子叶片而流通至构成发电机的涡轮，并且，通过控制构成定子叶片的叶片的角度和发电机的扭矩来控制冷热水的流量。

流量控制装置100的特征之一在于，判定用以检测定子叶片的叶片的角度的角度传感器有无异常，在无异常的情况下，以根据角度传感器的检测结果来控制流量的正常模式工作，在有异常的情况下，以不使用角度传感器而通过运算来推断叶片的角度、并使用该推断值来控制流量的无角度传感器模式工作。

如图2所示，流量控制装置100包括数据通信部11、系统控制部12、流量控制部13、逆变器控制部14、逆变器15、发电机16、定子叶片17、蓄电部18、电源部19、商用电源再生部20、位置传感器21、存储部22、角度检测部23、定子叶片控制部24、驱动部25、角度推断部26、异常判定部27及选择部28，与空调控制装置4之间以及与外部电源5之间有线连接。

上述的数据通信部11、系统控制部12、流量控制部13、存储部22、逆变器控制部14、定子叶片控制部24、角度推断部26、异常判定部27、选择部28、电源部19、商用电源再生部20等构成流量控制装置100的各功能部例如是通过硬件和程序来实现的，所述硬件由处理器、时钟电路、通信电路、存储装置、数字输入输出电路、模拟输入输出电路、电力电子电路等构成，所述程序与这些硬件协作而实现各种功能。

流量控制装置100将从管路(图1的例子的情况下为回水管路LR)流入的冷热水经由定子叶片17而流通至构成发电机16的涡轮160，并且，通过控制发电机16的扭矩和定子叶片17来控制冷热水的流量。

首先，对配置在流量控制装置100内部的流路内的定子叶片17及发电机16进行说明。

如图4所示，发电机16的涡轮160和定子叶片17在流量控制装置100内部的供冷热水流通的流路内以它们的轴心与上述流路的轴心一致的方式配置。

发电机16是通过在冷热水的水流下旋转的涡轮的旋转来发电的功能部。如图4所示，发电机16包括涡轮(转子)160和定子161。涡轮160与流量控制装置100内部的流路的轴P同轴配置。虽未图示，但涡轮160例如是由一体设置在埋入有永磁铁的环的内侧的叶轮构成，承受在管路中流动的冷热水的水流而使得上述环与上述叶轮一体旋转。在定子161上缠绕有线圈，将该线圈作为定子绕组，通过由涡轮160的旋转引起的电磁感应来发电。

位置传感器21检测构成涡轮160的上述环内所埋入的永磁铁的磁极的位置作为涡轮160的磁极位置。作为位置传感器21，例如可使用霍尔IC、增量式编码器、绝对式编码器等。

再者，在本实施方式中，是将设置位置传感器21的情况展示为一例，但若是可通过位置传感器21以外的其他手段来实现涡轮160的磁极位置的检测和涡轮160的角速度的算出，则也可不设置位置传感器21。此外，也可设为将上述其他手段与位置传感器21组合而成的构成。再者，作为该情况下的位置传感器21，与上述一样，例如可使用霍尔IC、增量式编码器、绝对式编码器等。

定子叶片17以即便承受冷热水的水流也不会旋转的方式固定在上述流路内，对流体(冷热水)进行整流。具体而言，如图5所示，定子叶片17具有基体170和多个叶片171，所述基体170与涡轮同轴配置，所述多个叶片171在基体170上沿与基体170的轴(轴P)正交的方向延伸。

多个叶片171在基体170上沿与基体170的轴(轴P)正交的方向延伸，并且，例如以等间隔沿基体170的圆周方向排列配置。如图6所示，各叶片171的承受流体的主面171b与正交于基体170的轴(轴P)的平面(X-Z面)所成的角(以下，称为“桨距角”)Agv可调。再者，在以下的说明中，有时将各叶片171的桨距角Agv称为“定子叶片17的桨距角Agv”。

在本实施方式中，作为一例，如图6所示，将直线B与直线A所成的角作为桨距角Agv。此处，直线B是从Z方向观察定子叶片17时连结回转轴172与叶片171的端部171a的直线，所述回转轴172将叶片171支承在基体170的外周面并使叶片171回转。此外，直线A是穿过回转轴172且与正交于轴P的平面(X-Z面)平行的直线。

图7～10表示定子叶片17的桨距角Agv的调节例。

图7展示的是桨距角Agv＝0度时的从Z轴方向观察的定子叶片17的立体图，图8展示的是桨距角Agv＝45度时的从Z轴方向观察的定子叶片17的立体图。此外，图9展示的是桨距角Agv＝0度时的从Y轴方向观察的定子叶片17的俯视图，图10展示的是桨距角Agv＝45度时的从Y轴方向观察的定子叶片17的俯视图。

根据图7～10可理解，通过增大定子叶片17的桨距角Agv，可增加流入至流量控制装置100内的冷热水的流量。

接着，使用图2，对流量控制装置100中的用以控制涡轮160和定子叶片17的周边的功能部进行说明。

数据通信部11是与空调控制装置4之间进行各种数据的收发的功能部。数据通信部11例如从空调控制装置4接收冷热水的流量的设定值等数据，并且将与流量控制装置100的内部状态(工作状态等)有关的数据发送至空调控制装置4。

系统控制部12是用以对流量控制装置100的整个系统进行统括性控制的功能部。系统控制部12例如输入由数据通信部11接收到的各种设定值等接收数据，并将流量控制装置100的内部状态等发送数据输出至数据通信部11。此外，系统控制部12例如从由数据通信部11接收到的接收数据中取出冷热水的流量的目标值(以下，称为“流量目标值”)Q_ref，并将该取出的流量设定值Q_ref输出至流量控制部13。

流量控制部13是用以经由逆变器控制部14及逆变器15而控制发电机16的涡轮160、并且经由定子叶片控制部24及驱动部25而控制定子叶片17的桨距角，由此控制冷热水的流量的功能部。具体而言，流量控制部13包括流量推断部131、扭矩目标值算出部132及桨距角目标值算出部133。

流量推断部131是根据涡轮160的角速度ω、发电机16的扭矩T以及桨距角Agv来推断流体的流量的功能部。下面，对流量推断部131算出流量推断值Q_Z的方法进行详细说明。

我们知道，涡轮式流量控制装置中的无因次流量π_q和无因次扭矩π_t可通过着眼于流量、扭矩目标值、角速度而根据白金汉的π定理进行因次解析，从而由式(1)及式(2)加以定义。

【式1】

【式2】

此处，ρ[kg/m³]为流体的密度，D[m]为涡轮160的直径(流量控制装置100内部的流路的内径)，Q为流体(冷热水)的流量，ω为涡轮160的角速度，T_ref为发电机16的扭矩目标值。

此外，根据本申请发明者等人的研究，在涡轮式流量控制装置中，无因次流量π_q、无因次扭矩π_t及桨距角Agv的关系可通过如图11所示的一个三维曲面300来表达。

此外，由于无因次流量π_q与流量Q之间存在上述式(1)所示的关系，因此在流量控制装置100中流动的冷热水的流量推断值Q_Z可通过式(3)来表达。

【式3】

Qz＝D³ω％_q…(3)

上述的密度ρ、涡轮160的直径D、式(2)、(3)等关系式以及表达3维曲面的关系式等流量控制的运算所需的各种信息以函数信息221的形式预先存储在存储部22中。流量推断部131通过从存储部22中读出函数信息221并进行规定的运算来推断流量。

具体而言，首先，流量推断部131读出以函数信息221的形式存储在存储部22中的密度ρ、直径D以及式(2)的关系式的信息并计算式(2)，由此算出无因次扭矩π_t。

接着，流量推断部131根据算出的无因次扭矩π_t的值、桨距角Agv以及从存储部22中读出的表达3维曲面的关系式的信息来算出无因次流量π_q。此处，作为桨距角Agv，使用由后文叙述的角度检测部23检测到的桨距角的检测值Agv_r、或者由后文叙述的角度推断部26算出的桨距角的推断值Agv_e。

其后，流量推断部131根据算出的无因次流量π_q和从存储部22中读出的式(3)的信息来算出流量推断值Q_Z。通过以上运算，流量推断值Q_Z得以求出。

扭矩目标值算出部132是以由流量推断部131推断出的冷热水的流量(以下，称为“流量推断值”)Q_Z与流量设定值Q_ref一致的方式算出发电机16的扭矩目标值T_ref的功能部。例如，扭矩目标值算出部132通过基于流量目标值Q_ref与流量推断值Q_Z的差分的PI(Proportional-Integral比例-积分)控制律来算出扭矩目标值T_ref。

桨距角目标值算出部133是以流量推断值Q_Z与流量设定值Q_ref一致的方式算出定子叶片17的桨距角目标值Agv_ref的功能部。例如，桨距角目标值算出部133通过基于流量目标值Q_ref与流量推断值Q_Z的差分的PI控制律来算出桨距角目标值Agv_ref。

存储部22是存储流量控制装置100中的用以实现各种数据处理的各种程序、各种参数等信息的存储部。例如，在存储部22中存储有例如用于上述的流量的推断处理的函数信息221、用于后文叙述的桨距角的推断处理的与驱动部25的马达有关的信息(以下，称为“马达信息”)222等。

逆变器控制部14是用以控制逆变器15的功能部。具体而言，逆变器控制部14以发电机16的扭矩达到扭矩目标值T_ref的方式利用扭矩控制律来运算对逆变器15的相电压设定值。此外，逆变器控制部14根据由位置传感器21检测到的涡轮160的磁极位置来算出涡轮160的当前角速度ω，并且根据来自逆变器15的发电机16的定子161的定子绕组的当前的相电压值及相电流值来算出涡轮160的当前扭矩T。算出的角速度ω及扭矩T用于由流量推断部131进行的流量推断值Q_Z的算出。逆变器15接受来自电源部19的主电源而工作。将与由逆变器控制部14算出的相电压设定值相应的相电压施加至发电机16的定子161的定子绕组，并且将由发电机16发出的电力供给至蓄电部18。

电源部19以来自外部电源5的电力和蓄电部18中所积蓄的电力为输入，对流量控制装置100内的各功能部供给电源。在本实施方式中，将从电源部19供给至逆变器15的电源作为主电源，将从电源部19供给至数据通信部11、系统控制部12、流量控制部13、逆变器控制部14、定子叶片控制部24、角度推断部26及存储部22等的电源称为控制电源。

电源部19将来自外部电源5的电力与蓄电部18中所积蓄的电力合并而得的电力分配至各功能部，但优先分配蓄电部18中所积蓄的电力。例如，在蓄电部18中所积蓄的电力不足的情况下，将与供给自外部电源5的电力合并而得的电力分配至各功能部，在蓄电部18中所积蓄的电力有剩余的情况下，将该剩下的电力作为剩余电力经由商用电源再生部20而再生至商用电源(该例中为外部电源5)，从而将电力供给至其他控制器及传感器等。

驱动部25是根据由后文叙述的定子叶片控制部24设定的马达的操作量来驱动定子叶片17的叶片171，由此调节桨距角的功能部。例如，驱动部25是由如下构件构成：马达250，其使定子叶片17的叶片171回转；驱动电路(未图示)，其根据由定子叶片控制部24设定的马达250的操作量来生成用以驱动马达250的驱动信号(例如电信号)；以及动力传递机构(未图示)，其将马达250的旋转运动转换为叶片171的旋转运动。

马达250例如为步进马达。以下，有时将马达250记作步进马达250。上述动力传递机构例如将马达的旋转运动转换为定子叶片17的回转轴172的旋转运动，由此使得与回转轴172连结的叶片171回转，从而改变定子叶片17的桨距角Agv。作为上述动力传递机构，例如可运用目前已知的连杆机构等。

再者，驱动部25的上述驱动电路及上述动力传递机构只要具有可通过步进马达250来控制定子叶片17的桨距角的结构即可，并不限定于上述连杆机构。

定子叶片控制部24是用以通过控制驱动部25来控制定子叶片17的桨距角的功能部。具体而言，定子叶片控制部24以定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致的方式算出驱动部25的步进马达250的操作量，并将该操作量设定至驱动部25。更具体而言，定子叶片控制部24以定子叶片17的桨距角Agv与桨距角目标值Agv_ref一致的方式算出作为步进马达250的操作量的脉冲数Pstm并设定至驱动部25。设定好脉冲数Pstm的驱动部25通过上述驱动电路来生成与脉冲数Pstm相应的脉冲信号并供给至步进马达250，由此使定子叶片17的叶片171回转。

角度检测部23是检测定子叶片17的桨距角的功能部。角度检测部23例如安装在定子叶片17上。角度检测部23具有角度传感器。作为上述角度传感器，可例示电位计、霍尔IC、增量式编码器及绝对式编码器等。此外，角度检测部23具有可存储由上述角度传感器检测到的多次的桨距角的检测值Agv_r的信息的寄存器等存储部(未图示)。

角度推断部26根据步进马达250的旋转角度来推断桨距角Agv。更具体而言，角度推断部26通过计算下述式(4)来算出桨距角的推断值Agv_e(n)。

【式4】

Agv_e(n)＝Agv_e(n-1)+Pstm×Astm…(4)

此处，Agv_e(n)表示桨距角的推断值[deg]，Agv_e(n－1)表示此前刚刚算出的桨距角的推断值[deg]。此外，Astm为步进马达250的步进角度[deg/Pstm]，例如以马达信息222的形式预先存储在存储部22中。此外，如上所述，Pstm为作为步进马达250的操作量的脉冲数，是由定子叶片控制部24算出的值。

例如，在步进马达250与定子叶片17的各叶片171之间的动力传递机构无减速机构的情况下，如式(4)所示，表示马达的旋转角度的“Pstm×Astm”就成为定子叶片17的桨距角的变动量。通过对该桨距角的变动量加上此前刚刚算出的桨距角的推断值Agv_e(n－1)，可求出桨距角的推断值Agv_e(n)。

异常判定部27是判定角度检测部23是否有异常的功能部。具体而言，异常判定部27根据步进马达250的旋转角度来算出桨距角的值Agv_ck，在算出的桨距角的值Agv_ck与由角度检测部23得到的桨距角的检测值Agv_r一致的情况下，判定角度检测部23无异常，在算出的桨距角的值Agv_ck与由角度检测部23得到的桨距角的检测值Agv_r不一致的情况下，判定角度检测部23有异常。

更具体而言，异常判定部27通过计算下述式(5)来算出桨距角Agv_ck。

【式5】

Agv_ck(n)＝Agv_r(n-1)+Pstm×Astm…(5)

此处，Agv_ck(n)表示桨距角的推断值[deg]，Agv_r(n－1)表示此前刚刚由角度检测部23检测到的桨距角的检测值[deg]。此外，与上述式(4)一样，Astm及Pstm是使用以马达信息222的形式存储在存储部22中的信息。

如式(5)所示，通过对此前刚刚由角度检测部23检测到的桨距角的检测值Agv_r(n－1)加上表示桨距角的变动量(马达的旋转角度)的“Pstm×Astm”，可求出用于角度检测部23的异常判定的桨距角的值Agv_ck(n)。

选择部28根据异常判定部27的判定结果来选择由角度检测部23得到的桨距角的检测值Agv_r(n)以及由角度推断部26得到的桨距角的推断值Agv_e(n)中的某一方并给予流量推断部131。

具体而言，在由异常判定部27判定为无异常的情况下，选择部28选择由角度检测部23检测到的桨距角的检测值Agv_r(n)并给予流量推断部131。流量推断部131将所输入的桨距角的检测值Agv_r(n)作为桨距角Agv，通过上述方法来推断流量。

另一方面，在由异常判定部27判定为有异常的情况下，选择部28选择由角度推断部26算出的桨距角的推断值Agv_e(n)并给予流量推断部131。流量推断部131将所输入的桨距角的推断值Agv_e(n)作为桨距角Agv，通过上述方法来推断流量。

接着，对由实施方式1的流量控制装置100进行的定子叶片的控制的流程进行说明。

图12为表示由实施方式1的流量控制装置100进行的定子叶片17的控制的流程的流程图。

例如，在电源接通后的初始状态下，流量控制装置100被设定为正常模式(S1)。如上所述，在正常模式下，流量控制装置100使用角度检测部23的检测结果来进行流量控制。

在正常模式下，当由流量控制部13(桨距角目标值算出部133)算出的桨距角目标值Agv_ref被设定(输入)至定子叶片控制部24时，进行桨距角的调节(S2)。

图13为表示正常模式下的桨距角的调节的流程的图。

如图13所示，在正常模式下，定子叶片控制部24算出使定子叶片17的桨距角达到桨距角目标值Agv_ref的脉冲数Pstm，并将算出的脉冲数Pstm作为马达的操作量而设定至驱动部25(S21)。关于脉冲数Pstm的算出方法，可使用与上述式(4)相同的关系式来算出。例如，在从初始状态(Agv_r(n－1)＝0)起初次变更桨距角的情况下，在上述式(4)的Agv_e(n)中代入“Agv_ref”、在Agv_e(n－1)中代入“0”，并代入存储部22中所存储的值作为Astm，来求解Pstm，由此可算出使桨距角达到桨距角目标值Agv_ref的脉冲数Pstm。

此时，定子叶片控制部24将设定至驱动部25的脉冲数Pstm的信息也设定(输入)至异常判定部27。

驱动部25根据所设定的脉冲数Pstm来驱动步进马达250(S22)。由此，叶片171以定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致的方式回转。

在图12的步骤S2之后，异常判定部27根据所设定的脉冲数Pstm而开始角度检测部23的异常判定处理(S3)。

图14为表示步骤S3的异常判定处理的流程的图。

如图14所示，首先，异常判定部27根据所设定的脉冲数Pstm、从存储部22中读出的步进角度Astm、以及此前刚刚由角度检测部23检测到的桨距角的检测值Agv_r(n－1)来计算上述式(5)，由此算出桨距角的推断值Agv_ck(n)(S31)。

接着，异常判定部27判定步骤S31中算出的桨距角的推断值Agv_ck(n)与由角度检测部23检测到的该时间点下的桨距角的检测值Agv_r(n)是否一致(S32)。在桨距角的推断值Agv_ck(n)与桨距角的检测值Agv_r(n)一致的情况下，异常判定部27判定角度检测部23无异常(S33)。另一方面，在桨距角的推断值Agv_ck(n)与桨距角的检测值Agv_r(n)不一致的情况下，异常判定部27判定角度检测部23有异常(S34)。

在步骤S3的异常判定处理中，在判定为“无异常”的情况下，如图12所示，定子叶片控制部24判定桨距角目标值Agv_ref是否被变更(S4)。在桨距角目标值Agv_ref被变更的情况下，返回至步骤S2，以桨距角达到变更后的桨距角目标值Agv_ref的方式在正常模式下执行上述处理(S2、S3)。在步骤S4中，在桨距角目标值Agv_ref未被变更的情况下，固定桨距角直至桨距角目标值Agv_ref被变更为止。

另一方面，在步骤S3的异常判定处理中，在判定为“有异常”的情况下，如图12所示，流量控制装置100从正常模式转变为无角度传感器模式(S5)。在无角度传感器模式下，流量控制装置100以不使用角度检测部23的检测结果的方式进行流量控制。

具体而言，在流量控制装置100的工作模式已转变为无角度传感器模式的情况下，首先，定子叶片控制部24使步进马达250返回原点(S6)。例如，另行设置用以检测步进马达250已来到原点的开关，定子叶片控制部24使步进马达250工作，当从上述开关输出检测信号后，停止步进马达250的工作。

接着，角度推断部26将桨距角的推断值Agv_e的初始值设定为“0”(S7)。其后，进行桨距角的调节(S8)。

图15为表示无角度传感器模式下的桨距角的调节的流程的图。

如图15所示，与正常模式一样，定子叶片控制部24算出使桨距角达到桨距角目标值Agv_ref的脉冲数Pstm并设定至驱动部25(S81)，驱动部25根据所设定的脉冲数Pstm来驱动步进马达250(S82)。

此时，定子叶片控制部24将设定至驱动部25的脉冲数Pstm的信息也设定(输入)至角度推断部26。

接着，角度推断部26像上述那样根据所设定的脉冲数Pstm来计算上述式(4)，由此算出桨距角的推断值Agv_e(n)(S83)。

例如，在刚刚使步进马达250返回原点之后的初次(第1次)执行的步骤S83中，代入步骤S7中所设定的桨距角的推断值Agv_e的初始值(＝0)作为式(4)的“Agv_e(n－1)”，算出桨距角的推断值Agv_e(n)。另一方面，在第2次以后执行的步骤S83中，代入此前刚刚在步骤S83中算出的桨距角的推断值作为式(4)的“Agv_e(n－1)”，算出桨距角的推断值Agv_e(n)。

即，角度推断部26通过对使马达返回原点时的桨距角的初始值(Agv_e＝0)累积加上或减去与马达的操作量(例如脉冲数Pstm)相应的马达的旋转角度来算出桨距角的推断值Agv_e(n)。

其后，当步骤S8完成时，如图12所示，定子叶片控制部24判定桨距角目标值Agv_ref是否被变更(S9)。在桨距角目标值Agv_ref被变更的情况下，返回至步骤S8，以桨距角与变更后的桨距角目标值Agv_ref一致的方式执行上述处理(S81～S83)。另一方面，在步骤S9中，在桨距角目标值Agv_ref未被变更的情况下，固定桨距角直至桨距角目標值Agv_ref被变更为止。

通过以上步骤，得以进行定子叶片17的控制。

最后，对流量控制装置100的整体的工作的流程进行说明。

首先，流量控制装置100通过数据通信部11接收因冷热水的供给目标的负荷变动而来自空调控制装置4的冷热水的新的流量目标值Q_ref。由数据通信部11接收到的流量目标值Q_ref被送至系统控制部12。

接着，系统控制部12将流量目标值Q_ref的信息送至流量控制部13。在流量控制部13中，首先，流量推断部131根据由逆变器控制部14算出的涡轮160的角速度ω以及扭矩T的信息、和桨距角的信息，通过上述方法来算出流量推断值Q_Z。此处，如上所述，在正常模式的情况下，上述桨距角的信息为桨距角的检测值Agv_r，在无角度传感器模式的情况下，上述桨距角的信息为由角度推断部26推断出的桨距角的推断值Agv_e。

其后，扭矩目标值算出部132通过上述方法来算出使由流量推断部131算出的流量推断值Q_Z与流量目标值Q_ref一致这样的扭矩目标值T_ref并送至逆变器控制部14。此外，桨距角目标值算出部133通过上述方法来算出使由流量推断部131算出的流量推断值Q_Z与流量目标值Q_ref一致这样的桨距角目标值Agv_ref并送至定子叶片控制部24。

逆变器控制部14接收来自流量控制部13的扭矩目标值T_ref，算出使发电机16的发电机16的扭矩T与扭矩目标值T_ref一致这样的相电压设定值并送至逆变器15，逆变器15接收来自逆变器控制部14的相电压设定值而对发电机16的定子161的定子绕组供给与上述相电压设定值相应的相电压。

此外，定子叶片控制部24接收来自桨距角目标值算出部133的桨距角目标值Agv_ref，以定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致的方式驱动步进马达250。此时，如上所述，定子叶片控制部24根据异常判定部27的判定结果，在正常模式或无角度传感器模式中的某一模式下驱动步进马达250而使定子叶片17的各叶片171回转，由此调节定子叶片17的桨距角。

通过以上控制，发电机16的扭矩T变得与扭矩目标值T_ref一致，而且定子叶片17的桨距角变得与桨距角目标值Agv_ref一致，从而使得在流量控制装置100内的流路中流动的冷热水的流量以达到流量目标值Q_ref的方式得到调节。

以上，根据本发明的流量控制装置，在检测定子叶片的桨距角的角度检测部23无异常的情况下，使用由角度检测部23得到的桨距角的检测值Agv_r来进行流量控制，在角度检测部23有异常的情况下，不使用角度检测部23而是使用由角度推断部26得到的桨距角的推断值Agv_e来进行流量控制，因此，一方面可保持流量控制的精度、另一方面可提高流量控制装置的可靠性。即，即便在本流量控制装置被设置在苛刻环境下的情况下，也可进行使用角度传感器的高精度的流量控制，并且，即便在角度传感器发生故障的情况下，也会通过运算来推断桨距角而进行流量控制，因此，可避免由角度传感器的可靠性所引起的流量控制装置的可靠性的降低。

此外，根据本发明的流量控制装置，由于即便在角度传感器(角度检测部23)发生故障的情况下也可继续进行流量控制，因此可避免在更换发生故障的角度传感器之前的期间内停止流量控制装置，使得用户方便性增加。

此外，根据本流量控制装置，通过对根据与马达的操作量(例如脉冲数Pstm)相应的马达的旋转角度(Pstm×Astm)而算出的桨距角的值(Agv_ck(n))与桨距角目标值Agv_ref进行比较来判定角度检测部23有无异常，因此，无须使用复杂的运算处理即可进行高精度的角度检测部23的异常判定。

进而，通过使用步进马达作为使定子叶片的叶片回转的马达，可实现定子叶片的桨距角的高精度控制，而且马达的旋转角度(Pstm×Astm)的算出变得容易。

再者，在实施方式1的流量控制装置100中，在正常模式及无角度传感器模式下的桨距角的调节相关的处理中例示的是如下控制方法，但并不限定于此，该方法为：根据桨距角目标值Agv_ref来算出需要的步进马达250的操作量(脉冲数Pstm)，根据该操作量来驱动步进马达250。例如，由于由定子叶片进行的流量控制无需高速的响应，因此例如也可采用如下控制方法：使步进马达250每次旋转单位步幅，当定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致时，停止步进马达250的旋转。下面，分别展示正常模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S2)的另一例和无角度传感器模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S8)的另一例。

图16为表示正常模式下的桨距角的调整相关的处理(步骤S2)的另一例的流程图。

与上述图13的处理流程一样，当所算出的桨距角目标值Agv_ref被输入(设定)至定子叶片控制部24时，定子叶片控制部24将单位脉冲数Pstm_0反复设定至驱动部25直至桨距角的检测值Agv_r与桨距角目标值Agv_ref一致为止，由此使步进马达阶段性地旋转。

具体而言，首先，定子叶片控制部24将单位脉冲数Pstm_0设定至驱动部25(S24)。此处，单位脉冲数Pstm_0为1以上的值即可，其值无特别限定。

接着，驱动部25根据所设定的脉冲数Pstm_0来驱动步进马达250(S25)。接着，定子叶片控制部24判定由角度检测部23检测到的桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref是否一致(S26)。在桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref不一致的情况下，再次返回至步骤S24，以设定至驱动部25的脉冲数每次增加Pstm_0的方式使步进马达250阶段性地旋转直至桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref一致为止(S24～S26)。另一方面，在桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref已一致的情况下，停止步进马达250的旋转，从而停止定子叶片17的旋转(S27)。

图17为表示无角度传感器模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S8)的另一例的流程图。

与上述图15的处理流程一样，当步进马达250返回原点(S6)、桨距角的推断值Agv_e的初始值被设定为“0”时(S7)，定子叶片控制部24将单位脉冲数Pstm_0反复设定至驱动部25直至桨距角的推断值Agv_e与桨距角目标值Agv_ref一致为止，由此使步进马达阶段性地旋转。

具体而言，首先，与正常模式的情况一样(参考图16)，定子叶片控制部24将单位脉冲数Pstm_0设定至驱动部25(S24)，驱动部25根据所设定的脉冲数Pstm_0来驱动步进马达250(S25)。

接着，角度推断部26根据所设定的脉冲数Pstm_0来算出桨距角的推断值Agv_e(n)(S86)。算出方法与图15的情况相同。

接着，定子叶片控制部24判定步骤S86中算出的桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref是否一致(S87)。在桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref不一致的情况下，再次返回至图17的步骤S24，以设定至驱动部25的脉冲数每次增加Pstm_0的方式使步进马达250阶段性地旋转直至桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref一致为止(S24～S87)。另一方面，在桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref已一致的情况下，停止步进马达250的旋转，从而停止定子叶片17的旋转(S88)。

根据以上处理流程，与图13及图15所示的处理流程一样，可实现使用步进马达250的定子叶片17的桨距角的调节。

《实施方式2》

图18为表示实施方式2的流量控制装置的内部构成的框图。

实施方式2的流量控制装置101与实施方式1的流量控制装置100的不同点在于具有同步马达而非步进马达，根据该同步马达的旋转角度来算出定子叶片的桨距角，其他内容与实施方式1的流量控制装置100相同。再者，下面，对实施方式2的流量控制装置101中的与实施方式1的流量控制装置100的不同点进行详细说明，对于与实施方式1的流量控制装置100相同的内容则省略详细说明。

如图18所示，流量控制装置101具有同步马达350而非步进马达250。此处，同步马达350是通过所供给的交流电源(例如50Hz或60Hz的商用电源)所生成的旋转磁场而旋转的马达。

定子叶片控制部34以定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致的方式算出构成驱动部35的同步马达350的操作量，根据该操作量来驱动同步马达350。更具体而言，定子叶片控制部34以定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致的方式算出对马达供给电力的时间(以下，称为“驱动时间”)Tsm作为同步马达350的操作量并设定至驱动部35。设定好驱动时间Tsm的驱动部35通过驱动电路以与驱动时间Tsm的期间相应的方式对同步马达350供给交流电，由此驱动同步马达350而使定子叶片17的叶片171回转。

角度推断部36根据构成驱动部35的同步马达350的旋转角度来推断桨距角Agv。更具体而言，角度推断部36通过计算下述式(6)来算出桨距角的推断值Agv_e(n)。

【式6】

此处，N为同步马达350的同步转速[rpm]，G为同步马达350与定子叶片17的叶片171之间的减速比。同步转速N及减速比G的信息例如以马达信息222的形式预先存储在存储部22中。此外，如上所述，Tsm为作为同步马达350的操作量的驱动时间，是由定子叶片控制部34算出的值。

如式(6)所示，对表示同步马达350的旋转角度的“N×Tsm/60”乘以“360[deg]/G”而得的值成为定子叶片17的桨距角的变动量。通过对该桨距角的变动量加上此前刚刚算出的桨距角的推断值Agv_e(n－1)，可求出桨距角的推断值Agv_e(n)。

异常判定部37根据同步马达350的旋转角度来算出桨距角的值Agv_ck，在算出的桨距角的值Agv_ck与由角度检测部23得到的桨距角的检测值Agv_r一致的情况下，判定为角度检测部23无异常，在算出的桨距角的值Agv_ck与由角度检测部23得到的桨距角的检测值Agv_r不一致的情况下，判定为角度检测部23有异常。

具体而言，异常判定部37通过计算下述式(7)来算出用于异常判定的桨距角的值Agv_ck。

【式7】

此处，Agv_ck(n)表示桨距角的推断值[deg]，Agv_r(n－1)表示此前刚刚由角度检测部23检测到的桨距角的检测值[deg]。此外，N及Tsm与上述式(6)相同，使用以马达信息222的形式存储在存储部22中的信息。

如式(7)所示，通过对此前刚刚由角度检测部23实际检测到的桨距角的检测值Agv_r(n－1)加上通过对表示同步马达350的旋转角度的“N×Tsm/60”乘以“360[deg]/G”而算出的定子叶片17的桨距角的变动量，可求出用于异常判定的桨距角Agv_ck(n)。

接着，使用图19～图22，对由实施方式2的流量控制装置进行的桨距角的调节相关的处理的流程进行说明。

如图19所示，由实施方式2的流量控制装置进行的定子叶片的控制的整体的处理的流程与由实施方式1的流量控制装置进行的定子叶片的控制(参考图12)相同，另一方面，正常模式时的桨距角的调节相关的处理(步骤S12)、异常判定处理(步骤S13)、以及无角度传感器模式时的桨距角的调节相关的处理(步骤S18)不一样。下面，对步骤S12、步骤S13及步骤S18进行具体说明。

图20为表示正常模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S12)的流程的图。

如图20所示，在正常模式下，定子叶片控制部34算出使定子叶片17的桨距角达到桨距角目标值Agv_ref的驱动时间Tsm，将算出的驱动时间Tsm作为马达的操作量而设定至驱动部35(S121)。例如，在由角度检测部23得到的桨距角的检测值为Agv(n－1)＝0的情况下，在上述式(6)的Agv_e(n)中代入“Agv_ref”、在Agv_e(n－1)中代入“0”、并代入存储部22中所存储的值作为N及G，来求解Tsm，由此可算出使桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致的驱动时间Tsm。此时，设定至驱动部35的驱动时间Tsm的信息也被设定(输入)至异常判定部37。

接着，驱动部35根据所设定的驱动时间Tsm来驱动同步马达350(S122)。由此，叶片171以定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致的方式回转。

在步骤S12之后，流量控制装置101执行异常判定处理(S13)。

图21为表示实施方式2的异常判定处理(步骤S13)的流程的图。

在实施方式2的异常判定处理中，首先，异常判定部37根据所设定的驱动时间Tsm、从存储部22中读出的N及G、以及此前刚刚由角度检测部23检测到的桨距角的检测值Agv_r(n－1)来计算上述式(7)，由此算出桨距角的值Agv_ck(n)(S131)。

接着，异常判定部37判定步骤S131中算出的桨距角的值Agv_ck(n)与由角度检测部23检测到的该时间点下的桨距角的检测值Agv_r(n)是否一致(S132)。在桨距角的值Agv_ck(n)与桨距角的检测值Agv_r(n)一致的情况下，异常判定部37判定为角度检测部23无异常(S133)。另一方面，在桨距角的值Agv_ck(n)与桨距角的检测值Agv_r(n)不一致的情况下，异常判定部37判定为角度检测部23有异常(S134)。

在步骤S13的异常判定处理中，在判定为角度检测部23有异常的情况下，流量控制装置101转变为无角度传感器模式，执行桨距角的调节相关的处理(步骤S18)。

图22为表示无角度传感器模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S18)的流程的图。

如图22所示，与正常模式的情况一样，定子叶片控制部34算出使桨距角达到桨距角目标值Agv_ref的驱动时间Tsm并设定至驱动部35(S181)，驱动部35根据所设定的驱动时间Tsm来驱动同步马达350(S182)。此时，定子叶片控制部34将设定至驱动部35的驱动时间Tsm的信息也设定(输入)至角度推断部36。

接着，角度推断部36像上述那样根据所设定的驱动时间Tsm来计算上述式(6)，由此算出桨距角的推断值Agv_e(n)(S183)。

例如，在使同步马达350返回原点之后的初次(第1次)执行的步骤S183中，代入步骤S7中所设定的桨距角的推断值Agv_e的初始值(＝0)作为式(6)的“Agv_e(n－1)”而算出桨距角的推断值Agv_e(n)。另一方面，在使同步马达350返回原点之后的第2次以后执行的步骤S183中，代入此前刚刚在步骤S183中算出的桨距角的推断值作为式(6)的“Agv_e(n－1)”而算出桨距角的推断值Agv_e(n)。

即，角度推断部36通过对使马达返回原点时的桨距角的初始值(Agv_e＝0)累积加上或减去与马达的操作量(例如驱动时间Tsm)相应的马达的旋转角度来算出桨距角的推断值Agv_e(n)。

通过以上步骤S18的处理流程，得以进行定子叶片17的桨距角的调节和桨距角的推断。

以上，根据实施方式2的流量控制装置101，与实施方式1的流量控制装置100一样，针对此前刚刚由角度检测部23实际检测到的桨距角的检测值Agv_r(n－1)，对根据与同步马达350的操作量(例如驱动时间Tsm)相应的同步马达350的旋转角度而求出的桨距角Agv_ck(n)与桨距角目标值Agv_ref进行比较，由此判定角度检测部23有无异常，因此，无须使用复杂的运算处理即可高精度地检测角度检测部23有无异常。

此外，通过使用同步马达作为使定子叶片的叶片回转的马达，与使用步进马达的情况一样，可实现定子叶片的桨距角的高精度控制，而且马达的旋转角度(N×Tsm/60)的算出变得容易。

再者，在实施方式2的流量控制装置101中，例示的是根据桨距角目标值Agv_ref来算出作为目标的同步马达的操作量(驱动时间Tsm)而驱动同步马达的控制方法，但并不限定于此。例如，也可以与实施方式1的流量控制装置100一样采用如下的控制方法：使同步马达每次旋转单位时间，当定子叶片17的桨距角与桨距角目标值Agv_ref一致时，停止同步马达的旋转。下面，分别展示实施方式2的流量控制装置101中的正常模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S12)的另一例和无角度传感器模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S18)的另一例。

图23为表示实施方式2的流量控制装置101的正常模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S12)的另一例的流程图。

与上述图20的处理流程一样，当所算出的桨距角目标值Agv_ref被设定至定子叶片控制部34时，定子叶片控制部34将单位驱动时间Tsm_0反复设定至驱动部35直至桨距角的检测值Agv_r与桨距角目标值Agv_ref一致为止，由此使同步马达350阶段性地旋转。

具体而言，首先，定子叶片控制部34将单位驱动时间Tsm_0设定至驱动部35(S124)。接着，驱动部35根据所设定的单位驱动时间Tsm_0来驱动同步马达350(S125)。接着，定子叶片控制部34判定由角度检测部23检测到的桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref是否一致(S126)。在桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref不一致的情况下，再次返回至步骤S124，以设定至驱动部35的驱动时间每次增加Tsm_0的方式使同步马达350阶段性地旋转直至桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref一致为止(S124～S126)。其后，在桨距角的检测值Agv_r(n)与桨距角目标值Agv_ref已一致的情况下，停止同步马达350的旋转，从而停止定子叶片17的旋转(S127)。

图24为表示实施方式2的流量控制装置101的无角度传感器模式下的桨距角的调节相关的处理(步骤S18)的另一例的流程图。

首先，与正常模式的情况一样(参考图23)，定子叶片控制部34将单位驱动时间Tsm_0设定至驱动部35(S124)，驱动部35根据所设定的单位驱动时间Tsm_0来驱动同步马达350(S125)。此时，单位驱动时间Tsm_0的信息也被输入(设定)至角度推断部36。接着，角度推断部36根据所设定的单位驱动时间Tsm_0来算出桨距角的推断值Agv_e(n)(S186)。算出方法与图15的情况相同。

接着，定子叶片控制部34判定步骤S186中算出的桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref是否一致(S187)。在桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref不一致的情况下，再次返回至图24的步骤S124，以设定至驱动部35的驱动时间每次增加Tsm_0的方式使同步马达350阶段性地旋转直至桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref一致为止(S124～S187)。另一方面，在桨距角的推断值Agv_e(n)与桨距角目标值Agv_ref已一致的情况下，停止同步马达350的旋转，从而停止定子叶片17的旋转(S188)。

根据以上处理流程，与图20及图22所示的处理流程一样，可实现使用同步马达350的定子叶片17的桨距角的调节。

《实施方式3》

图25为表示实施方式3的流量控制装置102的构成的图。

图25所示的流量控制装置102与实施方式1的流量控制装置100的不同点在于与空调控制装置4之间以及与外部电源5之间无线连接，另一方面，其他内容与实施方式1的流量控制装置100相同。

在流量控制装置102中，设置无线数据通信部30代替数据通信部11，通过天线29以无线方式进行与空调控制装置4之间的数据的收发。此外，在流量控制装置102中，设置无线电力输送接收部31代替商用电源再生部20，通过天线29以无线方式接收来自外部电源5的电力并送至电源部19，并且通过天线29以无线方式将来自电源部19的剩余电力再生至商用电源(该例中为外部电源5)，从而将电力供给至其他控制器及传感器等。

根据流量控制装置102，由于与空调控制装置4之间以及与外部电源5之间是无线连接，因此可取消流量控制装置102与外部设备之间的线路。由此，可期待线路材料的取消、施工性/维护性的提高、布线工时的取消、恶劣环境下的作业工时的减少、已有建筑物的追加仪器装设及替换中的作业工时的减少等由无线化带来的对降低环境负荷的贡献。

以上，根据实施方式，对由本发明者等人完成的发明进行了具体说明，但本发明并不限定于此，当然可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，例示的是将流量控制装置100、101、102运用于空调控制系统1的情况，但并不限于此，可运用于各种流量控制的应用，进而，其运用范围可扩大至普通工业设备。

此外，在上述实施方式中，例示的是流量控制装置100、101、102的控制对象流体为冷热水的情况，但并不限于此，也可为除冷热水以外的液体，并且，也可为煤气等气体。

此外，在上述实施方式中，定子叶片17只要为桨距角是可变的形状即可，并不限定于图5、6等中例示的形状。

此外，在实施方式3中，例示的是与空调控制装置4之间以及与外部电源5之间无线连接的流量控制装置102，但并不限于此，在流量控制装置102中，也可将与空调控制装置4之间以及与外部电源5之间中的任一方设为无线、将另一方设为与实施方式1的流量控制装置100相同的有线。

此外，实施方式2的流量控制装置101也可与实施方式3的流量控制装置102一样加以无线化。例如，可像图26所示的流量控制装置103那样设为与空调控制装置4之间以及与外部电源5之间无线连接，也可将与空调控制装置4之间以及与外部电源5之间中的任一方设为无线、将另一方设为有线。

符号说明

1 空调控制系统

2 控制对象空间

3 空调机(FCU)

4 空调控制装置

5 外部电源

LR 回水管路

LS 供水管路

31 换热器

32 风机

100、101、102、103 流量控制装置

11 数据通信部

12 系统控制部

13 流量控制部

131 流量推断部

132 扭矩目标值算出部

133 桨距角目标值算出部

14 逆变器控制部

15 逆变器

16 发电机

160 涡轮

161 定子

17 定子叶片

170 基体

171 叶片

171a 叶片的端部

171b 叶片的主面

172 回转轴

18 蓄电部

19 电源部

20 商用电源再生部

21 位置传感器

22 存储部

221 函数信息

222 马达信息

23 角度检测部

24、34 定子叶片控制部

25、35 驱动部

250 步进马达

350 同步马达

26、36 角度推断部

27、37 异常判定部

28 选择部

29 天线

30 无线数据通信部

31 无线电力输送接收部。

Claims (5)

1.一种流量控制装置，其包括发电机，所述发电机具有承受流体而旋转的涡轮，通过所述涡轮的旋转来发电，

所述流量控制装置的特征在于，还包括：

定子叶片，其具备基体和多个叶片，所述基体与所述涡轮同轴配置，所述多个叶片在所述基体上沿与所述基体的轴正交的方向延伸，而且具有承受所述流体的主面，设置为所述主面与正交于所述轴的平面所成的桨距角可变；

流量推断部，其根据所述涡轮的角速度、所述发电机的扭矩以及所述桨距角来推断所述流体的流量；

控制部，其以由流量推断部推断出的流量与所述流体的设定流量一致的方式控制所述发电机的扭矩，而且通过驱动马达来控制所述叶片的所述桨距角；

角度检测部，其检测所述桨距角；

角度推断部，其根据所述马达的旋转角度来推断所述桨距角；以及

异常判定部，其判定所述角度检测部是否有异常，

在由所述异常判定部判定为无异常的情况下，所述流量推断部根据由所述角度检测部检测到的所述桨距角的检测值来推断所述流量，在由所述异常判定部判定为有异常的情况下，所述流量推断部根据由所述角度推断部算出的所述桨距角的推断值来推断所述流量。

2.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，

在根据所述马达的旋转角度而算出的所述桨距角的值与由所述角度检测部得到的所述桨距角的检测值一致的情况下，所述异常判定部判定为所述角度检测部无异常，在算出的所述桨距角的值与由所述角度检测部得到的所述桨距角的检测值不一致的情况下，所述异常判定部判定为所述角度检测部有异常。

3.根据权利要求2所述的流量控制装置，其特征在于，

所述控制部包括：

桨距角目标值算出部，其以由所述流量推断部推断出的流量与所述流体的设定流量一致的方式算出所述桨距角的目标值；

所述马达，其通过驱动所述叶片来调节桨距角；以及

定子叶片控制部，其以所述叶片的所述桨距角与由所述桨距角目标值算出部算出的所述桨距角的目标值一致的方式算出所述马达的操作量而驱动所述马达，

所述异常判定部通过对此前刚刚由所述桨距角检测部检测到的所述桨距角的检测值加上或减去与所述马达的所述操作量相应的所述旋转角度来算出所述桨距角。

4.根据权利要求3所述的流量控制装置，其特征在于，

所述马达为步进马达，

所述马达的操作量为输入至所述马达的脉冲数。

5.根据权利要求3所述的流量控制装置，其特征在于，

所述马达为通过所供给的交流电源所生成的旋转磁场而旋转的同步马达，

所述马达的操作量为所述马达的驱动时间。

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