JP2012200115A - 電動機およびそれを搭載した電気機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁石回転子3の磁極部3aをポリアミド6樹脂にて形成することで、同一分子長においてアミド基が多いために、アミド基と水素結合する水分子が、さらに湿度が高い領域では周囲の水分子を引きつけ、水分子−水分子の水素結合を形成して膨潤するため、磁石回転子3の磁極部3aの外径は大きくなり、エアーギャップ18は小さくなることとなり、駆動コイル2に誘起される誘起電圧は高くなり、駆動コイル2に供給する電流が同一であれば、誘起電圧が高くなった分、軸トルクは高くなる電動機とすることができるので、常湿時に対して高湿時には換気風量が増加する風量−静圧特性が得られる。
【選択図】図1
Description
図1〜図6に示すように、10は電動機11を搭載した遠心型送風機10aを内蔵した送風装置で、外部電源に接続されている。1は送風装置10を内蔵した換気装置である。送風装置10によって吸い込まれた、煙草の煙や調理等で発生し、汚れた室内空気は換気装置1の吐出口、ダクト23を介して建物の壁を貫通して屋外に排出される。電動機11の磁石回転子3の磁極部3aはアミド基1個当たりのメチレン基数の少ないポリアミド6樹脂を主バインダとし、ブチルベンゼンスルホンアミドなどのエラストマ成分を補助バインダとするプラスチックマグネットを射出成形時に極配向させて形成している。そして、磁石回転子3と駆動コイル2を巻装した固定子19との間にエアーギャップ18を形成している。電動機11の外被は、炭酸カルシウムや水酸化アルミニウムやワラストナイトなどの充填材とガラス繊維を含有する不飽和ポリエステル等の樹脂でモールドされている。このモールド樹脂体には、磁石回転子3の磁極位置と磁束密度分布を検知する磁極位置検出手段となるホール素子4と、インバータ回路6と、駆動ロジック制御手段5と、PWM制御手段12と、電流波形制御手段7を内蔵している。インバータ回路6は、上段側スイッチング素子Q1、Q3、Q5と下段側スイッチング素子Q2、Q4、Q6をブリッジ接続したものである。駆動ロジック制御手段5は、ホール素子4の出力に基づいて供給される外部電源である直流電圧を駆動コイル2に印加し、所定の方向と順序で順次全波通電となるようスイッチング素子Q1〜Q6のON/OFFを制御する。PWM制御手段12は、下段側スイッチング素子Q2、Q4、Q6をPWM制御する。電流波形制御手段7は、駆動コイル2の各相電流波形がホール素子4の出力波形に略相似形になるように、下段側スイッチング素子Q2、Q4、Q6のON/OFFデューティを調整する。ここで、磁石回転子3の磁極部3aは極異方性磁石となっているため、駆動コイル2に誘起される誘起電圧は略正弦波状の波形となり、ホール素子4の検出波形も略正弦波状の波形となる。そして、電流波形制御手段7は駆動コイル2の各相電流波形が略正弦波状になるよう制御するので、インバータ回路6に供給される電流には非通電区間がなく、電流波形には急峻な変化が無くなるとともにリプルの発生が抑制されることとなる。そして、電動機11の外部には、インバータ回路6に供給される電流を検知する電流検出手段15と、PWM制御手段12のON/OFFデューティを指示するデューティ指示電圧生成手段14と、インバータ回路6に供給される基準電流値を設定する基準電流値指示手段16と、供給電流値制御手段17と、送風装置10の複数の運転風量を指示する風量指示手段20と、基準電流値指示変更手段21と、相関関係変更手段22とを設けている。デューティ指示電圧生成手段14は、外部電源より供給される直流電圧を減圧してPWM制御手段12のON/OFFデューティを指示する。基準電流値指示手段16は、デューティ指示電圧生成手段14にて生成した直流電圧の所定電圧時にインバータ回路6に供給される基準電流値を設定する。供給電流値制御手段17は、電流検出手段15にて検出するインバータ回路6に供給される平均電流値が電流値指示手段9にて指示された電流値と同等になるように、デューティ指示電圧生成手段14を制御することにより、PWM制御手段12のON/OFFデューティを可変しながらフィードバック制御する。相関関係指示手段13は、デューティ指示電圧生成手段14の出力電圧−電流特性が図3に示すような特性になるように、出力電圧の変化をフィードバックして、デューティ指示電圧生成手段14の出力する電圧値の大きさに応じて、インバータ回路6に供給する電流を基準電流値に対して線形変化(比例)させて電流値指示手段9に指示する。この時、インバータ回路6の耐圧とキックバック電圧を考慮した上でON/OFFデューティに上限を設け、電流を制御することなくON/OFFデューティ一定で運転する区間を設けている。相関関係指示手段13は接続する抵抗R1の抵抗値の大きさにより、基準電流値指示手段16にて指示された基準電流値に対して変化させる変化量を決定する。基準電流値指示手段16は接続する抵抗R2の抵抗値の大きさによって、デューティ指示電圧生成手段14にて生成した直流電圧の所定電圧時にインバータ回路6に供給される基準電流値を決定する。風量指示手段20はトルク特性変更手段24を制御することによって、基準電流値指示変更手段21により、基準電流値指示手段16に接続する抵抗R2の抵抗値を変更するとともに、相関関係変更手段22により、相関関係指示手段13に接続する抵抗R1の抵抗値を変更する構成である。
図7に示すように、25は商用交流電源を接続する交流電源接続手段で、強出力接続端子25a、弱出力接続端子25b、共通接続端子25cより成り、実施の形態1と同一部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。26は外部スイッチで、強出力接続端子25aまたは弱出力接続端子25bのどちらかに接続する構成で、入力された商用交流電源は整流手段27および平滑手段28にて整流平滑され、降圧型のチョッパ回路にて形成した直流電圧変換手段8にて生成された所定の直流電圧はインバータ回路6に印加される。29は風量指示手段であって、外部スイッチ26が強出力接続端子25aまたは弱出力接続端子25bのどちらに接続されているのかを検知し、トルク特性変更手段24が風量指示手段29の出力信号を受けて、基準電流値指示変更手段21と、相関関係変更手段22へ信号を送る。その他の送風装置10を構成する電動機11、インバータ回路6、駆動ロジック制御手段5、電流検出手段15、基準電流値指示手段16、相関関係指示手段13などの構成は実施の形態1と同じである。
2 駆動コイル
3 磁石回転子
3a 磁極部
4 ホール素子
5 駆動ロジック制御手段
6 インバータ回路
7 電流波形制御手段
8 直流電圧変換手段
9 電流値指示手段
10 送風装置
10a 遠心型送風機
11 電動機
12 PWM制御手段
13 相関関係指示手段
14 デューティ指示電圧生成手段
15 電流検出手段
16 基準電流値指示手段
17 供給電流値制御手段
18 エアーギャップ
19 固定子
20 風量指示手段
21 基準電流値指示変更手段
22 相関関係変更手段
23 ダクト
24 トルク特性変更手段
25 交流電源接続手段
25a 強出力接続端子
25b 弱出力接続端子
25c 共通接続端子
26 外部スイッチ
27 整流手段
28 平滑手段
29 風量指示手段
Q1 上段側スイッチング素子
Q2 下段側スイッチング素子
Q3 上段側スイッチング素子
Q4 下段側スイッチング素子
Q5 上段側スイッチング素子
Q6 下段側スイッチング素子
Claims (6)
- 駆動コイルを巻装した固定子にエアーギャップを介して回転自在に配置された磁石回転子にて構成され、この磁石回転子の磁極部を水素結合により膨潤するプラスチックマグネットにて形成させ、インバータ回路は上段と下段からなり、それぞれ複数のスイッチング素子でブリッジ接続され、このインバータ回路に印加される直流電圧を前記スイッチング素子の上段または下段をPWM制御するとともに、前記駆動コイルに所定の方向と順序で順次全波通電するための駆動ロジック制御手段と、前記スイッチング素子をPWM制御する時のON/OFFデューティを指示する指示電圧とするデューティ指示電圧生成手段と、このデューティ指示電圧生成手段の出力を変更することにより前記スイッチング素子のPWM制御のON/OFFデューティを可変して前記インバータ回路に供給する平均電流を前記略一定に制御する供給電流値制御手段と、この供給電流値制御手段によって略一定に制御する平均電流値を指示する電流値指示手段と、この電流値指示手段には前記デューティ指示電圧生成手段にて生成した直流電圧の電圧値に応じて、前記電流値指示手段によって指示する平均電流値との相関関係を指示する相関関係指示手段を配し、この相関関係指示手段は前記基準電流値指示手段にて指示された基準電流値に対して線形あるいは非線形的に変化させて前記電流値指示手段によって指示する平均電流値を決定し、前記磁石回転子の前記磁石は基準湿度よりも高湿になることで、吸湿によって膨潤することにより、前記エアーギャップが小さくなることを特徴とする電動機。
- 複数のトルク特性を指示するとともに、前記基準電流値指示変更手段を制御するトルク特性変更手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の電動機。
- 前記トルク特性変更手段は、前記相関関係変更手段を制御することを特徴とする請求項2記載の電動機。
- 交流電源を接続する交流電源接続手段を複数設け、この交流電源接続手段への接続箇所に応じて、前記トルク特性変更手段によってトルク特性を変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電動機。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の電動機を搭載した電気機器。
- 請求項5記載の電気機器は換気装置、除湿機、加湿機、空気調和機、給湯機、ファンフィルタユニット、冷却ユニットのいずれかであることを特徴とする電気機器。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2012200115A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016042729A1 (ja) * | 2014-09-16 | 2016-03-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 天井扇 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0715898A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-17 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | モータ |
JP2006149048A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 交流電源直結型ブラシレスdcモータおよびそれを搭載した電気機器 |
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2011
- 2011-03-23 JP JP2011063828A patent/JP2012200115A/ja active Pending
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JPWO2016042729A1 (ja) * | 2014-09-16 | 2017-06-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 天井扇 |
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