JP2012130091A - Fan controller, fan control method and refrigeration cycle system - Google Patents

Fan controller, fan control method and refrigeration cycle system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fan controller capable of utilizing natural winds more efficiently than before.SOLUTION: The fan controller includes: an AC motor 8M for driving a fan; a power source part 2 for rotating the AC motor 8M by supplying power to the AC motor 8M; and a control part 9 for controlling power supply by the power source part 2. When a set determination interval elapses after making the power source part 2 start or restart the power supply, the control part 9 makes the power source part 2 tentatively stop the power supply. Then, during the tentative stop of the power supply by the power source part 2, the control part 9 receives sensing signals Vus and Vvs that change corresponding to the strength of the natural wind, and determines whether or not to make the power source part 2 restart the power supply on the basis of the sensing signals Vus and Vvs.

Description

この発明は、ファン駆動用のモータを制御するファン制御装置およびファン制御方法に関し、さらに、このファン制御装置を備えた空気調和機などの冷凍サイクルシステムに関する。   The present invention relates to a fan control device and a fan control method for controlling a motor for driving a fan, and further relates to a refrigeration cycle system such as an air conditioner equipped with the fan control device.

空気調和機の室外ファンを駆動するためにブラシレスモータが多く用いられている。室外ファンは、ブラシレスモータによって回転駆動されていないときには、自然風などの外力によって自由に回転できる。   A brushless motor is often used to drive an outdoor fan of an air conditioner. When the outdoor fan is not driven to rotate by the brushless motor, the outdoor fan can freely rotate by an external force such as natural wind.

特開2000−125584号公報(特許文献1)は、自然風などの外的な要因によって回転している場合にでも、制動、停止、位置決めの制御が可能なブラシレスモータの駆動装置について開示する。具体的に、この駆動装置は、ブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する単一のホール素子と、インバータ回路と、インバータ回路のスイッチング素子をオン、オフ制御する制御手段とを備える。制御手段は、ブラシレスモータの起動前に、ホール素子の出力信号に同期させて、運転時に切替え通電する複数の通電パターンの少なくとも一つの通電パターンにてPWM電流をステータ巻線に流すようにスイッチング素子をオン、オフ制御して制動、停止及び位置決めを行なう。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-125854 (Patent Document 1) discloses a brushless motor driving device capable of controlling braking, stopping, and positioning even when rotating due to an external factor such as natural wind. Specifically, the drive device includes a single Hall element that detects the magnetic pole position of the rotor of the brushless motor, an inverter circuit, and a control unit that controls on and off of the switching element of the inverter circuit. The control means is configured to cause the PWM current to flow through the stator winding in at least one energization pattern of a plurality of energization patterns that are switched and energized during operation in synchronization with the output signal of the Hall element before starting the brushless motor. Is controlled to turn on and off to perform braking, stopping and positioning.

特開2003−148788号公報(特許文献2)に記載の空気調和機用の室外機では、ファンモータの起動前において、自然風によってフリーに回転しているモータの回転数がホール素子などの回転位置検出回路によって検出される。そして、検出されたモータ回転数が室外機の運転に十分な回転数の場合には、そのままファンモータを起動せずに圧縮機などの運転が開始される。ファンモータ自らが回転して自然風に対抗するよりも、自然風をそのまま利用した方が熱交換の効率がよく、無駄な電力を削減できるメリットがあるからである。   In the outdoor unit for an air conditioner described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-148788 (Patent Document 2), the rotational speed of a motor that is freely rotated by natural wind is the rotation of a hall element or the like before the fan motor is started. It is detected by a position detection circuit. When the detected motor rotation speed is sufficient for the operation of the outdoor unit, the operation of the compressor or the like is started without starting the fan motor as it is. This is because the use of natural wind as it is is more efficient in heat exchange and can reduce wasted power than the fan motor itself rotates and counters natural wind.

特開2000−125584号公報JP 2000-125854 A 特開2003−148788号公報JP 2003-148788 A

上記の特開2003−148788号公報(特許文献2)に記載された方法は、ファンモータの起動前において室外ファンがフリーに回転しているときの回転数を検出するものであるので、ファンモータの回転駆動中には利用することができない。したがって、ファンモータの起動後に自然風が吹き付けた場合には電力を無駄に消費することになる。   Since the method described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-148788 (Patent Document 2) detects the number of rotations when the outdoor fan is rotating freely before the fan motor is started, the fan motor It cannot be used during the rotation drive. Therefore, when natural wind blows after the fan motor is activated, power is wasted.

この発明は、従来よりも自然風を無駄なく利用することが可能なファン制御装置および方法、ならびにこのファン制御装置を備えた冷凍サイクルシステムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a fan control device and method that can use natural wind more efficiently than before, and a refrigeration cycle system including the fan control device.

この発明は一局面によるファン制御装置は、ファンを駆動する交流モータと、交流モータに電源を供給することによって交流モータを回転させる電源部と、電源部による電源供給を制御する制御部とを備える。制御部は、電源部に電源供給を開始または再開させてから設定された判定間隔が経過すると、電源部に電源供給を一時的に停止させる。そして、制御部は、電源部による電源供給の一時的な停止中に、自然風の強さに応じて変化するセンシング信号を受け、このセンシング信号に基づいて電源部に電源供給を再開させるか否かを判定する。   A fan control device according to an aspect includes an AC motor that drives a fan, a power supply unit that rotates the AC motor by supplying power to the AC motor, and a control unit that controls power supply by the power supply unit. . The control unit temporarily stops the power supply unit from supplying power when a set determination interval elapses after the power supply unit starts or restarts power supply. The control unit receives a sensing signal that changes according to the strength of the natural wind during the temporary stop of the power supply by the power supply unit, and determines whether or not the power supply unit restarts the power supply based on the sensing signal Determine whether.

好ましくは、制御部は、電源部による電源供給中に、交流モータの電機子電流の大きさが所定の基準範囲内にあるか否かを判定し、基準範囲内にない場合は基準範囲内にある場合よりも判定間隔を短く設定する。   Preferably, the control unit determines whether or not the magnitude of the armature current of the AC motor is within a predetermined reference range during power supply by the power supply unit. If not, the control unit is within the reference range. The determination interval is set shorter than in some cases.

好ましい実施の一形態において、電源部は、ブリッジ接続された複数のスイッチング素子のスイッチング動作によって直流電圧を交流電圧に変換して交流モータに供給するインバータを含む。制御部は、複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することによって、インバータから交流モータへの交流電圧の供給を制御する。そして、制御部は、電源部による電源供給の一時的な停止中に、インバータを構成する上アーム側の全スイッチング素子および下アーム側の全スイッチング素子のうち一方をオフ状態とし他方を所定のデューティ比でオンおよびオフを繰返させる制動動作を行なう。制御部は、制動動作中に自然風を受けてファンが交流モータともに回転することによって生じた交流モータの電機子電流または電機子電圧の検出値を、上記のセンシング信号として受ける。   In a preferred embodiment, the power supply unit includes an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage and supplies the AC motor to the AC motor by a switching operation of a plurality of bridge-connected switching elements. The control unit controls the supply of AC voltage from the inverter to the AC motor by controlling the switching operation of the plurality of switching elements. Then, during the temporary stop of the power supply by the power supply unit, the control unit turns off one of all the switching elements on the upper arm side and all the switching elements on the lower arm side constituting the inverter and sets the other to a predetermined duty. A braking operation is performed in which the ratio is repeatedly turned on and off. The control unit receives the detected value of the armature current or the armature voltage of the AC motor generated by the natural wind during the braking operation and the rotation of the fan together with the AC motor as the sensing signal.

上記の実施の一形態において、好ましくは、制御部は、制動動作中に生じた交流モータの電機子電流または電機子電圧のゼロクロス周期に基づいて交流モータの回転数を算出し、算出した回転数が所定の基準回転数以下となったときに電源部に電源供給を再開させる。   In the above embodiment, preferably, the control unit calculates the rotational speed of the AC motor based on the zero-cross cycle of the armature current or the armature voltage of the AC motor generated during the braking operation, and the calculated rotational speed. When the power becomes less than or equal to a predetermined reference rotational speed, the power supply is restarted.

もしくは、制御部は、制動動作中に生じた交流モータの電機子電流または電機子電圧の大きさが所定の基準値以下となったときに電源部に電源供給を再開させる。   Alternatively, the control unit causes the power supply unit to resume power supply when the magnitude of the armature current or the armature voltage of the AC motor generated during the braking operation becomes equal to or less than a predetermined reference value.

好ましい実施の他の形態において、ファン制御装置は、交流モータの回転子の位置を検出する位置センサをさらに備える。この場合、制御部は、電源部による電源供給の一時的な停止中に自然風を受けてファンが交流モータとともに回転することによって生じた位置センサの出力変動をセンシング信号として受け、位置センサの出力変動に基づいて交流モータの回転数を算出し、算出した回転数が所定の基準回転数以下となったときに電源部に電源供給を再開させる。   In another embodiment of the preferred embodiment, the fan control device further includes a position sensor that detects the position of the rotor of the AC motor. In this case, the control unit receives the fluctuation of the position sensor generated by the natural wind during the temporary stop of the power supply by the power supply unit and the fan rotates together with the AC motor as a sensing signal, and outputs the position sensor. Based on the fluctuation, the rotational speed of the AC motor is calculated, and when the calculated rotational speed is equal to or lower than a predetermined reference rotational speed, the power supply is restarted.

好ましい実施のさらに他の形態において、上記のファンは、熱交換器の熱交換を促進するために設けられ、ファンおよび熱交換器は共通の筐体内に収納される。そして、ファン制御装置は、筐体内に収納された風速計をさらに備える。この場合、制御部は、電源部による電源供給の一時的な停止中に風速計の出力をセンシング信号として受け、風速計の出力が所定の基準値以下となったときに電源部に電源供給を再開させる。   In still another preferred embodiment, the fan is provided to facilitate heat exchange of the heat exchanger, and the fan and the heat exchanger are housed in a common housing. The fan control device further includes an anemometer housed in the housing. In this case, the control unit receives the output of the anemometer as a sensing signal while the power supply by the power supply unit is temporarily stopped, and supplies power to the power supply unit when the anemometer output falls below a predetermined reference value. Let it resume.

この発明は他の局面において、交流モータによって駆動されるファンを制御するための方法である。このファン制御方法は、交流モータへの電源供給を開始または再開してから設定された判定間隔が経過すると、交流モータへの電源供給を一時的に停止するステップと、交流モータへの電源供給の一時的な停止中に、自然風の強さに応じて変化するセンシング信号を受け、このセンシング信号に基づいて交流モータへの電源供給を再開するか否かを判定するステップとを備える。   In another aspect, the present invention is a method for controlling a fan driven by an AC motor. This fan control method includes a step of temporarily stopping power supply to the AC motor when a set determination interval has elapsed after starting or resuming power supply to the AC motor, and a step of supplying power to the AC motor. Receiving a sensing signal that changes according to the strength of the natural wind during a temporary stop, and determining whether or not to resume power supply to the AC motor based on the sensing signal.

この発明はさらに他の局面において冷凍サイクルシステムであって、冷媒と室内の空気との熱交換を行なう室内熱交換器と、冷媒と室外の空気との熱交換を行なう室外熱交換器と、室内熱交換器および室外熱交換器の一方を通過した冷媒を圧縮して他方に供給する圧縮機と、室内熱交換器と室外熱交換器との間の冷媒の経路に設けられた膨張弁と、室外熱交換器の熱交換を促進するためのファンと、ファンを駆動制御する上記のファン制御装置とを備える。   In another aspect, the present invention is a refrigeration cycle system, an indoor heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and indoor air, an outdoor heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and outdoor air, A compressor that compresses the refrigerant that has passed through one of the heat exchanger and the outdoor heat exchanger and supplies the compressed refrigerant to the other, an expansion valve provided in the refrigerant path between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, A fan for promoting heat exchange of the outdoor heat exchanger and the fan control device for driving and controlling the fan are provided.

この発明によれば、ファンモータを定期的に一旦停止して自然風によるファンの回転を検出することによって自然風の強さを監視する。そして、熱交換や送風に十分な強さの自然風が吹き付けていれば、ファンモータの再起動を行なうことなくその自然風をそのまま熱交換や送風に利用する。このように従来よりも自然風を無駄なく利用することによって消費電力を削減できる。   According to the present invention, the intensity of the natural wind is monitored by periodically stopping the fan motor and detecting the rotation of the fan due to the natural wind. If natural wind having a sufficient strength for heat exchange and blowing is blown, the natural wind is directly used for heat exchange and blowing without restarting the fan motor. Thus, power consumption can be reduced by using natural wind more efficiently than in the past.

この発明の実施の形態1によるファン制御装置が適用される空気調和機50の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the air conditioner 50 to which the fan control apparatus by Embodiment 1 of this invention is applied. 図1に示す空気調和機50に用いられる室外機61の主要部の一例で構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a structure in an example of the principal part of the outdoor unit 61 used for the air conditioner 50 shown in FIG. この発明の実施の形態1によるファン制御装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fan control apparatus 1 by Embodiment 1 of this invention. 図3の抵抗素子R1で検出されるU相電流Iuの波形の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a waveform of a U-phase current Iu detected by a resistance element R1 in FIG. 図3のPWM制御部6による交流モータ8Mの制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of AC motor 8M by the PWM control part 6 of FIG. この発明の実施の形態2によるファン制御装置において、PWM制御部6による交流モータ8Mの制御手順を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a control procedure of AC motor 8M by PWM control unit 6 in the fan control device according to Embodiment 2 of the present invention.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

<実施の形態1>
[空気調和機の全体構成]
図1は、この発明の実施の形態1によるファン制御装置が適用される空気調和機50の全体構成を示す図である。空気調和機50は冷凍サイクルシステムの一例として示されている。
<Embodiment 1>
[Overall configuration of air conditioner]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an air conditioner 50 to which a fan control device according to Embodiment 1 of the present invention is applied. The air conditioner 50 is shown as an example of a refrigeration cycle system.

図1を参照して、空気調和機50は、圧縮機53と、四方弁54と、室外熱交換器55と、膨張弁56と、室内熱交換器57と、室外ファン装置58と、室内ファン装置59とを含む。圧縮機53、四方弁54、室外熱交換器55、膨張弁56、および室内熱交換器57によって冷凍サイクル(ヒートポンプサイクルとも称する)が構成される。四方弁54を切替えることによって、冷房運転時には図1の実線の矢印CLで示した経路で冷媒が循環し、暖房運転時には破線の矢印HTで示した経路で冷媒が循環する。室外ファン装置58および室内ファン装置59は、それぞれ室外熱交換器55および室内熱交換器57における熱交換を促進するために設けられている。   Referring to FIG. 1, an air conditioner 50 includes a compressor 53, a four-way valve 54, an outdoor heat exchanger 55, an expansion valve 56, an indoor heat exchanger 57, an outdoor fan device 58, and an indoor fan. Device 59. The compressor 53, the four-way valve 54, the outdoor heat exchanger 55, the expansion valve 56, and the indoor heat exchanger 57 constitute a refrigeration cycle (also referred to as a heat pump cycle). By switching the four-way valve 54, the refrigerant circulates along the path indicated by the solid line arrow CL in FIG. 1 during the cooling operation, and the refrigerant circulates along the path indicated by the broken line arrow HT during the heating operation. The outdoor fan device 58 and the indoor fan device 59 are provided to promote heat exchange in the outdoor heat exchanger 55 and the indoor heat exchanger 57, respectively.

空気調和機50は、さらに、インバータ回路52,2,60と、これらのインバータ回路および膨張弁56などを制御する制御部51とを含む。インバータ回路52,2,60の各々には、交流電源4からの交流電圧がコンバータ回路3によって直流電圧に変換されて供給される。インバータ回路52,2,60は、コンバータ回路3から受けた直流電圧を交流電圧に変換して圧縮機53、室外ファン装置58、および室内ファン装置59にそれぞれ供給する。   Air conditioner 50 further includes inverter circuits 52, 2, 60 and a control unit 51 that controls these inverter circuits, expansion valve 56, and the like. An AC voltage from the AC power supply 4 is converted into a DC voltage by the converter circuit 3 and supplied to each of the inverter circuits 52, 2, 60. Inverter circuits 52, 2, 60 convert the DC voltage received from converter circuit 3 into an AC voltage and supply it to compressor 53, outdoor fan device 58, and indoor fan device 59, respectively.

図2は、図1に示す空気調和機50に用いられる室外機61の主要部の一例で構成を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an example of a main part of the outdoor unit 61 used in the air conditioner 50 shown in FIG.

図2を参照して、室外機61には、室外熱交換器55、圧縮機53、および室外ファン装置58が装着されている。室外機61の正面(図2の下方)から見て、室外熱交換器55は室外機61内の左側部と後背部とに略直角に曲げて配置される。圧縮機53は室外機61内の右側部に配置される。室外ファン装置58は、ファン8Fと、ファン8Fを回転駆動する交流モータ8Mとを有する。室外ファン装置58は、室外熱交換器55の前面側に配置され、回転時に、図2の背面方向(A方向)および左側面方向(B方向)から外気を吸い込み正面方向(C方向)に吐出する。これにより、室外熱交換器55の熱交換が促進される。   With reference to FIG. 2, an outdoor heat exchanger 55, a compressor 53, and an outdoor fan device 58 are attached to the outdoor unit 61. When viewed from the front of the outdoor unit 61 (downward in FIG. 2), the outdoor heat exchanger 55 is arranged so as to be bent substantially at right angles to the left side and the back of the outdoor unit 61. The compressor 53 is disposed on the right side in the outdoor unit 61. The outdoor fan device 58 includes a fan 8F and an AC motor 8M that rotationally drives the fan 8F. The outdoor fan device 58 is arranged on the front surface side of the outdoor heat exchanger 55, and sucks outside air from the back surface direction (A direction) and the left side surface direction (B direction) in FIG. 2 and discharges it in the front direction (C direction) when rotating. To do. Thereby, the heat exchange of the outdoor heat exchanger 55 is promoted.

[ファン制御装置の構成]
図3は、この発明の実施の形態1によるファン制御装置1の構成を示すブロック図である。図3を参照して、ファン制御装置1は、コンバータ回路3と、インバータ回路2と、交流モータ8Mと、室外ファン制御部9とを含み、図2のファン8Fを回転駆動する。図3の場合には、交流モータ8Mは三相同期モータである。たとえば、永久磁石同期モータ(ブラシレスモータとも称する)が好適に用いられる。
[Configuration of fan control unit]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the fan control device 1 according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, fan control device 1 includes a converter circuit 3, an inverter circuit 2, an AC motor 8 </ b> M, and an outdoor fan control unit 9, and rotationally drives fan 8 </ b> F in FIG. 2. In the case of FIG. 3, AC motor 8M is a three-phase synchronous motor. For example, a permanent magnet synchronous motor (also referred to as a brushless motor) is preferably used.

インバータ回路2は、三相ブリッジ接続されたパワーバイポーラトランジスタQ1〜Q6と、これらのトランジスタQ1〜Q6にそれぞれ逆並列に接続されたダイオードD1〜D6と、交流モータ8Mの電機子電流を検出するための抵抗素子R1,R2,R3とを含む。トランジスタQ1,Q4および抵抗素子R1は、この順で正極側ノードNpと負極側ノードNnとの間に直列に接続され、U相アームを構成する。正極側ノードNpと負極側ノードNnとの間には、コンバータ回路3から直流電圧が印加される。同様に、トランジスタQ2,Q5および抵抗素子R2は、この順で正極側ノードNpと負極側ノードNnとの間に直列に接続され、V相アームを構成する。トランジスタQ3,Q6および抵抗素子R3は、この順で正極側ノードNpと負極側ノードNnとの間に直列に接続され、W相アームを構成する。トランジスタQ1,Q4の接続ノードNu、トランジスタQ2,Q5の接続ノードNv、およびトランジスタQ3,Q6の接続ノードNwは、それぞれ交流モータ8MのU相、V相、W相の電機子巻線と接続される。   The inverter circuit 2 detects power armature currents of the power bipolar transistors Q1 to Q6 connected in a three-phase bridge, the diodes D1 to D6 connected in antiparallel to the transistors Q1 to Q6, respectively, and the AC motor 8M. Resistance elements R1, R2, and R3. Transistors Q1, Q4 and resistance element R1 are connected in series between positive electrode side node Np and negative electrode side node Nn in this order to form a U-phase arm. A DC voltage is applied from the converter circuit 3 between the positive node Np and the negative node Nn. Similarly, transistors Q2, Q5 and resistance element R2 are connected in series between positive electrode side node Np and negative electrode side node Nn in this order to form a V-phase arm. Transistors Q3, Q6 and resistance element R3 are connected in series between positive node Np and negative node Nn in this order to form a W-phase arm. Connection node Nu of transistors Q1 and Q4, connection node Nv of transistors Q2 and Q5, and connection node Nw of transistors Q3 and Q6 are connected to U-phase, V-phase and W-phase armature windings of AC motor 8M, respectively. The

図1で説明した制御部51は、室外ファン装置58の制御を行なう室外ファン制御部9と、空気調和機全体の運転制御を行なう室内機制御部10とを含む。室内機制御部10は、ユーザの起動操作および停止操作に応じてファンモータの起動命令および停止命令を室外ファン制御部9のPWM制御部6に出力する。室内機制御部10は、さらに、外気温や室外熱交換器の温度などに応じてファンモータの回転数指令値を室外ファン制御部9のPWM制御部6に出力する。   The control part 51 demonstrated in FIG. 1 contains the outdoor fan control part 9 which controls the outdoor fan apparatus 58, and the indoor unit control part 10 which performs the operation control of the whole air conditioner. The indoor unit control unit 10 outputs a fan motor start command and a stop command to the PWM control unit 6 of the outdoor fan control unit 9 in accordance with a user start operation and stop operation. The indoor unit control unit 10 further outputs a fan motor rotation speed command value to the PWM control unit 6 of the outdoor fan control unit 9 according to the outside air temperature, the temperature of the outdoor heat exchanger, or the like.

室外ファン制御部9は、電流検出回路5、PWM制御部6、およびPWM信号発生回路7を含む。電流検出回路5は、トランジスタQ4がオン状態のときに流れるU相電流を抵抗素子R1に生じた電圧Vusとして検出するとともに、トランジスタQ5がオン状態のときに流れるV相電流を抵抗素子R2に生じた電圧Vvsとして検出する。電流検出回路5は、これらの電圧Vus,Vvsをアンプ(図示省略)によって増幅し、増幅された信号をA/D(Analog to Digital)変換器(図示省略)によってデジタル信号に変換する。   The outdoor fan control unit 9 includes a current detection circuit 5, a PWM control unit 6, and a PWM signal generation circuit 7. The current detection circuit 5 detects the U-phase current that flows when the transistor Q4 is on as the voltage Vus generated in the resistance element R1, and generates the V-phase current that flows when the transistor Q5 is on in the resistance element R2. The voltage Vvs is detected. The current detection circuit 5 amplifies these voltages Vus and Vvs by an amplifier (not shown), and converts the amplified signal into a digital signal by an A / D (Analog to Digital) converter (not shown).

PWM制御部6は、マイクロコントローラユニット(MCU:Micro Control Unit)によって構成され、MCUがプログラムに従って演算処理を実行することによって以下の機能を実現する。   The PWM control unit 6 is configured by a microcontroller unit (MCU: Micro Control Unit), and implements the following functions when the MCU executes arithmetic processing according to a program.

まず、PWM制御部6は、電流検出回路5から受取った電圧Vus,Vvsを表わすデジタル信号に基づいてU相電流IuおよびV相電流Ivを算出する。W相電流Iwは、
Iw=−(Iu+Iv) …(1)
によって算出される。
First, PWM control unit 6 calculates U-phase current Iu and V-phase current Iv based on digital signals representing voltages Vus and Vvs received from current detection circuit 5. W-phase current Iw is
Iw = − (Iu + Iv) (1)
Is calculated by

さらに、PWM制御部6は、算出した各相の電機子電流、ならびに室内機制御部10から受取ったファンモータの起動命令、停止命令、および回転数指令値に基づいて、トランジスタQ1〜Q6の各々に対応するPWM信号のパルス幅の指令値(デューティ比の指令値)を生成してPWM信号発生回路7に送出する。   Further, the PWM control unit 6 determines each of the transistors Q1 to Q6 based on the calculated armature current of each phase and the fan motor start command, stop command, and rotation speed command value received from the indoor unit control unit 10. The PWM signal pulse width command value (duty ratio command value) corresponding to is generated and sent to the PWM signal generation circuit 7.

PWM信号発生回路7は、PWM制御部6から受取ったパルス幅の指令値に応じたパルス信号を生成してトランジスタQ1〜Q6のゲートに出力する。たとえば、三角波比較方式の場合、PWM制御部6は、PWM信号のパルス幅の指令値に対応する電圧指令信号を生成してPWM信号発生回路7に出力する。PWM信号発生回路7は、PWM制御部6から受取った電圧指令信号を三角波信号(キャリア信号)と比較することによって電圧指令信号に応じたデューティ比のパルス信号を生成する。この結果、電圧指令信号に応じた駆動電圧がインバータ回路2から交流モータ8Mに出力される。   The PWM signal generating circuit 7 generates a pulse signal corresponding to the command value of the pulse width received from the PWM control unit 6 and outputs it to the gates of the transistors Q1 to Q6. For example, in the case of the triangular wave comparison method, the PWM control unit 6 generates a voltage command signal corresponding to the command value of the pulse width of the PWM signal and outputs the voltage command signal to the PWM signal generation circuit 7. The PWM signal generation circuit 7 compares the voltage command signal received from the PWM controller 6 with a triangular wave signal (carrier signal) to generate a pulse signal having a duty ratio corresponding to the voltage command signal. As a result, a drive voltage corresponding to the voltage command signal is output from the inverter circuit 2 to the AC motor 8M.

[フリーラン中のモータ回転数の検出]
交流モータ8Mへの電源供給の停止時には、図2のファン8Fに自然風が吹き付けると、交流モータ8Mはファン8Fとともにフリーランする。このとき、下アーム側のトランジスタQ4〜Q6のゲートへ互いに同じタイミングで互いに同じデューティ比(たとえば、10%程度の適度な大きさ)のパルス信号を出力すると、交流モータ8Mにはブレーキ力が働く(以下、「制動動作」と称する)。上アーム側のトランジスタQ1〜Q3はオフ状態のままである。デューティ比が適度な大きさであれば、無風および微弱な自然風の場合には交流モータ8Mは完全に停止するが、それ以外の場合には自然風の強さに応じた回転数で交流モータ8Mは回転を続ける。
[Detection of motor speed during free run]
When the supply of power to AC motor 8M is stopped, if natural wind blows on fan 8F in FIG. 2, AC motor 8M runs free together with fan 8F. At this time, if pulse signals having the same duty ratio (for example, an appropriate magnitude of about 10%) are output to the gates of the transistors Q4 to Q6 on the lower arm side at the same timing, a braking force is applied to the AC motor 8M. (Hereinafter referred to as “braking operation”). The transistors Q1 to Q3 on the upper arm side remain off. If the duty ratio is moderate, the AC motor 8M stops completely in the case of no wind and weak natural wind. In other cases, the AC motor is rotated at a rotational speed corresponding to the strength of the natural wind. 8M continues to rotate.

交流モータ8Mの回転子が外力(自然風)によって回転しているときには、交流モータ8Mの各相の電機子巻線には誘導起電力が生じる。制動動作中で下アーム側の各トランジスタQ4〜Q6がオン状態のときには、この誘導起電力によって抵抗素子R1,R2,R3にそれぞれU相電流Iu,V相電流Iv,W相電流Iw(電機子電流)が流れる。これらの電機子電流(この発明のセンシング信号に相当する)は回転子の回転数に応じた周期の交流となるので、電機子電流の周期を検出することによって交流モータ8Mの回転数を算出することができる。   When the rotor of AC motor 8M is rotated by an external force (natural wind), an induced electromotive force is generated in the armature winding of each phase of AC motor 8M. When each of the transistors Q4 to Q6 on the lower arm side is in the ON state during the braking operation, the induced electromotive force causes the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw (armature) to the resistance elements R1, R2, and R3, respectively. Current) flows. Since these armature currents (corresponding to the sensing signals of the present invention) are alternating current with a period corresponding to the rotational speed of the rotor, the rotational speed of the AC motor 8M is calculated by detecting the period of the armature current. be able to.

図4は、図3の抵抗素子R1で検出されるU相電流Iuの波形の一例を示す図である。図3で説明したように抵抗素子R1を流れる電流は、PWM制御部6を構成するMCUに取り込まれる。MCUは、図4に示すように、U相電流Iuの最初のゼロクロスから次のゼロクロスまでの時間T1[秒](半周期に相当)をMCUに内蔵されたタイマにより計測する。交流モータが極対数がp(極数=2p)であれば、回転数N[rpm]は、
N=60/(2×p×T1) …(2)
によって算出される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a waveform of the U-phase current Iu detected by the resistance element R1 of FIG. As described with reference to FIG. 3, the current flowing through the resistance element R <b> 1 is taken into the MCU configuring the PWM control unit 6. As shown in FIG. 4, the MCU measures a time T1 [second] (corresponding to a half cycle) from the first zero cross to the next zero cross of the U-phase current Iu by a timer built in the MCU. If the AC motor has the number of pole pairs p (number of poles = 2p), the rotation speed N [rpm] is
N = 60 / (2 × p × T1) (2)
Is calculated by

交流モータ8Mにブレーキ力を働かせる制動動作を行なう場合、下アーム側のトランジスタQ4〜Q6に代えて、上アーム側のトランジスタQ1〜Q3のゲートへ互いに同じタイミングで互いに同じデューティ比(たとえば、10%程度の適度な大きさ)のパルス信号を出力するようにしてもよい。このとき、下アーム側のトランジスタQ4〜Q6はオフ状態のままである。ただし、上アームをオン状態にしたときに電機子電流を検出するためには、図3の場合とは逆に、上アーム側のトランジスタQ1〜Q3のコレクタと正極側ノードNpとの間にそれぞれ抵抗素子R1,R2,R3を設ける必要がある。   When performing a braking operation that applies a braking force to the AC motor 8M, the same duty ratio (for example, 10%) is applied to the gates of the transistors Q1 to Q3 on the upper arm side at the same timing instead of the transistors Q4 to Q6 on the lower arm side. A pulse signal having a moderate magnitude) may be output. At this time, the transistors Q4 to Q6 on the lower arm side remain off. However, in order to detect the armature current when the upper arm is turned on, contrary to the case of FIG. 3, the upper arm side transistors Q1 to Q3 are respectively connected between the collector and the positive node Np. It is necessary to provide resistance elements R1, R2, and R3.

上記の電機子電流を利用する方法に代えて、回転子の磁極位置を検出するホール素子を用いることによって自然風によるフリーラン中のモータ回転数を検出してもよい。この場合には、上記の制動動作は必要でない。   Instead of the above-described method using the armature current, the number of rotations of the motor during free run by natural wind may be detected by using a Hall element that detects the magnetic pole position of the rotor. In this case, the above braking operation is not necessary.

[ファンモータの制御手順]
図5は、図3のPWM制御部6による交流モータ8Mの制御手順を示すフローチャートである。図5の初期状態では、交流モータ8Mは停止状態である。自然風の方向は、交流モータ8Mの回転を妨げる方向(図2のCからAに向かう逆風)であるとする。
[Fan motor control procedure]
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of AC motor 8M by PWM controller 6 of FIG. In the initial state of FIG. 5, AC motor 8M is in a stopped state. The direction of the natural wind is assumed to be a direction that prevents the rotation of the AC motor 8M (backward wind from C to A in FIG. 2).

図3、図5を参照して、ステップS1で、PWM制御部6は、外部(室内機制御部10)から起動命令を受けたか否かを判断する。PWM制御部6は、起動命令を受取ったと判断した場合には(ステップS1でYES)、処理をステップS2へ進め、そうではないときはステップS1を繰返す。   Referring to FIGS. 3 and 5, in step S <b> 1, PWM control unit 6 determines whether an activation command has been received from the outside (indoor unit control unit 10). If the PWM control unit 6 determines that an activation command has been received (YES in step S1), the process proceeds to step S2, and if not, step S1 is repeated.

ステップS2で、PWM制御部6は、3相ブリッジ回路の下アーム側のトランジスタQ4〜Q6へそれぞれ同値で適度なデューティ比(たとえば、10%)でPWMパルスを出力するようにPWM信号発生回路7へ命令する。PWM信号発生回路7は、PWM制御部6からの命令に応じたパルス幅の信号を下アーム側のトランジスタQ4〜Q6に出力する(制動動作)。   In step S2, the PWM control unit 6 outputs a PWM pulse at the same value and with an appropriate duty ratio (for example, 10%) to the transistors Q4 to Q6 on the lower arm side of the three-phase bridge circuit. To order. The PWM signal generation circuit 7 outputs a signal having a pulse width corresponding to a command from the PWM control unit 6 to the transistors Q4 to Q6 on the lower arm side (braking operation).

次のステップS3で、PWM制御部6は、電流検出回路5からU相電流の検出値を受け、U相電流の最初のゼロクロスから次のゼロクロスまでの時間(半周期)に基づいて自然風による交流モータ8Mの回転数を算出する。   In the next step S3, the PWM control unit 6 receives the detected value of the U-phase current from the current detection circuit 5, and based on the time (half cycle) from the first zero cross to the next zero cross of the U-phase current due to natural wind The rotational speed of AC motor 8M is calculated.

次のステップS4で、PWM制御部6は、ステップS3で算出した回転数が所定の回転数(たとえば200rpm)より上であるかどうかを判断する。ここで例示した200rpmは、これほどの自然風があれば、それに対抗して自己回転するよりも自然風を利用してフリーランさせたほうが放熱(熱交換)が促進されると予め実験により実証された値である。PWM制御部6は、回転数が所定値(200rpm)より上の場合(ステップS4でYES)処理をステップS13へ進め、交流モータ8Mを起動しないで自然風を利用する。PWM制御部6は、回転数が所定値(200rpm)以下の場合に(ステップS4でNO)処理をステップS5へ進める。   In the next step S4, the PWM controller 6 determines whether or not the rotational speed calculated in step S3 is higher than a predetermined rotational speed (for example, 200 rpm). The 200 rpm exemplified here demonstrates beforehand through experiments that if there is such natural wind, heat radiation (heat exchange) is promoted by free running using natural wind rather than self-rotating against it. Value. When the rotation speed is higher than a predetermined value (200 rpm) (YES in step S4), the PWM control unit 6 advances the process to step S13 and uses natural wind without starting the AC motor 8M. The PWM control unit 6 advances the process to step S5 when the rotation speed is equal to or less than a predetermined value (200 rpm) (NO in step S4).

ステップS5で、PWM制御部6は、ステップS2で下アーム側のトランジスタQ4〜Q6へPWM信号を出力し始めて(制動動作の開始)からの時間が、所定時間(たとえば、3秒)経過したかどうかを判断する。この3秒の時間は、制動動作時に交流モータ8Mの回転数が安定するまでに要する待ち時間である。PWM制御部6は、所定時間(3秒)経過していなければ(ステップS5でNO)処理をステップS3に戻し、所定時間(3秒)経過していれば(ステップS5でYES)処理をステップS6へ進める。   In step S5, the PWM control unit 6 has passed a predetermined time (for example, 3 seconds) from the start of outputting a PWM signal to the lower-arm transistors Q4 to Q6 (start of braking operation) in step S2. Judge whether. This time of 3 seconds is a waiting time required for the rotation speed of the AC motor 8M to be stabilized during the braking operation. If the predetermined time (3 seconds) has not elapsed (NO in step S5), the PWM control unit 6 returns the process to step S3, and if the predetermined time (3 seconds) has elapsed (YES in step S5), the process proceeds to step S3. Proceed to S6.

ステップS6で、PWM制御部6は、位置決めのために3相巻線に適度なDC電流が流れるように3相ブリッジ回路のトランジスタQ1〜Q6をパルス制御する。   In step S6, the PWM control unit 6 performs pulse control on the transistors Q1 to Q6 of the three-phase bridge circuit so that an appropriate DC current flows through the three-phase winding for positioning.

次のステップS7で、PWM制御部6は、交流モータ8Mが同期運転を保った状態で、3相巻線へ供給される交流周波数をDCから徐々に上昇しつつ電流が一定に保たれるように、トランジスタQ1〜Q6をパルス制御する。   In the next step S7, the PWM control unit 6 keeps the current constant while gradually increasing the AC frequency supplied to the three-phase winding from the DC in a state where the AC motor 8M maintains the synchronous operation. Then, the transistors Q1 to Q6 are pulse-controlled.

次のステップS8で、PWM制御部6は、位相制御などにより無効電力をなくすような通常制御の運転を開始する。さらに、PWM制御部6は、逆風監視用周期カウンタのカウント数を0に初期化(クリア)する。さらに、PWM制御部6は、タイマによるカウント(時間計測)を開始する。   In the next step S8, the PWM controller 6 starts a normal control operation that eliminates reactive power by phase control or the like. Further, the PWM control unit 6 initializes (clears) the count number of the counter counter for monitoring the back wind to zero. Further, the PWM control unit 6 starts counting (time measurement) by a timer.

次のステップS9で、PWM制御部6は、タイマによるカウントが1秒を経過したかどうかを判断する。1秒経過した場合は(ステップS9でYES)ステップS10へ処理が進み、1秒経過していない場合はステップS9が繰返される。ステップS10で、PWM制御部6は、タイマによるカウントを0へ初期化し、ステップS11へ処理を進める。ステップS11で、PWM制御部6は監視カウンタのカウント数を+1だけカウントアップし、ステップS12へ処理を進める。ステップS9〜S11の処理手順によって、1秒ごとに監視カウンタのカウント数が1ずつカウントアップされる。   In the next step S9, the PWM controller 6 determines whether the count by the timer has passed 1 second. If 1 second has elapsed (YES in step S9), the process proceeds to step S10. If 1 second has not elapsed, step S9 is repeated. In step S10, the PWM control unit 6 initializes the count by the timer to 0, and proceeds to step S11. In step S11, the PWM control unit 6 increments the count number of the monitoring counter by +1, and proceeds to step S12. According to the processing procedure of steps S9 to S11, the count number of the monitoring counter is incremented by 1 every second.

ステップS12で、PWM制御部6は、監視カウンタのカウント数が所定の値(たとえば、600)を超えたかどうかを判断し、超えていれば(ステップS13でYES)ステップS13へ処理を進め、所定の値(600)以下であれば(ステップS13でNO)ステップS9へ処理を戻す。   In step S12, the PWM control unit 6 determines whether or not the count value of the monitoring counter exceeds a predetermined value (for example, 600). If the count value exceeds the predetermined value (eg, YES in step S13), the process proceeds to step S13. If the value is equal to or less than the value (600) (NO in step S13), the process returns to step S9.

ステップS13で、PWM制御部6は、3相ブリッジ回路の全トランジスタQ1〜Q6をオフ状態にすることによって、インバータ回路2から交流モータ8Mへの電源供給を停止させる。続くステップS14で、PWM制御部6は、10秒間待機した後ステップS1へ処理を戻す。以下、上記で説明した各ステップが繰返される。   In step S13, the PWM control unit 6 stops the power supply from the inverter circuit 2 to the AC motor 8M by turning off all the transistors Q1 to Q6 of the three-phase bridge circuit. In subsequent step S14, the PWM control unit 6 waits for 10 seconds and then returns to step S1. Thereafter, each step described above is repeated.

上記のステップS9〜S14の手順によれば、監視カウンタのカウント数が所定の値(たとえば、600)になると、すなわち、インバータ回路2から交流モータ8Mに電源供給を開始または再開してから所定の判定間隔が経過すると、自然風の強度を判定するために交流モータ8Mへの電源供給が一時的に停止される。電源供給の停止中には、自然風による交流モータ8Mの回転数が所定値(たとえば、200rpm)を超えているか否かが判定される(ステップS4)。そして、ステップS4で交流モータ8Mの回転数が所定値を超えている(ステップS4でYES)間は、ステップS6以下のモータの再起動は行なわれない。この結果、熱交換や送風に十分な強さの自然風が吹き付けているときには、その自然風をそのまま熱交換や送風に利用することができ、従来よりも消費電力を削減することができる。   According to the procedure of steps S9 to S14 described above, when the count number of the monitoring counter reaches a predetermined value (for example, 600), that is, after the inverter circuit 2 starts or restarts power supply to the AC motor 8M, When the determination interval elapses, power supply to AC motor 8M is temporarily stopped to determine the strength of natural wind. While the power supply is stopped, it is determined whether or not the rotational speed of AC motor 8M caused by natural wind exceeds a predetermined value (for example, 200 rpm) (step S4). Then, while the rotational speed of AC motor 8M exceeds a predetermined value in step S4 (YES in step S4), the motors in step S6 and subsequent steps are not restarted. As a result, when natural wind having a sufficient strength for heat exchange and blowing is blown, the natural wind can be used as it is for heat exchange and blowing, and power consumption can be reduced as compared with the conventional case.

<実施の形態2>
図6は、この発明の実施の形態2によるファン制御装置において、PWM制御部6による交流モータ8Mの制御手順を示すフローチャートである。図6の初期状態では、交流モータ8Mは停止状態である。自然風の方向は、交流モータ8Mの回転を妨げる方向(図2のCからAに向かう逆風方向)であるとする。
<Embodiment 2>
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of AC motor 8M by PWM control unit 6 in the fan control device according to Embodiment 2 of the present invention. In the initial state of FIG. 6, AC motor 8M is in a stopped state. The natural wind direction is assumed to be a direction that prevents rotation of the AC motor 8M (a reverse wind direction from C to A in FIG. 2).

図6の制御手順は、図5のステップS11に代えてステップS101〜S103を含む点で図5に示す制御手順と異なる。図6のその他のステップは図5と同じであるので、図5と同一の参照符号を付して説明を繰返さない。   The control procedure in FIG. 6 is different from the control procedure shown in FIG. 5 in that steps S101 to S103 are included instead of step S11 in FIG. The other steps in FIG. 6 are the same as those in FIG. 5, and therefore, the same reference numerals as those in FIG.

図3、図6を参照して、ステップS10までは図5の場合と同じである。ステップS10において、PWM制御部6は、タイマによるカウントを0へ初期化し、ステップS101へ処理を進める。   Referring to FIGS. 3 and 6, the process up to step S10 is the same as in FIG. In step S10, the PWM controller 6 initializes the count by the timer to 0, and proceeds to step S101.

ステップS101で、PWM制御部6は、交流モータ8Mの電機子電流(U相電流)について所定期間(たとえば10ms)の2乗平均値(実効値に相当する)を算出する。PWM制御部6は、算出した実効値が所定の基準値(たとえば、0.5A)より大きいかどうかを判断する。PWM制御部6は、実効値が所定の基準値(0.5A)より大きいと判断した場合は(ステップS101でYES)、ステップS102へ処理を進め、監視カウンタのカウント数を+2だけカウントアップする。PWM制御部6は、基準値(0.5A)以下の場合は(ステップS101でNO)、ステップS103へ処理を進め、監視カウンタのカウント数を+1だけカウントアップする。ステップS102またはS103で監視カウンタのカウント数がカウントアップされた後、処理はステップS12へ進められる。ステップS12以降の手順は図5の場合と同じである。   In step S101, the PWM control unit 6 calculates a mean square value (corresponding to an effective value) for a predetermined period (for example, 10 ms) for the armature current (U-phase current) of the AC motor 8M. The PWM control unit 6 determines whether the calculated effective value is greater than a predetermined reference value (for example, 0.5 A). When the PWM control unit 6 determines that the effective value is greater than the predetermined reference value (0.5 A) (YES in step S101), the process proceeds to step S102, and the count number of the monitoring counter is incremented by +2. . If the reference value (0.5 A) or less (NO in step S101), the PWM control unit 6 proceeds to step S103, and counts up the count number of the monitoring counter by +1. After the count number of the monitoring counter is incremented in step S102 or S103, the process proceeds to step S12. The procedure after step S12 is the same as that in FIG.

ファンに逆風が吹き付けている場合には交流モータ8Mの負荷が大きくなるので、自然風がない場合に比べてモータ電流が増加する。したがって、ファンモータの回転駆動中のモータ電流(電機子電流)を検出することによって、自然風の強さの大まかな目安とすることができる。上記のステップS101〜S103において、PWM制御部6は、ファンに逆風が吹き付けている場合、すなわち、モータ電流が所定の基準値より大きい場合には、監視用周期カウンタのカウントアップ量を大きくする。これによって、ステップS13で交流モータ8Mが停止されるまでの期間が通常よりも短くなるので、無駄な電力消費を低減することができる。   Since the load of AC motor 8M becomes large when the reverse wind is blowing on the fan, the motor current increases as compared with the case where there is no natural wind. Therefore, by detecting the motor current (armature current) during rotational driving of the fan motor, it can be used as a rough guide for the strength of the natural wind. In steps S101 to S103 described above, the PWM control unit 6 increases the count-up amount of the monitoring cycle counter when the back wind is blowing on the fan, that is, when the motor current is larger than a predetermined reference value. As a result, since the period until AC motor 8M is stopped in step S13 is shorter than usual, useless power consumption can be reduced.

上記のステップS101では1つの閾値によって場合分けしたが、多段階の閾値で場合分けして監視カウンタのカウント数の上昇幅を段階的に変化させるようにしてもよい。   In step S101 described above, cases are classified according to one threshold value. However, it is also possible to change the increment of the count value of the monitoring counter in a stepwise manner depending on the case of multi-stage threshold values.

実施の形態2では、自然風の方向は、交流モータ8Mの回転を妨げる方向(図2のCからAに向かう逆風)であると仮定したが、交流も交流モータ8Mの回転をアシストする方向(図2のAからCに向かう順風)であっても同様の制御を行なうことができる。ファンに順風が吹き付けている場合には交流モータ8Mの負荷が小さくなるので、自然風がない場合に比べてモータ電流が減少する。したがって、図6のステップS101で、モータ電流が上限と下限の間の適正範囲にあるか否かを判定するようにし、適正範囲外の場合にはステップS102に進み、適正範囲内の場合にはステップS103に進むようにすれば、順風、逆風のいずれの場合にも実施の形態2の方法を適用することができる。   In the second embodiment, it is assumed that the direction of the natural wind is a direction that prevents the rotation of the AC motor 8M (a reverse wind from C to A in FIG. 2), but AC also assists the rotation of the AC motor 8M ( The same control can be performed even in the case of normal wind (from A to C in FIG. 2). When the wind is blowing on the fan, the load on the AC motor 8M is reduced, so that the motor current is reduced as compared with the case where there is no natural wind. Therefore, in step S101 in FIG. 6, it is determined whether or not the motor current is within an appropriate range between the upper limit and the lower limit. If the motor current is outside the appropriate range, the process proceeds to step S102. By proceeding to step S103, the method of the second embodiment can be applied to both the normal wind and the reverse wind.

<変形例>
PWM制御部6は、制動動作中に生じた交流モータ8Mの電機子電圧のゼロクロス周期に基づいて、自然風によってファン8Fとともに回転する交流モータ8Mの回転数を算出するようにしてもよい。この場合、ファン制御装置には、さらに、交流モータ8Mの各相の電機子巻線に生じた電圧を検出するための電圧計が設けられる。
<Modification>
The PWM control unit 6 may calculate the number of rotations of the AC motor 8M that rotates together with the fan 8F by natural wind based on the zero cross cycle of the armature voltage of the AC motor 8M generated during the braking operation. In this case, the fan control device is further provided with a voltmeter for detecting a voltage generated in the armature winding of each phase of AC motor 8M.

より簡単にはゼロクロス周期を検出せずに、PWM制御部6は、交流モータ8Mの電機子電流または電機子電圧の検出値が所定の基準値以下となったときにインバータ回路から交流モータ8Mへの電源供給を再開するようにしてもよい。   More simply, without detecting the zero-crossing period, the PWM control unit 6 causes the inverter circuit to transfer to the AC motor 8M when the detected value of the armature current or the armature voltage of the AC motor 8M falls below a predetermined reference value. The power supply may be resumed.

他の変形例として、既に説明したが、回転子の磁極位置を検出する位置センサ(たとえば、ホール素子)を設けてもよい。PWM制御部6は、この位置センサの出力に基づいて、自然風によるフリーラン中の交流モータ8Mの回転数を検出する。この場合には、実施の形態1で述べた制動動作は必要でない。   As another modified example, as described above, a position sensor (for example, a Hall element) that detects the magnetic pole position of the rotor may be provided. The PWM controller 6 detects the rotational speed of the AC motor 8M during free-running by natural wind based on the output of the position sensor. In this case, the braking operation described in the first embodiment is not necessary.

さらに他の変形例として、自然風の強さを検出するための風速計を設けてもよい。この風速計は、省スペースの観点から、図2において室外熱交換器55、圧縮機53、および室外ファン装置58が設けられている室外機61の筐体内に設置されるのが好ましい。この場合、風速計で自然風の大きさを検出するには、ファン8Fの回転を停止するために、インバータ回路から交流モータ8Mへの電源供給を一時的に停止する必要がある。PWM制御部6は、この電源供給の一時的な停止中における風速計の出力を受け、風速計の出力が所定の基準値以下となったときに電源供給を再開させる。   As yet another modification, an anemometer for detecting the strength of natural wind may be provided. This anemometer is preferably installed in the casing of the outdoor unit 61 in which the outdoor heat exchanger 55, the compressor 53, and the outdoor fan device 58 are provided in FIG. In this case, in order to detect the magnitude of the natural wind with the anemometer, it is necessary to temporarily stop the power supply from the inverter circuit to the AC motor 8M in order to stop the rotation of the fan 8F. The PWM control unit 6 receives the output of the anemometer during the temporary stop of the power supply, and restarts the power supply when the anemometer output becomes a predetermined reference value or less.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 ファン制御装置、2,52,60 インバータ回路、3 コンバータ回路、4 交流電源、5 電流検出回路、6 PWM制御部、7 PWM信号発生回路、8F ファン、8M 交流モータ、9 室外ファン制御部、10 室内機制御部、50 空気調和機、51 制御部、53 圧縮機、54 四方弁、55 室外熱交換器、56 膨張弁、57 室内熱交換器、58 室外ファン装置、59 室内ファン装置、D1〜D6 ダイオード、Q1〜Q6 パワーバイポーラトランジスタ、R1〜R3 抵抗素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fan control apparatus 2,52,60 Inverter circuit, 3 Converter circuit, 4 AC power supply, 5 Current detection circuit, 6 PWM control part, 7 PWM signal generation circuit, 8F fan, 8M AC motor, 9 Outdoor fan control part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Indoor unit control part, 50 Air conditioner, 51 Control part, 53 Compressor, 54 Four-way valve, 55 Outdoor heat exchanger, 56 Expansion valve, 57 Indoor heat exchanger, 58 Outdoor fan apparatus, 59 Indoor fan apparatus, D1 ~ D6 diode, Q1-Q6 power bipolar transistor, R1-R3 resistive element.

Claims (9)

ファンを駆動する交流モータと、
前記交流モータに電源を供給することによって前記交流モータを回転させる電源部と、
前記電源部による電源供給を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電源部に電源供給を開始または再開させてから設定された判定間隔が経過すると、前記電源部に電源供給を一時的に停止させ、
前記制御部は、前記電源部による電源供給の一時的な停止中に、自然風の強さに応じて変化するセンシング信号を受け、前記センシング信号に基づいて前記電源部に電源供給を再開させるか否かを判定する、ファン制御装置。
An AC motor that drives the fan;
A power supply unit that rotates the AC motor by supplying power to the AC motor;
A control unit for controlling power supply by the power supply unit,
The control unit temporarily stops power supply to the power supply unit when a set determination interval has elapsed after starting or resuming power supply to the power supply unit,
Whether the control unit receives a sensing signal that changes according to the strength of natural wind during a temporary stop of power supply by the power supply unit, and causes the power supply unit to resume power supply based on the sensing signal. A fan control device that determines whether or not.
前記制御部は、前記電源部による電源供給中に、前記交流モータの電機子電流の大きさが所定の基準範囲内にあるか否かを判定し、前記基準範囲内にない場合は前記基準範囲内にある場合よりも前記判定間隔を短く設定する、請求項1に記載のファン制御装置。   The control unit determines whether or not the magnitude of the armature current of the AC motor is within a predetermined reference range during power supply by the power supply unit, and if not within the reference range, the reference range The fan control device according to claim 1, wherein the determination interval is set to be shorter than that in the case of being inside. 前記電源部は、ブリッジ接続された複数のスイッチング素子のスイッチング動作によって直流電圧を交流電圧に変換して前記交流モータに供給するインバータを含み、
前記制御部は、前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することによって、前記インバータから前記交流モータへの交流電圧の供給を制御し、
前記制御部は、前記電源部による電源供給の一時的な停止中に、前記インバータを構成する上アーム側の全スイッチング素子および下アーム側の全スイッチング素子のうち一方をオフ状態とし他方を所定のデューティ比でオンおよびオフを繰返させる制動動作を行ない、
前記制御部は、前記制動動作中に自然風を受けて前記ファンが前記交流モータとともに回転することによって生じた前記交流モータの電機子電流または電機子電圧の検出値を、前記センシング信号として受ける、請求項1または2に記載のファン制御装置。
The power supply unit includes an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage by a switching operation of a plurality of switching elements connected in a bridge and supplies the AC voltage to the AC motor,
The control unit controls the supply of AC voltage from the inverter to the AC motor by controlling the switching operation of the plurality of switching elements,
The control unit turns off one of all switching elements on the upper arm side and all switching elements on the lower arm side constituting the inverter while the power supply is temporarily stopped by the power supply unit, and sets the other to a predetermined state. Perform a braking operation that repeatedly turns on and off at a duty ratio,
The control unit receives the detected value of the armature current or the armature voltage of the AC motor generated by the natural wind during the braking operation and rotation of the fan together with the AC motor as the sensing signal. The fan control device according to claim 1 or 2.
前記制御部は、前記制動動作中に生じた前記交流モータの電機子電流または電機子電圧のゼロクロス周期に基づいて前記交流モータの回転数を算出し、前記算出した回転数が所定の基準回転数以下となったときに前記電源部に電源供給を再開させる、請求項3に記載のファン制御装置。   The control unit calculates the rotation speed of the AC motor based on a zero-cross cycle of the armature current or the armature voltage of the AC motor generated during the braking operation, and the calculated rotation speed is a predetermined reference rotation speed. The fan control device according to claim 3, wherein power supply is resumed to the power supply unit when the following occurs. 前記制御部は、前記制動動作中に生じた前記交流モータの電機子電流または電機子電圧の大きさが所定の基準値以下となったときに前記電源部に電源供給を再開させる、請求項3に記載のファン制御装置。   The said control part makes the said power supply part restart a power supply, when the magnitude | size of the armature current or armature voltage of the said AC motor produced during the said braking operation becomes below a predetermined reference value. The fan control device described in 1. 前記ファン制御装置は、前記交流モータの回転子の位置を検出する位置センサをさらに備え、
前記制御部は、前記電源部による電源供給の一時的な停止中に自然風を受けて前記ファンが前記交流モータとともに回転することによって生じた前記位置センサの出力変動を前記センシング信号として受け、前記位置センサの出力変動に基づいて前記交流モータの回転数を算出し、前記算出した回転数が所定の基準回転数以下となったときに前記電源部に電源供給を再開させる、請求項1または2に記載のファン制御装置。
The fan control device further includes a position sensor that detects a position of a rotor of the AC motor,
The control unit receives, as the sensing signal, output fluctuation of the position sensor generated by the natural wind during the temporary stop of power supply by the power source unit and the fan rotating together with the AC motor, The rotation speed of the AC motor is calculated based on the output fluctuation of the position sensor, and when the calculated rotation speed is equal to or lower than a predetermined reference rotation speed, the power supply is restarted. The fan control device described in 1.
前記ファンは、熱交換器の熱交換を促進するために設けられ、
前記ファンおよび前記熱交換器は共通の筐体内に収納され、
前記ファン制御装置は、前記筐体内に収納された風速計をさらに備え、
前記制御部は、前記電源部による電源供給の一時的な停止中に前記風速計の出力を前記センシング信号として受け、前記風速計の出力が所定の基準値以下となったときに前記電源部に電源供給を再開させる、請求項1または2に記載のファン制御装置。
The fan is provided to facilitate heat exchange of the heat exchanger;
The fan and the heat exchanger are housed in a common housing,
The fan control device further includes an anemometer housed in the housing,
The control unit receives the output of the anemometer as the sensing signal during a temporary stop of power supply by the power supply unit, and when the output of the anemometer becomes a predetermined reference value or less, The fan control device according to claim 1, wherein the power supply is resumed.
交流モータによって駆動されるファンを制御するための方法であって、
前記交流モータへの電源供給を開始または再開してから設定された判定間隔が経過すると、前記交流モータへの電源供給を一時的に停止するステップと、
前記交流モータへの電源供給の一時的な停止中に、自然風の強さに応じて変化するセンシング信号を受け、前記センシング信号に基づいて前記交流モータへの電源供給を再開するか否かを判定するステップとを備える、ファン制御方法。
A method for controlling a fan driven by an AC motor,
Temporarily stopping power supply to the AC motor when a set determination interval has elapsed since starting or resuming power supply to the AC motor;
Whether or not to resume the power supply to the AC motor based on the sensing signal upon receiving a sensing signal that changes according to the strength of natural wind during the temporary stop of the power supply to the AC motor Determining a fan control method.
冷媒と室内の空気との熱交換を行なう室内熱交換器と、
前記冷媒と室外の空気との熱交換を行なう室外熱交換器と、
前記室内熱交換器および前記室外熱交換器の一方を通過した前記冷媒を圧縮して他方に供給する圧縮機と、
前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間の前記冷媒の経路に設けられた膨張弁と、
前記室外熱交換器の熱交換を促進するためのファンと、
前記ファンを駆動制御する請求項1〜7のいずれか1項に記載のファン制御装置とを備えた冷凍サイクルシステム。
An indoor heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and indoor air;
An outdoor heat exchanger for performing heat exchange between the refrigerant and outdoor air;
A compressor that compresses the refrigerant that has passed through one of the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger and supplies the compressed refrigerant to the other;
An expansion valve provided in the refrigerant path between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger;
A fan for promoting heat exchange of the outdoor heat exchanger;
A refrigeration cycle system comprising: the fan control device according to claim 1, wherein the fan is driven and controlled.
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