JP2004129383A - Fan motor and electrical apparatus equipped with the fan motor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にレンジフードや天井埋め込み型等の排気用および給気用の換気装置や給湯機、乾燥機、空気清浄機、ファンフィルタユニットに搭載するファンモータ、およびそのファンモータを搭載した電気機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、レンジフードや天井埋め込み型の換気装置などにおいては、高効率化による消費電力の削減をした上で、ダクト配管形態による圧力損失や外風圧、フィルタ等の目詰まりによる圧力損失の変化の影響を受けることなく、調理の状態や居室の状況に応じて最適な風量で換気ができるような制御性の良いファンモータが求められている。また、24時間常時換気の増加にともない、静音化および低消費電力化したファンモータが求められており、高効率化のために、誘導電動機からDCモータを搭載するようになってきた。さらには、磁石回転子の磁極数も4極から8極へと多極化してきている。そして、25Wを越える出力の高いモータにおいては、トルクリップル・トルク変化率を小さくして、騒音・振動の発生を抑制するために、導通角を拡げた通電制御も必要になってきており、そのためには磁石回転子の磁極位置を誘起電圧のゼロクロスを検出して行う方法ではなく、ホールICなどを用いて磁石回転子の磁極位置を検出し、通電相の切替を行う方式を採用している。このようなDCモータの場合は、プリント基板上にホールICを実装,はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールICにて検知できるように、プリント基板をDCモータ内部の固定子などに取り付けた構造となっている。また、25W以下の出力のモータにおいては、制御回路の小型化を図るために、モータ駆動回路をモータ内部に内蔵したDCモータを採用する方式が増えてきている。このような場合は、プリント基板上にホールICと、このホールICの出力信号に基づいて電機子巻線への通電相を切り替えるロジック回路とスイッチング素子を内蔵した汎用の駆動ICなどを実装・はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールICにて検知できるように、プリント基板をDCモータ内部の固定子などに取り付けたDCモータの構造となっており、このようなホールIC等の磁極検出素子を内蔵したDCモータを搭載したファンモータでの最適風量制御が求められている。
【0003】
従来、この種のファンモータの一例として特許文献1〜3に示されたものが知られており、その構成はDCモータを搭載し、ファンモータの運転回転数を検出する回転数検出手段とファンモータへの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、指示風量に対して一定運転するために必要な規定回転数を複数の印加電圧に対応して記憶する規定回転数記憶手段を設け、印加電圧検出手段によって検出された印加電圧時に必要な規定回転数を規定回転数記憶手段から選定し、回転数検出手段によって検出した運転回転数と選定した規定回転数が一致するよう印加電圧を昇圧あるいは降圧するファンモータの構成である。
【0004】
また、特許文献4に示されたものが知られており、その構成は送排風機を所定の基準回転速度で実運転したときの、3相誘導電動機への入力電力を検出し、予め求められた、送排風機の基準回転速度における送排風量と入力電力の関係を、3相誘導電動機の効率と排送風機のファン効率が既知であることを利用した関数式から運転風量を算出し、算出された送排風量から、所望の送排風量を得られる回転速度を前記関数式から算出して制御する構成である。
【0005】
また、特許文献5に示されたものが知られており、その構成はDCモータを搭載したファンモータを定電流スタートし、その時の運転回転数を検出し、この運転回転数から換気扇の負荷量としての据え付け条件を検索し、検索した負荷量に基づいて設定風量に対応したファンモータの設定回転数を求め、電圧を可変しながら設定回転数と運転回転数が一致するよう制御する(このとき電流値は制御対象ではない)構成である。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−146189号公報
【特許文献2】
特開平5−223091号公報
【特許文献3】
特開平8−140390号公報
【特許文献4】
特開昭62−162791号公報
【特許文献5】
特開平8−152165号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のファンモータによれば、特許文献1〜3の構成において、高効率化や低振動化のために、特許文献5に示されるように、DCモータの電機子巻線への通電相の切替をホールICの信号出力に基づいて行う場合、プリント基板へのホールICの実装は実装機のマウント精度が高いものでも、0.2mm〜0.3mm(平面上で)ずれてしまう。また、実装する際の接着剤の塗布量にもばらつきがあるので、磁石とホールICとの空隙がばらつき、ホールICの信号変化に差異が生じる。さらには、ホールICのセンサ感度も±20mTのばらつきがあり、このようなばらつきを総合すると、磁石外径50mm,磁石極数8極のDCモータの場合、誘起電圧位相に対する通電位相が電気角で±10度程度ばらつくこととなり、同一のトルクと回転数を出力するために必要な印加電圧、電流が通電位相のばらつきにより大きく異なってくる。一般的に、転流タイミングが遅れ、通電位相が遅れ位相となる場合は、同一のトルクと回転数を出力するための印加電圧も電流も高くなり、逆に通電位相が進み位相の場合は、印加電圧も電流も低くなる。ここで、図11に従来のファンモータの通電位相が進み位相のモータと、遅れ位相のモータにおける同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数特性を示す。図に示すように、同一指示風量・同一印加電圧時において通電位相が遅れ位相のモータの方が、進み位相のモータよりも回転数が高くなる。したがって、指示風量に対するDCモータへの印加電圧と規定回転数のテーブルが、通電位相の違いにより異なるため、通電位相が中心となるDCモータにてテーブルを作成した時、通電位相が遅れ位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、DCモータへの印加電圧を昇圧していくので、風量が大幅に増加し、逆に通電位相が進み位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、DCモータへの印加電圧を降圧していくので、風量が大幅に減少するという課題があった。また、風量一定制御を実現するためには、ホールICの位置を確認した上で個別にテーブルを作成するか、DCモータを選別して搭載する必要があり、汎用性がないという課題があり、精度の高い風量一定制御を汎用性のある構成で実現することが要求されている。
【0008】
また、特許文献4に示される送排風機の風量制御方法では、ファンモータにおいて、静圧や空気温度の変化によって、ファンブレードに対する空気の流入角度、流入位置や、渦の発生度合いが変化するので、ファン効率は非線形となり、容易に既知とはならず、さらに、ファン負荷(トルク)や磁石温度、巻線抵抗値の変化によって、モータの損失である銅損、鉄損、機械損の割合や、その絶対値が変化するのでモータ効率も非線形となり、容易に既知とはならないものであり、常温であっても開示された内容では、風量一定制御の実現は困難であり、一品一様の制御仕様となるとともに、精度が高い風量制御ができないという課題があり、一品一様の制御仕様となることなく、精度が高い風量一定制御を実現することが要求されている。
【0009】
また、特許文献5に示される換気扇の風量制御装置では、一定時間毎の定電流下における回転数のみからの判断によって、ダクト配管などの圧力損失条件等の設置条件を推測しているので、推測時に空気温度の変化による空気比重量の変化や、外風等の影響により負荷条件を実際とは異なる状態と間違って判断する可能性が非常に高いため、精度が高い風量制御ができないという課題があった。また、仮に推測時点での負荷条件を正確に推測できたとしても、負荷条件の検知が、そのとき限りの1ポイントであるため、居室内のドアの開閉状況や、空気温度が推測時と異なる環境下では、設定風量とは異なる風量にあえて制御するので、精度が高い風量一定制御ができないという課題があった。また、ホールICなどの磁極検出素子によって、磁石回転子の磁極位置を検知し、通電相の切替を行うので、上述した特許文献1〜3の場合と同様の課題があり、精度が高い風量一定制御を汎用性のある構成で実現することが要求されている。
【0010】
また、近年は高圧PWM駆動方式のDCモータが増加しているため、特許文献1から3の構成に示すような、DCモータへの印加電圧をパラメータとする方法に、高圧PWM駆動方式を適用した場合は、交流電源を整流平滑した後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとする必要があるので、使用するマイコンなどのROM容量の制限から、分解能が粗くなり、安価に高精度な制御の実現は困難であるという課題があり、安価に高精度な風量一定制御を実現することが要求されている。
【0011】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ホールICの信号出力に基づいて電機子巻線への通電切替を行い、モータ個体のばらつきにより、通電位相が遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載したファンモータであっても、風量を指示風量に対して安価に高精度で一定に制御できるファンモータおよびそれを搭載した電気機器を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のファンモータは上記目的を達成するために、DCモータを搭載したファンモータであって、前記DCモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記DCモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記DCモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるDCモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0013】
本発明によれば、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、DCモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0014】
また他の手段は、DCモータを搭載したファンモータであって、前記DCモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記DCモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記DCモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるDCモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0015】
本発明によれば、PWM駆動であるとともに、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、DCモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0016】
また他の手段は、DCモータを搭載したファンモータであって、前記DCモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記DCモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記DCモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準の雰囲気温度時において、基準となるDCモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0017】
本発明によれば、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、DCモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0018】
また他の手段は、DCモータを搭載したファンモータであって、前記DCモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記DCモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記DCモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準の雰囲気温度時において、基準となるDCモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0019】
本発明によれば、PWM駆動であるとともに、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、DCモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0020】
また他の手段は、特性乖離判別手段はDCモータへの所定の電流または電圧を2値供給することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0021】
本発明によれば、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータが得られる。
【0022】
また他の手段は、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0023】
本発明によれば、PWM駆動であっても、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、DCモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0024】
また他の手段は、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のDCモータへ印加する等価電圧と電流と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0025】
本発明によれば、PWM駆動であっても、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、DCモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0026】
また他の手段は、特性乖離判別手段はDCモータを所定の2つの回転数で略一定運転することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0027】
本発明によれば、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータが得られる。
【0028】
また他の手段は、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【0029】
本発明によれば、特性乖離判別手段がDCモータの特性面の状態を周期的に把握するので、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、DCモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1記載の発明は、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるDCモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【0031】
また、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるDCモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【0032】
また、ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準の雰囲気温度時において、基準となるDCモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の基準温度との差に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するという作用を有する。
【0033】
また、ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準の雰囲気温度時において、基準となるDCモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記DCモータと前記基準となるDCモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記DCモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記DCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の基準温度との差に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するという作用を有する。
【0034】
また、特性乖離判別手段はDCモータへの所定の電流または電圧を2値供給することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できるという作用を有する。
【0035】
また、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【0036】
また、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のDCモータへ印加する等価電圧と電流と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記DCモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の基準温度との差に対応した温度変化分を合わせて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【0037】
また、特性乖離判別手段はDCモータを所定の2つの回転数で略一定運転することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できるという作用を有する。
【0038】
また、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がDCモータの特性面の状態を周期的に把握するという作用を有する。
【0039】
以下、本発明の実施例について図1〜図10を参照しながら説明する。
【0040】
【実施例】
(実施例1)
図1〜図7に示すように、1はDCモータ2を搭載した遠心型のファンモータで、18はファンモータ1を内蔵した筐体状の換気装置であり、室内から室内空気を吸い込むための給気口18aと、吸い込んだ室内空気を屋外に排気するための排気口18bを開口している。給気ダクト14a、給気口18aを介して換気装置18内のファンモータ1によって吸い込まれた、たばこの煙や調理による廃ガス、油煙によって汚染した室内空気は、排気口18b、排気ダクト14bを介して建物の壁15を貫通して屋外に排出される。4はサーミスタなどの雰囲気温度検出手段で、換気する空気の温度を検出する。DCモータ2は磁石回転子3の磁極位置を検出するホールIC5と、駆動ロジック回路6aとスイッチング素子群6bよりなる通電制御手段6等を搭載した駆動IC(図示せず)や、コンデンサ等の電子部品を実装したプリント基板(図示せず)を内蔵した構造である(図1はブロック図のためDCモータ2内に内蔵した状態では図示せず)。駆動ロジック回路6aはホールIC5の信号出力を基に、スイッチング素子群6bをON・OFF制御して電機子巻線17への通電切り替えを制御する。13は弱、中、強などのファンモータ1の運転風量を指示する風量指示手段で、9はホールIC5の信号出力から運転回転数を検知する運転回転数検出手段で、19はDCモータ2への印加電圧を検知する印加電圧検出手段である。7はDCモータ2の駆動電流を検知する電流検出手段で、12は基準温度時において基準となるDCモータが風量指示手段13にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を規定回転数として複数の印加電圧に対応させて記憶する相関関係記憶手段である。8は相関関係補正手段で、DCモータ2において、基準となるDCモータとの特性の乖離を判別して、その特性乖離分を対象にして相関関係を補正する特性乖離判別手段10と、雰囲気温度検出手段4が検知した温度と基準の所定温度の温度差に応じて相関関係を補正する温度補正手段16と、特性乖離判別結果を記憶する特性乖離記憶手段10aより構成される。11は風量制御手段で、相関関係記憶手段12から指示風量と印加電圧に対応した基準の規定回転数を選定し、選定した規定回転数を相関関係補正手段8が補正し、補正した規定回転数と運転回転数が同一になるようにDCモータ2への印加電圧を制御する。そして、特性乖離判別手段10の実施動作は換気装置18の設置時にテストモードにて行い、実施した結果は特性乖離記憶手段10aに記憶する構成である。
【0041】
上記構成において、換気装置18の設置時にテストモードの実施によって、今回搭載されたDCモータ2の特性が基準となるDCモータの特性と比べて、どの程度特性が乖離しているのか把握する。その動作は特性乖離判別手段10が、DCモータ2に所定電圧を印加する指示を出力し、ファンモータ1を運転する。そして、運転回転数検出手段9がDCモータ2の回転が、ほぼ安定したことを確認するとともに、現在の運転回転数を検出し、電流検出手段7がDCモータ2の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段4によってファンモータ1が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した運転回転数と電流を基準温度時の値に補正する。この補正の相関図の一例を図4に示す。図に示すように、検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、その温度差に応じて図4の相関を比例配分して、回転数をプラス補正し、電流はマイナス補正する。逆に検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、同様にして回転数をマイナス補正し、電流はプラス補正して基準温度時への温度補正は完了する。次に、図3のモータトルク−回転数,モータトルク−電流特性と、温度補正した回転数と電流から基準のDCモータとの特性乖離を把握する。このとき、基準のDCモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段12に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段12に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定する。そして、決定された補正係数は特性乖離記憶手段10aに記憶される。ここで、換気装置18のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段16は雰囲気温度検出手段4が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段13によって指示された指示風量と、印加電圧検出手段19によって検出された印加電圧値をパラメータとして相関関係記憶手段12から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、相関関係補正手段8はテストモード時に特性乖離記憶手段10aに記憶した特性乖離分の補正係数から求めた特性乖離分補正量と、温度補正手段16が決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段11は相関関係補正手段8によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段9が検出した運転回転数とが一致するようにDCモータ2への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。ここで、図2にはDCモータの特性乖離の影響によるファンモータの風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示し、図3にはDCモータの特性乖離の影響によるモータトルク−回転数とモータトルク−電流特性を示す。図からも明らかなように、遠心型のファンモータにおいて、最大静圧の状態よりも静圧ゼロの状態の方がDCモータに対する負荷は重くなるので、製造時のばらつき等による特性乖離は静圧ゼロの状態に近くなれば近くなるほど、DCモータへの電流の差が顕著に現れることとなる。そして、磁石回転子の磁石の磁束量が小さくなればなるほど、静圧ゼロの状態に近くなるほど電流は高くなり、ホールICの実装位置のばらつきにより、通電位相が遅れ位相になればなるほど、静圧ゼロに近くなるにしたがって電流は一段と高くなり、ベアリングなど軸受けの動トルクが小さくなればなるほど、静圧ゼロに近くなるにしたがって電流は高くなり、電機子巻線の抵抗値が小さくなればなるほど、静圧ゼロに近くなるにしたがって電流は若干高くなる。したがって、磁束量が小さいDCモータや遅れ位相のDCモータや軸受け動トルクの小さいDCモータや電機子巻線の抵抗値が小さいDCモータを搭載したファンモータは、基準となるDCモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点を低い印加電圧にて達成できることとなるので、相関関係記憶手段12に記憶された規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして相関関係記憶手段12から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、磁束量が大きいDCモータや進み位相のDCモータや軸受け動トルクの大きいDCモータや電機子巻線の抵抗値が大きいDCモータを搭載したファンモータは、基準となるDCモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点には高い印加電圧が必要になるので、相関関係記憶手段12に記憶された規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして相関関係記憶手段12から規定回転数を選定すれば良いことになる。また、図4には雰囲気温度が高温の場合と低温の場合における同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示す。図からも明らかなように、同一指示風量・同一印加電圧時において雰囲気温度が高温の方が、雰囲気温度が低温となるよりも回転数が高くなる。したがって、雰囲気温度検出手段4が検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして相関関係記憶手段12から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして相関関係記憶手段12から規定回転数を選定すれば良いことになる。
【0042】
このような本発明の実施例1のファンモータ1および換気装置18によれば、特性乖離判別手段10がDCモータ2に所定電圧を印加する指示を出力してファンモータ1を運転し、運転回転数検出手段9がDCモータ2の現在の運転回転数を検出し、電流検出手段7がDCモータ2の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段4によってファンモータ1が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した運転回転数と電流を基準温度時の値に補正する。そして、基準のDCモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段12に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段12に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定することによって、特性乖離判別手段10がDCモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールICの実装位置などのばらつきによる基準のDCモータとの特性乖離分を把握して、相関関係補正手段8が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、DCモータ2の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0043】
なお、実施例1では、雰囲気温度検出手段4を設けて、回転数と電流を温度補正したが、クリーンルームのように、ほぼ恒温恒湿の環境下に設置されるファンモータや換気装置においては、雰囲気温度を検出することなく、電流と回転数から基準のDCモータとの特性乖離を判別して相関関係を補正すれば良く、雰囲気温度検出手段を設けなくても、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【0044】
また、DCモータ2は磁極位置を検出するホールIC5を内蔵した構成としたが、誘起電圧などから磁極位置を検出するセンサレス駆動方式のDCモータの構成としても良く、その場合はDCモータ2の製造条件などきめ細かく管理して製造しなくても、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【0045】
また、相関関係記憶手段12から選定した回転数を直接加・減算して規定回転数を補正する制御方法としたが、参照する印加電圧をシフトして、規定回転数を選定する方法としても良く、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【0046】
また、相関関係記憶手段12は基準温度時において基準となるDCモータが風量指示手段13にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を規定回転数として複数の印加電圧に対応させて記憶したが、規定回転数に対応させて必要な印加電圧を記憶しても良く、さらには、印加電圧と規定回転数の関係式を記憶し、印加電圧から規定回転数を求める構成や、回転数をパラメータとして必要な印加電圧を求める構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【0047】
また、特性乖離を判別するときに、検出した回転数と電流を基準の温度時の値に補正したが、基準のDCモータの特性を雰囲気温度検出手段が検出した雰囲気温度時の特性に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【0048】
また、PWM駆動方式の場合は、整流平滑後の波高値を検知し、検知した波高値にデューティーを掛け合わせた値を電圧として制御すれば良く、その作用効果に差異を生じない。また、波高値がばらつかない場合は、デューティーをそのまま電圧として制御すれば良い。
【0049】
また、特性乖離判別手段10を動作するテストモードを、例えば1年に1回実施するなど、周期的に動作させることによって、DCモータ2に使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりDCモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0050】
また、矩形波通電するDCモータにあっては、電流検出手段7はピーク電流を検出する構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【0051】
また、特性乖離判別手段10の動作時にDCモータ2への印加電圧の値は、ファンモータ1あるいは換気装置18が許容される騒音から決定すればよいが、その印加電圧は高ければ高いほど、特性乖離を詳細に認識できることとなる。また、高負荷時と低負荷時の2種類の印加電圧にて判断するようにすれば、さらに特性乖離を詳細に認識できることとなる。
【0052】
また、特性乖離判別手段10はDCモータ2に所定の印加電圧を供給して特性乖離を把握する構成としたが、所定の電流を供給する構成としても良く、その場合はDCモータ2に印加される等価電圧と回転数を検出し、図7に基づいて検出した等価電圧と運転回転数を温度補正し、所定の印加電圧を供給した場合と同様にしてDCモータ2への温度補正した等価電圧と回転数から基準のDCモータとの特性乖離を把握し、相関関係を補正することによって、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【0053】
(実施例2)
図8〜図10に示すように、22は基準温度時において基準となるDCモータが風量指示手段13にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を複数の電流に対応して記憶する相関関係記憶手段で、21は相関関係補正手段であって、DCモータ2において、基準となるDCモータとの特性の乖離を判別して、その特性乖離分を対象にして相関関係を補正する特性乖離判別手段20と、雰囲気温度検出手段4が検知した温度と基準の所定温度の温度差に応じて相関関係を補正する温度補正手段16と、特性乖離判別結果を記憶する特性乖離記憶手段20aより構成される。その他の構成は実施例1と同一であり、詳細な説明は省略する。
【0054】
上記構成において、換気装置18の設置時にテストモードの実施によって、今回搭載されたDCモータ2の特性が基準となるDCモータの特性と比べて、どの程度特性が乖離しているのか把握する。その動作は特性乖離判別手段20が、DCモータ2を所定の回転数になるよう略一定回転させ、印加電圧検出手段19がDCモータ2に印加されている等価電圧を検出し、電流検出手段7がDCモータ2の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段4によってファンモータ1が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した印加電圧と電流を基準温度時の値に補正する。この補正の相関図の一例を図9に示す。図に示すように、検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、その温度差に応じて図9の相関を比例配分して、印加電圧をマイナス補正するとともに、電流もマイナス補正する。逆に検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、同様にして印加電圧、電流とともにプラス補正して基準温度時への温度補正は完了する。次に、温度補正した印加電圧と電流から基準のDCモータとの特性乖離を実施例1と同様にして把握する。このとき、温度補正した印加電圧値からは換気装置18の負荷状態を概略把握し、基準のDCモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段22に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段22に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定する。そして、決定された補正係数は特性乖離記憶手段20aに記憶される。ここで、換気装置18のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段16は雰囲気温度検出手段4が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段13によって指示された指示風量と、電流検出手段7によって検出された電流値をパラメータとして相関関係記憶手段22から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、相関関係補正手段21はテストモード時に特性乖離記憶手段20aに記憶した特性乖離分の補正係数から求めた特性乖離分補正量と、温度補正手段16が決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段11は相関関係補正手段21によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段9が検出した運転回転数とが一致するようにDCモータ2への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。
【0055】
このような本発明の実施例2のファンモータ1および換気装置18によれば、特性乖離判別手段20がDCモータ2に電圧を印加する指示を出力してファンモータ1を運転し、DCモータ2が所定の回転数にて略一定運転するよう電圧調整を行い、運転回転数検出手段9がDCモータ2の現在の運転回転数が所定の回転数になったことを確認した後、印加電圧検出手段19がDCモータ2に印加されている等価電圧を検出し、電流検出手段7がDCモータ2の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段4によってファンモータ1が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した運転回転数と電流を基準温度時の値に補正する。そして、基準のDCモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段22に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のDCモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のDCモータ2は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段22に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定することによって、特性乖離判別手段20がDCモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールICの実装位置などのばらつきによる基準のDCモータとの特性乖離分を把握して、相関関係補正手段21が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、DCモータ2の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0056】
また、相関関係記憶手段22は電流をパラメータとして記憶しているので、DCモータ2の駆動方式が高圧PWM駆動であっても、整流平滑後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとしないので、使用するマイコンなどの1ビットあたりの分解能が粗くなるのを抑制することから、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0057】
なお、実施例2では、雰囲気温度検出手段4を設けて、回転数と電流を温度補正したが、クリーンルームのように、ほぼ恒温恒湿の環境下に設置されるファンモータや換気装置においては、雰囲気温度を検出することなく、電流と回転数から基準のDCモータとの特性乖離を判別して相関関係を補正すれば良く、雰囲気温度検出手段を設けなくても、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【0058】
また、相関関係記憶手段22から選定した回転数を直接加・減算して規定回転数を補正する制御方法としたが、参照する電流をシフトして、規定回転数を選定する方法としても良く、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【0059】
また、相関関係記憶手段22は基準温度時において基準となるDCモータが風量指示手段13にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を規定回転数として複数の電流に対応させて記憶したが、規定回転数に対応させて必要な電流を記憶しても良く、さらには、電流と規定回転数の関係式を記憶し、電流から規定回転数を求める構成や、回転数をパラメータとして必要な電流を求める構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【0060】
また、特性乖離を判別するときに、検出した電圧と電流を基準の温度時の値に補正したが、基準のDCモータの特性を雰囲気温度検出手段が検出した雰囲気温度時の特性に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【0061】
また、特性乖離判別手段20の動作時にDCモータ2の所定の回転数は、ファンモータ1あるいは換気装置18が許容される騒音から決定すればよいが、その印加電圧は高ければ高いほど、特性乖離を詳細に認識できることとなる。また、高負荷時と低負荷時の2種類の回転数にて判断するようにすれば、さらに特性乖離を詳細に認識できることとなる。
【0062】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、基準となるDCモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定することによって、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、DCモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0063】
また、基準となるDCモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することによって、PWM駆動であるとともに、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、DCモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0064】
また、ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、基準の雰囲気温度時において、基準となるDCモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定することによって、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、DCモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0065】
また、ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、基準の雰囲気温度時において、基準となるDCモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がDCモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のDCモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することによって、PWM駆動であるとともに、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、DCモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0066】
また、特性乖離判別手段はDCモータへの所定の電流または電圧を2値供給することによって、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0067】
また、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のDCモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別することによって、PWM駆動であっても、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、DCモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0068】
また、特性乖離判別手段はDCモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のDCモータへ印加する等価電圧と電流と雰囲気温度から、基準となるDCモータとの特性乖離を判別することによって、PWM駆動であっても、ホールIC等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるDCモータを搭載しても、DCモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【0069】
また、特性乖離判別手段はDCモータを所定の2つの回転数で略一定運転することによって、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【0070】
また、特性乖離判別手段は周期的に動作することによって、DCモータに使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりDCモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図2】同ファンモータに搭載するDCモータへの印加電圧を固定した場合の特性乖離による風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示すグラフ
【図3】同ファンモータに搭載するDCモータへの印加電圧を固定した場合の特性乖離によるモータトルク−回転数とモータトルク−電流特性を示すグラフ
【図4】同ファンモータの雰囲気温度変化時のDCモータへの印加電圧を固定した場合の風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示すグラフ
【図5】同ファンモータにおける相関関係記憶手段の記憶内容の一例を示す表を表す図
【図6】同ファンモータにおける規定回転数の補正内容の一例を示す表を表す図
【図7】同ファンモータの雰囲気温度変化時におけるDCモータの電流を固定した場合の風量−静圧と風量−電圧と風量−電流特性を示すグラフ
【図8】本発明の実施例2におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図9】同ファンモータの雰囲気温度変化時におけるDCモータの回転数を固定した場合の風量−静圧と風量−電圧と風量−電流特性を示すグラフ
【図10】同ファンモータに搭載するDCモータの特性がばらついた時の回転数を固定した場合における風量−静圧と風量−電圧と風量−電流特性を示すグラフ
【図11】従来のファンモータにおける通電位相の違いによる風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【符号の説明】
1 ファンモータ
2 DCモータ
3 磁石回転子
4 雰囲気温度検出手段
5 ホールIC
6 通電制御手段
6a 駆動ロジック回路
6b スイッチング素子群
7 電流検出手段
8 相関関係補正手段
9 運転回転数検出手段
10 特性乖離判別手段
10a 特性乖離記憶手段
11 風量制御手段
12 相関関係記憶手段
13 風量指示手段
14a 給気ダクト
14b 排気ダクト
15 壁
16 温度補正手段
17 電機子巻線
18 換気装置
18a 給気口
18b 排気口
19 印加電圧検出手段
20 特性乖離半別手段
21 相関関係補正手段
22 相関関係記憶手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention mainly includes a ventilator for exhaust and air supply such as a range hood or a ceiling embedded type, a water heater, a dryer, an air purifier, a fan motor mounted on a fan filter unit, and a fan motor mounted thereon. It relates to electrical equipment.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the case of range hoods and ceiling-mounted ventilators, the power consumption has been reduced due to higher efficiency, and the effects of pressure loss due to the duct piping configuration, external wind pressure, and changes in pressure loss due to clogging of filters, etc. There is a need for a fan motor with good controllability that allows ventilation with an optimal air flow according to the state of cooking and the state of the living room without receiving the air. In addition, with the increase in ventilation for 24 hours, a fan motor with low noise and low power consumption is required, and a DC motor has been mounted from an induction motor for higher efficiency. Further, the number of magnetic poles of the magnet rotor has been increased from four to eight. In the case of a motor having a high output exceeding 25 W, in order to reduce the torque ripple / torque change rate and suppress the generation of noise and vibration, it is also necessary to carry out energization control with an increased conduction angle. Instead of detecting the magnetic pole position of the magnet rotor by detecting the zero cross of the induced voltage, a method of detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a Hall IC and switching the energized phase is adopted. . In the case of such a DC motor, a Hall IC is mounted and soldered on the printed circuit board, a certain gap is provided from the magnet rotor, and the printed circuit board is mounted so that the leakage magnetic flux of the magnet can be detected by the Hall IC. The structure is such that it is attached to the stator inside the DC motor. Further, in the case of a motor having an output of 25 W or less, in order to reduce the size of the control circuit, a system using a DC motor having a motor drive circuit built in the motor has been increasing. In such a case, a Hall IC, a logic circuit for switching the energized phase to the armature winding based on the output signal of the Hall IC, and a general-purpose drive IC with a built-in switching element are mounted and soldered on a printed circuit board. It has a DC motor structure in which a printed circuit board is attached to a stator inside the DC motor so that a certain amount of gap is provided from the magnet rotor and the leakage magnetic flux of the magnet can be detected by the Hall IC. There is a need for optimal air volume control with a fan motor equipped with a DC motor incorporating a magnetic pole detection element such as a Hall IC.
[0003]
Conventionally, as examples of this type of fan motor, those disclosed in
[0004]
Further, a configuration disclosed in
[0005]
Further, a configuration disclosed in
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-146189
[Patent Document 2]
JP-A-5-223091
[Patent Document 3]
JP-A-8-140390
[Patent Document 4]
JP-A-62-162791
[Patent Document 5]
JP-A-8-152165
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to such a conventional fan motor, in the configurations of
[0008]
Further, in the air flow control method for the blower / discharger disclosed in
[0009]
Further, in the air volume control device for a ventilation fan disclosed in
[0010]
In recent years, the DC motor of the high-voltage PWM drive system has been increasing, and thus the high-voltage PWM drive system has been applied to a method using the voltage applied to the DC motor as a parameter as shown in the configurations of
[0011]
The present invention solves such a conventional problem, in which the energization switching to the armature winding is performed based on the signal output of the Hall IC, and the energization phase is delayed or advanced due to variation in the individual motor. It is an object of the present invention to provide a fan motor which can control the air flow inexpensively and precisely with a high accuracy with respect to the instructed air flow even if the fan motor has a DC motor mounted thereon, and an electric device equipped with the fan motor.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fan motor according to the present invention is a fan motor equipped with a DC motor, wherein the position detection unit detects a magnetic pole position of a magnet rotor of the DC motor; Power supply control means for controlling power supply to the plurality of armature windings of the DC motor, rotation number detection means for detecting an operation rotation number of the DC motor from a signal output of the position detection means, Air volume instructing means for instructing the operating air volume, and correlation storage means for indicating a correlation between a required specified number of rotations of a DC motor as a reference and an applied voltage in order to perform a constant operation at each air volume instructed by the air volume instructing means. A characteristic difference determining means for determining a characteristic difference between the DC motor and the reference DC motor; Correlation correction means for correcting the correlation stored in the stage, and comparing the corrected correlation with the current operating speed and applied voltage actual operation correlation, and using the DC motor so as to be identical. Air flow rate control means for controlling the applied voltage to the DC motor, the characteristic deviation determination means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, from the applied voltage or current to the DC motor and the operating speed at that time, The characteristic deviation from the reference DC motor is determined, and the correlation correction unit determines a correction amount based on the determination result, thereby providing a fan motor.
[0013]
According to the present invention, the energized phase is switched by detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detecting element such as a Hall IC, and the energized phase is delayed or advanced with respect to the induced voltage phase. Even if the motor is mounted, the characteristic deviation determining means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and determines the characteristic deviation from the reference DC motor based on the applied voltage or current to the DC motor and the operation speed at that time. Discrimination, and based on the discrimination result, the correlation correction means determines and corrects the correction amount. Therefore, even if the energization phase varies, and even if the DC motor is replaced as a service part, the correlation correction means always keeps in a space where the ambient temperature does not change. A fan motor can be obtained which can be controlled with high accuracy and constant to the indicated airflow.
[0014]
Still another means is a fan motor equipped with a DC motor, a position detecting means for detecting a magnetic pole position of a magnet rotor of the DC motor, and a plurality of the DC motors based on a signal from the position detecting means. Energization control means for controlling energization of the armature windings, rotation number detection means for detecting the operation rotation number of the DC motor from a signal output of the position detection means, and air volume instruction means for instructing the operation air volume of the fan motor And a correlation storage means for showing a correlation between a required specified rotation speed and a current of a DC motor as a reference in order to perform a constant operation at each air flow instructed by the air flow instructing means, and the DC motor and the reference A characteristic divergence determining means for determining a characteristic difference of the DC motor, and a phase for correcting the correlation stored in the correlation storage means based on the determination result of the characteristic divergence determining means. A relationship correction unit, and a flow rate control unit that controls the applied voltage to the DC motor so as to compare the corrected correlation with the current operation rotation speed and the current operation correlation at the time of actual operation. The characteristic deviation determining means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and determines a characteristic deviation from the reference DC motor based on an equivalent voltage or current applied to the DC motor and an operation speed at that time. It is configured such that the correlation correction means determines the correction amount based on the result of the determination and determines the correction amount.
[0015]
According to the present invention, in addition to the PWM drive, the energized phase is switched by detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detecting element such as a Hall IC, and the energized phase is delayed with respect to the induced voltage phase. Even if a DC motor having a leading phase is mounted, the characteristic deviation determination means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and becomes a reference based on the equivalent voltage or current applied to the DC motor and the operation speed at that time. The characteristic deviation from the DC motor is determined, and the correlation correction means determines and corrects the correction amount based on the determination result. Therefore, even if the energization phase varies, the DC motor is replaced as a service component, the ambient temperature is not changed. In a space where there is no change, it is possible to obtain a fan motor that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant.
[0016]
Still another means is a fan motor equipped with a DC motor, a position detecting means for detecting a magnetic pole position of a magnet rotor of the DC motor, and a plurality of the DC motors based on a signal from the position detecting means. Energization control means for controlling energization of the armature winding, rotation number detection means for detecting the operation rotation number of the DC motor from the signal output of the position detection means, and detection of the ambient temperature at which the fan motor is installed. Atmospheric temperature detecting means, air volume instructing means for instructing the operating air volume of the fan motor, and a DC motor serving as a reference at a standard atmospheric temperature in order to perform a constant operation at each air volume instructed by the air volume instructing device. A correlation storage unit that indicates a correlation between a required specified number of rotations and an applied voltage; and a characteristic difference that determines a characteristic difference between the DC motor and the reference DC motor. Determining means, correlation correction means for correcting the correlation stored in the correlation storage means from the determination result of the characteristic deviation determining means and the ambient temperature detected by the atmospheric temperature detecting means, and the corrected correlation And an air volume control unit that controls the applied voltage to the DC motor so as to compare the current operating rotational speed and the applied voltage during actual operation and controls the applied voltage to be the same. A predetermined current or voltage is supplied to the DC motor, and a characteristic deviation from the reference DC motor is determined from the applied voltage or current to the DC motor, the operating rotation speed, and the ambient temperature at that time. The correlation correction means determines a correction amount based on the correlation value.
[0017]
According to the present invention, the energized phase is switched by detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detecting element such as a Hall IC, and the energized phase is delayed or advanced with respect to the induced voltage phase. Even if a motor is mounted, the characteristic deviation determination means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and determines a difference between the reference DC motor and the applied voltage or current to the DC motor at that time, the operating speed and the ambient temperature. The characteristic deviation is determined, and the correlation correction means determines and corrects the correction amount based on the determination result and the temperature change corresponding to the temperature change of the ambient temperature. Even if the motor is replaced as a service component, a fan motor that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant regardless of whether it is spring, summer, autumn or winter, day or night can be obtained.
[0018]
Still another means is a fan motor equipped with a DC motor, a position detecting means for detecting a magnetic pole position of a magnet rotor of the DC motor, and a plurality of the DC motors based on a signal from the position detecting means. Energization control means for controlling energization of the armature winding, rotation number detection means for detecting the operation rotation number of the DC motor from the signal output of the position detection means, and detection of the ambient temperature at which the fan motor is installed. Atmospheric temperature detecting means, air volume instructing means for instructing the operating air volume of the fan motor, and a DC motor serving as a reference at a standard atmospheric temperature in order to perform a constant operation at each air volume instructed by the air volume instructing device. A correlation storage unit for indicating a correlation between a required specified number of rotations and a current; and a characteristic discrepancy judging a characteristic difference between the DC motor and the reference DC motor. Means, a correlation correction means for correcting the correlation stored in the correlation storage means from the determination result of the characteristic deviation determination means and the ambient temperature detected by the atmosphere temperature detecting means, and a corrected correlation. Air flow control means for comparing the current operating rotational speed and the actual operation correlation of the current, and controlling the applied voltage to the DC motor so as to be the same, wherein the characteristic deviation determining means comprises the DC motor. A predetermined current or voltage is supplied to the DC motor, and a characteristic deviation from the reference DC motor is determined based on an equivalent voltage or current applied to the DC motor at that time, an operating rotation speed, and an ambient temperature, and based on the determination result. The correlation correction means determines a correction amount, and is configured as a fan motor.
[0019]
According to the present invention, in addition to the PWM drive, the energized phase is switched by detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detecting element such as a Hall IC, and the energized phase is delayed with respect to the induced voltage phase. Even if a DC motor having a leading phase is mounted, the characteristic deviation determination means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and calculates the equivalent voltage or current applied to the DC motor at that time, the operating speed, and the ambient temperature. Since the characteristic deviation from the reference DC motor is determined, and the result of the determination and the temperature change corresponding to the temperature change of the ambient temperature are combined, the correlation correction means determines and corrects the correction amount and performs control while performing correction. Even if the phase varies or the DC motor is replaced as a service component, a fan motor that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant, regardless of whether it is spring, summer, autumn or winter, day or night, is obtained. .
[0020]
In another aspect, the characteristic divergence determining means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor in a binary manner.
[0021]
According to the present invention, it is possible to grasp the difference between the characteristics at the time of high load and at the time of low load, so that a fan motor capable of achieving more accurate air flow constant control can be obtained.
[0022]
Another means is that the characteristic deviation determining means operates the DC motor at a predetermined rotation speed at a substantially constant speed, and determines a characteristic deviation from a reference DC motor from an equivalent voltage and current applied to the DC motor at that time. This is a configuration of a fan motor characterized by the above.
[0023]
According to the present invention, even in PWM driving, the energized phase is switched by detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detecting element such as a Hall IC, and the energized phase is delayed with respect to the induced voltage phase. Even if a DC motor having a phase or a leading phase is mounted, the characteristic deviation determining means operates the DC motor at a substantially constant speed at a predetermined rotation speed, and obtains a reference DC from the equivalent voltage and current applied to the DC motor at that time. Since the characteristic deviation from the motor is determined and the correlation correction means determines and corrects the correction amount based on the result of the determination, the indicated airflow is always maintained even if the energization phase varies or the DC motor is replaced as a service component. And a fan motor that can be controlled with high accuracy and constant.
[0024]
Another means is that the characteristic deviation determining means operates the DC motor at a predetermined rotation speed at a substantially constant speed, and determines the characteristic deviation from the reference DC motor based on the equivalent voltage, current, and ambient temperature applied to the DC motor at that time. This is a configuration of a fan motor characterized by discriminating.
[0025]
According to the present invention, even in PWM driving, the energized phase is switched by detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detecting element such as a Hall IC, and the energized phase is delayed with respect to the induced voltage phase. Even if a DC motor having a phase or a leading phase is mounted, the characteristic deviation determining means operates the DC motor at a substantially constant speed at a predetermined rotation speed, and obtains a reference DC from the equivalent voltage and current applied to the DC motor at that time. Since the characteristic deviation from the motor is determined and the correlation correction means determines and corrects the correction amount based on the result of the determination, even if the energizing phase varies or the DC motor is replaced as a service component, the spring, summer, autumn and winter Thus, a fan motor can be obtained which can always be controlled with high accuracy and consistently with respect to the indicated air flow regardless of day or night.
[0026]
In another aspect, the characteristic divergence determining means operates the DC motor substantially at a predetermined two rotation speeds in a fan motor.
[0027]
According to the present invention, it is possible to grasp the difference between the characteristics at the time of high load and at the time of low load, so that a fan motor capable of achieving more accurate air flow constant control can be obtained.
[0028]
Another means has a configuration of a fan motor characterized in that the characteristic deviation determination means operates periodically.
[0029]
According to the present invention, since the characteristic deviation determining means periodically grasps the state of the characteristic surface of the DC motor, the DC motor can be serviced even if physical characteristics such as bearings affect the motor characteristics due to aging or the like. Even if it is replaced as a part, it is possible to obtain a fan motor that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, there is provided a correlation storage means for indicating a correlation between a required specified number of rotations of a DC motor as a reference and an applied voltage in order to perform a constant operation at each air volume indicated by the air volume instruction means. A characteristic deviation determining unit that determines a characteristic difference between the DC motor and the reference DC motor; and a correlation correction that corrects the correlation stored in the correlation storage unit based on the determination result of the characteristic deviation determining unit. Means for comparing the corrected correlation with the current operation speed and the actual operation correlation of the applied voltage and controlling the applied voltage to the DC motor so as to be the same. The characteristic deviation determining means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and determines the reference DC motor based on a voltage or current applied to the DC motor and an operation speed at that time. Is determined, and the correlation correction means determines the correction amount based on the determination result. The characteristic deviation determination means supplies a predetermined current to the DC motor. Alternatively, a voltage is supplied, the characteristic deviation from the reference DC motor is determined from the applied voltage or current to the DC motor and the operating speed at that time, and the correlation correction unit determines the correction amount based on the determination result. And has the effect of correcting.
[0031]
Further, in order to perform a constant operation at each air flow rate instructed by the air flow rate instructing means, there is provided a correlation storage means for indicating a correlation between a required prescribed number of rotations of the DC motor as a reference and a current, A characteristic deviation determining unit that determines a characteristic difference of the motor, a correlation correcting unit that corrects a correlation stored in the correlation storage unit from a determination result of the characteristic deviation determining unit, and a corrected correlation. Air flow control means for comparing the current operation rotational speed and the actual operation correlation of the current, and controlling the applied voltage to the DC motor so as to be the same, wherein the characteristic deviation determination means A predetermined current or voltage is supplied, and a characteristic divergence from the reference DC motor is determined from an equivalent voltage or current applied to the DC motor at that time and the operating speed, and The correlation correction unit determines the correction amount based on another result, and the correction amount is determined. The characteristic deviation determination unit supplies a predetermined current or voltage to the DC motor. The characteristic deviation from the reference DC motor is determined from the applied voltage or current to the DC motor and the operation speed, and the correlation correction unit determines and corrects the correction amount based on the result of the determination. .
[0032]
Further, an ambient temperature detecting unit for detecting an ambient temperature at which the fan motor is installed, an air volume instructing unit for instructing an operating air volume of the fan motor, and a constant operation at each air volume instructed by the air volume instructing unit, A correlation storage unit that indicates a correlation between a required specified number of rotations of a reference DC motor and an applied voltage at a reference ambient temperature; and a characteristic difference for determining a characteristic difference between the DC motor and the reference DC motor. Determining means, correlation correction means for correcting the correlation stored in the correlation storage means from the determination result of the characteristic deviation determining means and the ambient temperature detected by the atmospheric temperature detecting means, and the corrected correlation And the current operation speed and the correlation between the applied voltage and the applied voltage during actual operation, and controlling the applied voltage to the DC motor so as to be the same. Control characteristic means, wherein the characteristic deviation determination means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and the reference DC or the current, the operating rotation speed and the ambient temperature at that time are used as the reference DC. A characteristic deviation from the motor is determined, and the correlation correction means determines a correction amount based on a result of the determination. The current or voltage of the DC motor is supplied, and the characteristic deviation from the reference DC motor is determined from the applied voltage or current to the DC motor at that time, the operating speed, and the ambient temperature. The correlation correction means has an effect of determining the correction amount and controlling while correcting the correction amount in accordance with the temperature change corresponding to the difference.
[0033]
Further, an ambient temperature detecting unit for detecting an ambient temperature at which the fan motor is installed, an air volume instructing unit for instructing an operating air volume of the fan motor, and a constant operation at each air volume instructed by the air volume instructing unit, Correlation storage means for indicating a correlation between a required prescribed number of rotations of a reference DC motor and a current at a reference ambient temperature, and characteristic discrimination determination for determining a characteristic difference between the DC motor and the reference DC motor. Means, a correlation correction means for correcting the correlation stored in the correlation storage means from the determination result of the characteristic deviation determination means and the ambient temperature detected by the atmosphere temperature detecting means, and a corrected correlation. And an air flow control means for comparing the current operating rotational speed with the actual operating correlation of the current and controlling the applied voltage to the DC motor so as to be the same. The characteristic deviation determination means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and determines the reference DC motor based on an equivalent voltage or current applied to the DC motor at that time, an operation speed, and an ambient temperature. Is determined, and the correlation correction means determines the correction amount based on the determination result. The characteristic deviation determination means supplies a predetermined difference to the DC motor. A current or voltage is supplied, and a characteristic deviation from a reference DC motor is determined from a voltage or current applied to the DC motor at that time, an operating rotation speed, and an ambient temperature, and a result of the determination and the ambient temperature reference temperature are determined. The correlation correction unit has an operation of determining and correcting the correction amount and controlling while correcting the temperature change amount corresponding to the difference.
[0034]
In addition, the characteristic deviation determining means is configured to supply a predetermined current or voltage to the DC motor in a binary manner, so that the characteristic deviation can be grasped when the load is high and when the load is low. It has the action of:
[0035]
Further, the characteristic deviation determining means operates the DC motor at a predetermined rotation speed at a substantially constant speed, and determines a characteristic deviation from a reference DC motor from an equivalent voltage and current applied to the DC motor at that time. The characteristic divergence determining means operates the DC motor at a predetermined rotation speed at a substantially constant speed, and determines a difference between the DC motor as a reference and the equivalent voltage and current applied to the DC motor at that time. The characteristic deviation is determined, and based on the result of the determination, the correlation correction unit determines the correction amount and performs the correction.
[0036]
The characteristic deviation determining means operates the DC motor at a predetermined rotation speed at a substantially constant speed, and determines the characteristic deviation from the reference DC motor based on the equivalent voltage, current, and ambient temperature applied to the DC motor at that time. The characteristic deviation discriminating means operates the DC motor at a predetermined rotation speed at a substantially constant speed, and determines a reference DC motor based on an equivalent voltage and current applied to the DC motor at that time. Is determined, and the correlation correction unit determines and corrects the correction amount by combining the determination result with the temperature change corresponding to the difference between the ambient temperature and the reference temperature.
[0037]
In addition, the characteristic deviation determining means has a configuration of a fan motor characterized in that the DC motor is operated at a substantially constant two predetermined rotational speeds, and the characteristic deviation can be grasped at the time of high load and at the time of low load. It has the action of:
[0038]
Further, the characteristic deviation determining means has a configuration of a fan motor characterized in that it operates periodically, and has an effect that the characteristic deviation determining means periodically grasps the state of the characteristic surface of the DC motor.
[0039]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0040]
【Example】
(Example 1)
As shown in FIGS. 1 to 7,
[0041]
In the above configuration, by performing the test mode when the
[0042]
According to the
[0043]
In the first embodiment, the ambient temperature detection means 4 is provided to correct the temperature of the rotation speed and the current. However, in the case of a fan motor or a ventilator installed in a substantially constant temperature and humidity environment such as a clean room, Without detecting the ambient temperature, it is only necessary to determine the characteristic deviation from the reference DC motor from the current and the rotation speed to correct the correlation. There is no difference in the operational effects of driving.
[0044]
Further, the DC motor 2 is configured to include the
[0045]
Further, the control method of correcting the specified rotation speed by directly adding / subtracting the rotation speed selected from the
[0046]
Further, the
[0047]
When determining the characteristic deviation, the detected rotation speed and current are corrected to the values at the reference temperature, but the characteristics of the reference DC motor are corrected to the characteristics at the atmospheric temperature detected by the ambient temperature detecting means. And there is no difference in the operation and effect.
[0048]
In the case of the PWM driving method, the peak value after rectification and smoothing may be detected, and a value obtained by multiplying the detected peak value by the duty may be controlled as a voltage, so that there is no difference in operation and effect. If the peak value does not vary, the duty may be directly controlled as a voltage.
[0049]
Further, by periodically operating the test mode for operating the characteristic divergence determination means 10, for example, once a year, the dynamic torque is reduced due to a slight decrease in the amount of bearing grease used in the DC motor 2. Even if the characteristics of the DC motor change from the initial state due to physical factors, such as a large decrease in the amount of grease or an increase in dynamic torque due to deterioration of the grease, the change can be detected, so a permanent instruction is given. A fan motor and a ventilator capable of constant control of the air volume are obtained.
[0050]
Further, in a DC motor that energizes a rectangular wave, the current detection means 7 may be configured to detect a peak current, and there is no difference in the operation and effect.
[0051]
The value of the voltage applied to the DC motor 2 during the operation of the characteristic divergence determination means 10 may be determined from the noise allowed by the
[0052]
In addition, although the characteristic
[0053]
(Example 2)
As shown in FIGS. 8 to 10,
[0054]
In the above configuration, by performing the test mode when the
[0055]
According to the
[0056]
Further, since the
[0057]
In the second embodiment, the ambient
[0058]
Further, the control method of correcting the specified rotation speed by directly adding / subtracting the rotation speed selected from the
[0059]
Further, the
[0060]
When determining the characteristic deviation, the detected voltage and current are corrected to the values at the reference temperature, but the characteristics of the reference DC motor are corrected to the characteristics at the atmospheric temperature detected by the ambient temperature detecting means. It does not make a difference in its effect.
[0061]
The predetermined rotation speed of the DC motor 2 at the time of the operation of the characteristic deviation determination means 20 may be determined from the noise allowed by the
[0062]
【The invention's effect】
As is apparent from the above embodiment, according to the present invention, a correlation storage unit is provided which indicates a correlation between a required specified number of rotations of a DC motor as a reference and an applied voltage, and the characteristic deviation determination unit is provided to the DC motor. A predetermined current or voltage is supplied, the characteristic deviation from the reference DC motor is determined from the applied voltage or current to the DC motor and the operating speed at that time, and the correlation correction unit corrects based on the determination result. By determining the amount, the magnetic pole position of the magnet rotor is detected using a magnetic pole detection element such as a Hall IC, and the energized phase is switched, and the energized phase becomes a lag phase or an advanced phase with respect to the induced voltage phase. Fan motor that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant in a space where the ambient temperature does not change, regardless of whether the DC motor is mounted or the DC motor is replaced as a service component. Pre-ventilation device is obtained.
[0063]
In addition, a correlation storage means for indicating a correlation between a required prescribed number of rotations of the DC motor as a reference and a current is provided, and a characteristic deviation determining means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor and applies the current to the DC motor at that time. From the equivalent voltage or current to be driven and the operating rotational speed, the characteristic deviation from the reference DC motor is determined, and based on the determination result, the correlation correction unit determines the correction amount, thereby performing PWM driving. Using a magnetic pole detection element such as a Hall IC to detect the magnetic pole position of the magnet rotor and switch the energized phase, even if a DC motor is installed in which the energized phase is lagging or leading with respect to the induced voltage phase. Motor and ventilation that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant in a space where the ambient temperature does not change even if the DC motor is replaced as a service part Location can be obtained.
[0064]
Further, an atmosphere temperature detecting means for detecting an atmosphere temperature in which the fan motor is installed, and a correlation storage means for showing a correlation between a required prescribed number of rotations of a reference DC motor and an applied voltage at a reference atmosphere temperature. The characteristic divergence determining means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and determines the characteristic divergence from the reference DC motor based on the applied voltage or current to the DC motor, the operating speed, and the ambient temperature at that time. The correlation correction means determines the correction amount based on the discrimination result, detects the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detection element such as a Hall IC, and switches the energized phase, thereby inducing the energized phase. Regardless of whether the DC motor is installed as a lag phase or advance phase with respect to the voltage phase, or if the DC motor is replaced as a service component, Fan motor and ventilator can be controlled to be constant with high accuracy can be obtained for the indicated air amount.
[0065]
Also provided are an ambient temperature detecting means for detecting an ambient temperature in which the fan motor is installed, and a correlation storage means for showing a correlation between a required specified number of rotations of a reference DC motor and a current at a reference ambient temperature. The characteristic deviation determining means supplies a predetermined current or voltage to the DC motor, and determines the characteristic deviation from the reference DC motor based on the equivalent voltage or current applied to the DC motor at that time, the operating rotation speed, and the ambient temperature. On the basis of the result of the determination, the correlation correction means determines the correction amount, thereby performing PWM drive, and detecting the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detection element such as a Hall IC to determine the energized phase. Switch, replace DC motor as a service component even if a DC motor is installed whose conduction phase is delayed or advanced with respect to the induced voltage phase Also, seasons, regardless day or night, always fan motor and ventilator can be controlled to be constant with high precision for the indicated air amount is obtained.
[0066]
In addition, the characteristic deviation determination means can supply a predetermined current or voltage to the DC motor in two values, so that the characteristic deviation can be grasped at the time of a high load and at the time of a low load. The fan motor and the ventilation device which can realize the above are obtained.
[0067]
The characteristic divergence determining means operates the DC motor at a substantially constant speed at a predetermined rotation speed, and determines the characteristic divergence from the reference DC motor based on the equivalent voltage and current applied to the DC motor at that time, thereby performing PWM drive. DC motors that detect the magnetic pole position of the magnet rotor using a magnetic pole detection element such as a Hall IC to switch the energized phase, and that the energized phase is a lag phase or an advanced phase with respect to the induced voltage phase Even if the DC motor is replaced as a service component, a fan motor and a ventilator that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant can be obtained.
[0068]
The characteristic deviation determining means operates the DC motor at a predetermined rotation speed at a substantially constant speed, and determines a characteristic deviation from a reference DC motor based on an equivalent voltage, current, and ambient temperature applied to the DC motor at that time. , Even in the PWM drive, the magnetic pole position of the magnet rotor is detected by using a magnetic pole detecting element such as a Hall IC, and the energized phase is switched, and the energized phase is delayed with respect to the induced voltage phase and advanced phase. Even if a DC motor is mounted or the DC motor is replaced as a service component, a fan motor that can always control the indicated airflow with high accuracy and constant regardless of whether it is spring, summer, autumn or winter, day or night can be obtained.
[0069]
In addition, the characteristic deviation determining means operates the DC motor at a constant two predetermined rotational speeds, so that the characteristic deviation can be grasped at the time of high load and at the time of low load. The fan motor and the ventilation device which can realize the above are obtained.
[0070]
In addition, the characteristic deviation determination means operates periodically to reduce the dynamic torque due to a slight decrease in the amount of bearing grease used in the DC motor, to significantly reduce the amount of grease, and to reduce the dynamic torque due to deterioration of the grease. Even if the characteristics of the DC motor change from the initial state due to a physical factor such as an increase, the change can be detected, so that a fan motor and a ventilator capable of permanently controlling the indicated airflow at a constant level can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a ventilation device equipped with a fan motor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing airflow-static pressure and airflow-rotational speed and airflow-current characteristics due to characteristic deviation when a voltage applied to a DC motor mounted on the fan motor is fixed.
FIG. 3 is a graph showing motor torque-rotation speed and motor torque-current characteristics due to characteristic deviation when a voltage applied to a DC motor mounted on the fan motor is fixed.
FIG. 4 is a graph showing air volume-static pressure and air volume-rotation speed and air volume-current characteristics when the voltage applied to the DC motor is fixed when the fan motor changes in ambient temperature.
FIG. 5 is a diagram showing a table showing an example of storage contents of a correlation storage unit in the fan motor.
FIG. 6 is a diagram showing a table showing an example of correction contents of a specified rotation speed in the fan motor.
FIG. 7 is a graph showing air volume-static pressure, air volume-voltage, and air volume-current characteristics when the current of the DC motor is fixed when the ambient temperature of the fan motor changes.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a ventilation device equipped with a fan motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing air volume-static pressure and air volume-voltage and air volume-current characteristics when the rotation speed of the DC motor is fixed when the ambient temperature of the fan motor changes.
FIG. 10 is a graph showing air volume-static pressure and air volume-voltage and air volume-current characteristics when the number of rotations of the DC motor mounted on the fan motor is varied and the rotation speed is fixed.
FIG. 11 is a graph showing airflow-static pressure and airflow-rotational speed characteristics according to a difference in energization phase in a conventional fan motor.
[Explanation of symbols]
1 Fan motor
2 DC motor
3 Magnet rotor
4 Atmospheric temperature detection means
5 Hall IC
6 Electricity control means
6a Drive logic circuit
6b Switching element group
7 Current detection means
8 Correlation correction means
9 Operating speed detection means
10 Characteristic deviation determination means
10a Characteristic deviation storage means
11 Air volume control means
12. Correlation storage means
13 Air volume indicating means
14a Air supply duct
14b exhaust duct
15 walls
16 Temperature compensation means
17 armature winding
18 Ventilation system
18a air supply port
18b exhaust port
19 Applied voltage detection means
20 Characteristic divergence means
21 Correlation correction means
22 Correlation storage means
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