JP2016211789A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ制御の精度を向上させることができる換気装置を提供することを目的とする。【解決手段】部屋の空気が吸い込まれる吸込口を有する内部風路と、前記内部風路に設けられ前記吸込口から前記部屋の空気を吸い込み前記内部風路の空気に流れを発生させるファンと、前記ファンを駆動するモータであって、巻線を有する固定子と、磁石とトルクを外部に伝達する回転軸とを有する回転子と、を有するモータと、前記ファンの下流に設けられ前記部屋の空気を前記部屋の外部に排出する排出風路と、前記モータの運転を制御する制御装置であって、所定の状態で前記モータに電圧を供給したときに前記モータに流れる電流に応じて前記モータの回転数を補正する制御装置と、を備えたことを特徴とする換気装置が提供される。【選択図】図２

Description

本発明の態様は、一般的に、換気装置に関する。

一般的に、部屋の空気を入れ替える換気装置がある。部屋としては、例えば会議室、事務室、浴室、洗面室、およびトイレなどの種々の部屋が挙げられる。このような換気装置の例として、浴室の衣類を乾燥させ浴室の空気の少なくとも一部を入れ替える浴室衣類乾燥装置がある（特許文献１）。特許文献１に記載された浴室衣類乾燥装置は、ファンと、モータと、を備えている。ファンは、浴室の空気を吸い込み、吸い込まれた空気に流れを発生させる。モータは、ファンを駆動する。

ここで、ファンを備えた換気装置において、空気を入れ替えるときの風量を一定に保つ制御（風量一定制御）が実行されることがある。しかし、モータに関するばらつきが生ずると、モータの電力と、モータの回転数と、の間の関係が変化する。すると、部屋の外部に設置され部屋の外に空気を排出するダクトの圧損を正確に把握することができず、正確な風量一定制御を実行できないおそれがある。モータに関するばらつきを補正し、モータ制御の精度を向上させることが望まれている。

特開２０１３−２１０１６３号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、モータ制御の精度を向上させることができる換気装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、部屋の空気が吸い込まれる吸込口を有する内部風路と、前記内部風路に設けられ前記吸込口から前記部屋の空気を吸い込み前記内部風路の空気に流れを発生させるファンと、前記ファンを駆動するモータであって、巻線を有する固定子と、磁石とトルクを外部に伝達する回転軸とを有する回転子と、を有するモータと、前記ファンの下流に設けられ前記部屋の空気を前記部屋の外部に排出する排出風路と、前記モータの運転を制御する制御装置であって、所定の状態で前記モータに電圧を供給したときに前記モータに流れる電流に応じて前記モータの回転数を補正する制御装置と、を備えたことを特徴とする換気装置である。

この換気装置によれば、制御装置は、モータの巻線のばらつきに対する補正を行うことができる。そのため、モータに関するばらつきを補正し、モータ制御の精度を向上させることができる。

第２の発明は、部屋の空気が吸い込まれる吸込口を有する内部風路と、前記内部風路に設けられ前記吸込口から前記部屋の空気を吸い込み前記内部風路の空気に流れを発生させるファンと、前記ファンを駆動するモータであって、巻線を有する固定子と、磁石とトルクを外部に伝達する回転軸とを有する回転子と、を有するモータと、前記ファンの下流に設けられ前記部屋の空気を前記部屋の外部に排出する排出風路と、前記モータの運転を制御する制御装置であって、前記回転子に発生する誘起電圧が前記モータに供給される駆動電圧と等しくなったときの前記モータの回転数に応じて前記モータの回転数を補正する制御装置と、を備えたことを特徴とする換気装置である。

この換気装置によれば、制御装置は、モータの永久磁石の磁束による誘起電圧のばらつきに対する補正を行うことができる。そのため、モータに関するばらつきを補正し、モータ制御の精度を向上させることができる。

第３の発明は、第１または２の発明において、前記制御装置は、空気を入れ替えるときの風量を一定に保つ制御を実行することを特徴とする換気装置である。

この換気装置によれば、モータに関するばらつきを補正し、風量一定制御の精度を向上させることができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、浴室に設置されることを特徴とする換気装置である。

この換気装置によれば、制御装置は、換気装置が浴室に設置される前（例えば工場出荷前）において、モータの巻線のばらつきに対する補正およびモータの永久磁石の磁束による誘起電圧のばらつきに対する補正に少なくともいずれかを行うことができる。これにより、モータに関するばらつきを補正し、空気が浴室のダクトを通るときに生ずる圧力損失を正確に把握することができる。そのため、モータ制御の精度を向上させることができる。

本発明の態様によれば、モータ制御の精度を向上させることができる換気装置が提供される。

本発明の実施の形態にかかる換気装置が設置された部屋を表す模式的断面図である。 本実施形態にかかる換気装置の要部構成を表すブロック図である。 本実施形態にかかる換気装置の具体例を例示する模式的断面図である。 本実施形態にかかる換気装置の具体例を例示する模式的断面図である。 本実施形態の制御装置およびモータを表すブロック図である。 本実施形態のモータの電流波形の一例を例示するグラフ図である。 モータのロータの位置と、モータ電流と、の間の関係の一例を例示するグラフ図である。 本実施形態の巻線のばらつき補正を説明するフローチャート図である。 本実施形態の制御装置およびモータの他の例を表すブロック図である。 モータの回転数と、モータの誘起電圧と、の間の関係の一例を例示するグラフ図である。 本実施形態の永久磁石の磁束による誘起電圧のばらつき補正を説明するフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる換気装置が設置された部屋を表す模式的断面図である。
図２は、本実施形態にかかる換気装置の要部構成を表すブロック図である。
図２に表したブロック図では、風路系統の要部構成と電気系統の要部構成とが併せて表示されている。

図１に表したように、本実施形態にかかる換気装置１００は、部屋１０の天井１１などに設置され、部屋１０の内部の空気を入れ替えることができる。部屋１０としては、例えば会議室、事務室、浴室、洗面室、およびトイレなどの種々の部屋が挙げられる。本実施形態の説明では、部屋１０が浴室である場合を例に挙げる。部屋１０が浴室である場合には、本実施形態にかかる換気装置１００は、浴室換気装置などと呼ばれる。なお、換気装置１００の設置位置は、部屋１０の天井１１には限定されない。

図２に表したように、本実施形態にかかる換気装置１００は、制御装置１１０と、モータ１２０と、ファン１３０と、内部風路１４３と、排出風路１４５と、を備える。内部風路１４３は、吸込口１４１を有する。部屋１０の内部の空気は、吸込口１４１から吸い込まれる。

制御装置１１０は、商用電源を使用してモータ１２０の運転を制御する。制御装置１１０の詳細については、後述する。

モータ１２０は、ファン１３０を駆動する。具体的には、モータ１２０は、トルク（回転力）を発生し、モータ１２０のトルクがファン１３０に伝達されることでファン１３０を駆動する。モータ１２０は、固定子（ステータ）１２１と、回転子（ロータ）１２５と、を有する。例えば、固定子１２１は、コイル１２２を有する。コイル１２２には、導線（巻線）１２３が用いられている。例えば、回転子１２５は、永久磁石１２６と、トルクをモータ１２０の外部に伝達する回転軸１２７と、を有する。モータ１２０としては、例えばブラシレスモータが挙げられる。但し、本実施形態のモータ１２０は、ブラシレスモータには限定されない。

ファン１３０は、内部風路１４３に設けられている。ファン１３０は、吸込口１４１から空気を吸い込み、吸込口１４１から吸い込まれた内部風路１４３の空気に流れを発生させる。

内部風路１４３は、吸込口１４１とファン１３０との間を接続し、吸込口１４１から吸い込まれた空気をファン１３０へ導く。
排出風路１４５は、ファン１３０の下流に設けられ、部屋１０の内部の空気を部屋１０の外部に排出する。

図１に表した矢印Ａ１のように、本実施形態にかかる換気装置１００は、例えば部屋１０の図示しないドアのガラリなどと呼ばれる隙間から空気を吸い込み、吸込口１４１から内部風路１４３へ空気を吸い込む。そして、図１に表した矢印Ａ２のように、本実施形態にかかる換気装置１００は、吸込口１４１から吸い込まれた内部風路１４３の空気を部屋１０の外部へ排出する。

このように、本実施形態にかかる換気装置１００は、換気装置１００が設置された部屋１０の内部の空気だけではなく、部屋１０に隣接する部屋（例えば脱衣部屋や洗面台が設置された部屋など）の空気を矢印Ａ１のように吸い込み、矢印Ａ２のように部屋１０の外部へ排出することができる。部屋１０の外部に排出された空気は、部屋１０の外部に設置されたダクト１３を通り、例えば屋外へ排出される。

図３は、本実施形態にかかる換気装置の具体例を例示する模式的断面図である。
図４は、本実施形態にかかる換気装置の具体例を例示する模式的断面図である。
図３は、図４に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図である。

本具体例の換気装置１００は、筐体１０１と、制御装置１１０と、モータ１２０と、ファン１３０と、内部風路１４３と、排出風路１４５と、を備える。制御装置１１０と、モータ１２０と、ファン１３０と、内部風路１４３と、排出風路１４５と、は、筐体１０１の内部に設けられている。図３に表した矢印Ａ１１のように、吸込口１４１から吸い込まれた空気は、内部風路１４３を通り、ファン１３０により排出風路１４５へ導かれる。図４に表した矢印Ａ１２のように、排出風路１４５に導かれた空気は、排出風路１４５を通り、部屋１０の外部へ排出される。

図１および図２に戻って説明を続けると、前述したように、排出風路１４５を通って部屋１０の外部へ排出された空気は、部屋１０の外部に設置されたダクト１３を通り、例えば屋外へ排出される。空気がダクト１３を通るときには、圧力損失が生ずる。圧力損失は、ダクト１３の形状などにより変化する。そのため、空気がダクト１３を通るときに生ずる圧力損失は、換気装置１００が設置される部屋１０ごとに異なると考えられる。そのため、圧力損失は、換気装置１００が部屋１０に設置された後に測定されることが好ましい。そして、例えば、制御装置１１０は、測定された圧力損失に応じたテーブルを参照してモータ１２０の電力などを制御し、空気を入れ替えるときの風量を一定に保つ制御（風量一定制御）を実行する。

しかし、モータ１２０に関するばらつきが生ずると、モータ１２０の電力と、モータ１２０の回転数と、の間の関係が変化する。
ここで、本願明細書において「回転数」とは、モータの回転子が単位時間あたりに回転する回数をいい、回転速度と等価である。
モータ１２０の電力とモータ１２０の回転数との間の関係が変化すると、空気がダクト１３を通るときに生ずる圧力損失を正確に把握することができない場合がある。圧力損失を正確に把握することができないと、制御装置１１０は、本来参照すべきテーブルとは異なるテーブルを参照し、正確な風量一定制御を実行できないおそれがある。

これに対して、本実施形態の制御装置１１０は、現場（例えば部屋１０）に設置される前（例えば工場出荷前）において、所定の状態でモータ１２０に電圧を供給したときにモータ１２０に流れる電流（モータ電流）に応じて、モータ１２０の回転数を補正する（巻線１２３のばらつき補正）。
あるいは、本実施形態の制御装置１１０は、現場（例えば部屋１０）に設置される前（例えば工場出荷前）において、モータ１２０の回転子１２５に発生する誘起電圧（逆起電力）がモータ１２０に供給される駆動電圧と等しくなったときのモータ１２０の回転数（限界回転数）に応じて、モータ１２０の回転数を補正する（永久磁石１２６の磁束による誘起電圧のばらつき補正）。

本実施形態にかかる換気装置１００は、巻線１２３のばらつき補正および永久磁石１２６の磁束の誘起電圧のばらつき補正の少なくともいずれかを実行する。つまり、本実施形態にかかる換気装置１００は、巻線１２３のばらつき補正および永久磁石１２６の磁束による誘起電圧のばらつき補正の両方を実行してもよい。あるいは、本実施形態にかかる換気装置１００は、巻線１２３のばらつき補正だけを実行してもよい。あるいは、本実施形態にかかる換気装置１００は、永久磁石１２６の磁束による誘起電圧のばらつき補正だけを実行してもよい。

本実施形態によれば、制御装置１１０は、モータ１２０の巻線１２３のばらつきおよびモータ１２０の永久磁石１２６の磁束による誘起電圧のばらつきの少なくといずれかに対する補正を行うことができる。そのため、モータ１２０に関するばらつきを補正し、風量一定制御の精度を向上させることができる。

なお、制御装置１１０は、測定された圧力損失に応じたテーブルを参照することには限定されず、例えば測定された圧力損失に応じた式に基づいて風量一定制御を実行してもよい。

次に、巻線のばらつき補正および永久磁石の磁束による誘起電圧のばらつき補正について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態の巻線のばらつき補正について、図面を参照しつつ説明する。

図５は、本実施形態の制御装置およびモータを表すブロック図である。
図６は、本実施形態のモータの電流波形の一例を例示するグラフ図である。
図６に表したグラフ図の横軸は、時間（任意単位：ａ．ｕ．）を表す。図６に表したグラフ図の縦軸は、モータに流れる電流（任意単位：ａ．ｕ．）を表す。

図５に表したように、本実施形態の制御装置１１０は、インバータ制御部１１１と、モータ駆動部１１３と、電流検出回路１１５と、を有する。

インバータ制御部１１１は、電源の周波数の制御と、電圧の制御と、を行う。インバータ制御部１１１は、例えば矩形波などを出力する。インバータ制御部１１１が制御する電源の周波数は、例えば約数キロヘルツから数十キロヘルツ（ｋＨｚ）程度である。また、インバータ制御部１１１は、風量一定制御を実行したり、巻線１２３のばらつき補正および永久磁石１２６の磁束による誘起電圧のばらつき補正を行う。

モータ駆動部１１３は、モータ１２０のコイル１２２の巻線１２３に流れる電流の方向を切り替える（転流を行う）電子回路を有する。モータ駆動部１１３の電子回路は、例えば６個のスイッチング素子を有し、インバータの駆動電圧ＶＤＤによりモータ１２０を駆動する。但し、モータ駆動部１１３の電子回路が有するスイッチング素子の数は、６個には限定されない。

電流検出回路１１５は、モータ１２０に流れる電流を検出する。電流検出回路１１５は、検出したモータ１２０の電流をインバータ制御部１１１へ出力する。

インバータ制御部１１１は、巻線１２３のばらつき補正を実行する場合には、モータ駆動部１１３の各パワー素子を制御し、モータ１２０が回転しない程度の短い時間だけ電圧をモータ１２０に供給する。このとき、インバータ制御部１１１が出力する矩形波の周波数は、例えば約数百ｋＨｚから数メガヘルツ（ＭＨｚ）程度である。つまり、「モータ１２０が回転しない程度の短い時間」とは、例えば、数百ナノ（ｎ）から数マイクロ（μ）秒間程度である。

図１および図２に関して前述した「所定の状態」とは、モータ１２０が回転しない状態に相当する。

ここで、モータ１２０が回転しない程度の短い時間について、図面を参照しつつさらに説明する。
図７は、モータのロータの位置と、モータ電流と、の間の関係の一例を例示するグラフ図である。
図７に表したグラフ図の横軸は、時間（ａ．ｕ．）を表す。図７に表したグラフ図の縦軸は、モータ１２０に流れる電流（ａ．ｕ．）を表す。
モータ１２０に流れる電流は、コイル１２２と、永久磁石１２６と、の間の相対的な位置に応じて変化する。
図７（ａ）は、例えば、Ｕ相の上側のコイルおよびＶ相の下側のコイルに電圧を供給した場合にモータ１２０に流れる電流の波形を表す。
図７（ｂ）は、例えば、Ｕ相の上側のコイルおよびＷ相の下側のコイルに電圧を供給した場合にモータ１２０に流れる電流の波形を表す。
図７（ｃ）は、例えば、Ｖ相の上側のコイルおよびＷ相の下側のコイルに電圧を供給した場合にモータ１２０に流れる電流の波形を表す。
図７（ｄ）は、例えば、Ｖ相の上側のコイルおよびＵ相の下側のコイルに電圧を供給した場合にモータ１２０に流れる電流の波形を表す。
図７（ｅ）は、例えば、Ｗ相の上側のコイルおよびＵ相の下側のコイルに電圧を供給した場合にモータ１２０に流れる電流の波形を表す。
図７（ｆ）は、例えば、Ｗ相の上側のコイルおよびＶ相の下側のコイルに電圧を供給した場合にモータ１２０に流れる電流の波形を表す。

図７（ａ）〜図７（ｆ）に表したように、モータ１２０に流れる電流は、コイル１２２と、永久磁石１２６と、の間の相対的な位置に応じて変化する。そのため、本実施形態において巻線１２３のばらつき補正を行う場合には、基準のモータの回転子１２５の位置を固定する必要がある。

図５および図６に戻って説明すると、電流検出回路１１５は、モータ１２０が回転しない程度の短い時間（図６に表した時間Ｔ１）だけ電圧がモータ１２０に供給されたときのモータ電流を検出する。電流検出回路１１５が検出するモータ電流の波形は、モータ１２０の時定数に基づいて決まる。モータ１２０の時定数は、モータ１２０のコイル１２２のインダクタンスと、モータ１２０のコイル１２２の電気抵抗と、に基づいて決まる。

そこで、図６に表したように、インバータ制御部１１１は、時間Ｔ１においてモータ１２０（検出対象モータ）に流れる電流と、時間Ｔ１において基準モータに流れる電流と、の間の差分Ｄ１に基づいてモータ１２０の巻線１２３の補正を実行する。図６において、「基準モータ」とは、予め、時間Ｔ１において流れる電流のデータが取得されているモータをいう。

具体的には、インバータ制御部１１１は、差分Ｄ１と、制御パラメータ（補正パラメータ）と、の間の関係を表すテーブルおよび式の少なくともいずれかを保存している。つまり、複数のモータ１２０を予め調べておくことで、インバータ制御部１１１は、差分Ｄ１に基づいて設定すべき補正パラメータを表すテーブルおよび式の少なくともいずれかを保存している。インバータ制御部１１１は、保存されたテーブルおよび式の少なくともいずれかを用い、差分Ｄ１に基づいて補正パラメータを設定する。

より具体的には、インバータ制御部１１１は、モータ１２０に供給する電力および電圧の少なくともいずれかを差分Ｄ１に基づいて補正し、モータ１２０の回転数を変化させる。言い換えれば、モータ１２０の回転数が所定の回転数となるように、インバータ制御部１１１は、モータ１２０に供給する電力および電圧の少なくともいずれかを差分Ｄ１に基づいて補正する。

その後に、インバータ制御部１１１は、補正後のモータ１２０の電力と、モータ１２０の回転数と、の間の関係に基づいて風量一定制御を実行する。
なお、図５〜図７に関して説明した巻線１２３のばらつき補正は、換気装置１００が部屋１０に設置される前（例えば工場出荷前）に行われる。そして、換気装置１００が部屋１０に設置された後であって換気装置１００の動作が開始される前に、空気がダクト１３（図１参照）を通るときに生ずる圧力損失が測定される。

本実施形態によれば、制御装置１１０は、換気装置１００が現場に設置される前（例えば工場出荷前）においてモータ１２０の巻線１２３のばらつき補正を行い、制御プログラムの設定電力を書き換える。これにより、工場出荷前の検査工程の簡易化を図ることができる。

本実施形態の巻線のばらつき補正について、図面を参照しつつさらに説明する。
図８は、本実施形態の巻線のばらつき補正を説明するフローチャート図である。

まず、換気装置１００の電源を投入する（ステップＳ１０１）。続いて、インバータ制御部１１１は、ばらつき補正モード（検査モード）を実行するか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ばらつき補正モードを実行しない場合には（ステップＳ１０３：ｎｏ）、インバータ制御部１１１は、通常モードを実行し、モータ１２０を停止して待機する（ステップＳ１１３）。

一方で、ばらつき補正モードを実行する場合には（ステップＳ１０３：ｙｅｓ）、インバータ制御部１１１は、モータ１２０の初期の位置決めを行う（ステップＳ１０５）。つまり、インバータ制御部１１１は、決められた通電相でモータ１２０を固定させる。具体的には、インバータ制御部１１１は、所定の位相のコイル１２２に電圧を供給し、その所定の位相のコイル１２２に電流を流す。すると、その所定の位相のコイル１２２に磁界が発生し、ロータ１２５がその所定の位相に応じた位置に固定される。これにより、モータ１２０の初期の位置決めが行われる。

続いて、インバータ制御部１１１は、モータ１２０を高周波でインバータ駆動する（ステップＳ１０７）。つまり、インバータ制御部１１１は、モータ１２０が回転しない程度の周波数を有する矩形波を出力する。図５および図６に関して前述したように、このときの周波数は、例えば約数百ｋＨｚから数ＭＨｚ程度である。
続いて、電流検出回路１１５は、モータ電流を検出する（ステップＳ１０７）。例えば、電流検出回路１１５は、高周波のインバータ駆動が開始されてから時間Ｔ１が経過した後のモータ電流を検出する（図７（ｆ）参照）。

続いて、インバータ制御部１１１は、データが予め取得された基準モータに流れる電流と、検出対象のモータ１２０に流れる電流と、を比較し、ばらつき値を推定する（ステップＳ１０９）。例えば、インバータ制御部１１１は、時間Ｔ１においてモータ１２０（検出対象モータ）に流れる電流と、時間Ｔ１において基準モータに流れる電流と、の間の差分Ｄ１に基づいて補正パラメータを設定する。
続いて、インバータ制御部１１１は、ばらつき補正のデータを風量一定制御に入力する（ステップＳ１０９）。例えば、インバータ制御部１１１は、差分Ｄ１に基づいて設定した補正パラメータを風量一定制御に入力する。

続いて、インバータ制御部１１１は、ばらつき補正モード（検査モード）を終了する（ステップＳ１１１）。
続いて、インバータ制御部１１１は、通常モードを実行し、モータ１２０を停止して待機する（ステップＳ１１３）。

次に、本実施形態の永久磁石の磁束による誘起電圧のばらつき補正について、図面を参照しつつ説明する。
図９は、本実施形態の制御装置およびモータの他の例を表すブロック図である。
図１０は、モータの回転数と、モータの誘起電圧と、の間の関係の一例を例示するグラフ図である。
図１０に表したグラフ図の横軸は、モータの回転数（ａ．ｕ．）を表す。図１０に表したグラフ図の縦軸は、モータに発生する誘起電圧（ａ．ｕ．）を表す。

図９に表した例では、ホール素子１２９がモータ１２０の内部あるいはモータ１２０の周りに設けられている。ホール素子１２９は、モータ１２０の回転子１２５の回転位置を検出し回転数検知部１１７へ出力する。図９に表した例では、３つのホール素子１２９が設けられている。但し、ホール素子１２９の数は、３つには限定されず、モータ１２０の相数に応じて適宜設定される。

図９に表した例では、制御装置１１０ａは、インバータ制御部１１１と、モータ駆動部１１３と、回転数検知部１１７と、を有する。回転数検知部１１７は、ホール素子１２９から出力されたデータに基づいてモータ１２０の回転数を検知する。インバータ制御部１１１と、モータ駆動部１１３と、は、図５に関して前述した通りである。

図１０に表したように、モータ１２０の回転数が増加すると、誘起電圧は、モータ１２０の回転数に比例して増加する。そして、誘起電圧がモータ１２０の駆動電圧ＶＤＤと略同じになると、電流がモータ１２０に流れなくなる。そのため、モータ１２０の回転数は、誘起電圧が駆動電圧ＶＤＤと略同じであるときのモータ１２０の回転数よりも高くはならない。つまり、誘起電圧が駆動電圧ＶＤＤと略同じであるときのモータ１２０の回転数は、限界回転数（最高回転数）となる。

一般的に、誘導起電力は、導体が磁界を横切るときの速度と、磁界の強さと、に比例する。そのため、誘起電圧は、モータの回転子１２５の回転数と、モータの磁石の磁束密度と、に比例する。

これにより、図１０に表したように、本実施形態のモータ１２０の永久磁石１２６の磁束密度にばらつきが生ずると、モータ１２０の回転数と、モータ１２０に発生する誘起電圧と、の間の比例関係が変化する。つまり、本実施形態のモータ１２０の永久磁石１２６の磁束密度にばらつきが生ずると、モータ１２０の限界回転数にばらつきが生ずる。

そこで、インバータ制御部１１１は、モータ１２０の限界回転数に基づいて誘起電圧のばらつき（永久磁石１２６の磁束密度のばらつき）を推測し、モータ１２０の永久磁石１２６のばらつき補正を実行する。

具体的には、インバータ制御部１１１は、モータ駆動部１１３の各パワー素子を制御し、モータ１２０の回転数が増加しなくなるまでモータ１２０を回転数を増加させる。回転数検知部１１７は、モータ１２０の回転数が増加しなくなったときの回転数（限界回転数）を検知しインバータ制御部１１１へ出力する。図１０に表したように、インバータ制御部１１１は、モータ１２０の限界回転数と、基準モータの限界回転数と、の間の差分Ｄ２に基づいてモータ１２０の永久磁石１２６の磁束による誘起電圧のばらつき補正を実行する。

図１０において、「基準モータ」とは、予め、モータの回転数と、モータに発生する誘起電圧と、の間の比例関係のデータが取得されているモータをいう。
図６に関して前述した基準モータは、図１０に関して説明した基準モータと同じであってもよい。つまり、基準モータは、時間Ｔ１において流れる電流のデータと、モータの回転数とモータに発生する誘起電圧との間の比例関係のデータと、が取得されているモータであってもよい。

インバータ制御部１１１は、差分Ｄ２と、制御パラメータ（補正パラメータ）と、の間の関係を表すテーブルおよび式の少なくともいずれかを保存している。つまり、複数のモータ１２０を予め調べておくことで、インバータ制御部１１１は、差分Ｄ２に基づいて設定すべき補正パラメータを表すテーブルおよび式の少なくともいずれかを保存している。インバータ制御部１１１は、保存されたテーブルおよび式の少なくともいずれかを用い、差分Ｄ２に基づいて補正パラメータを設定する。

より具体的には、インバータ制御部１１１は、モータ１２０に供給する電力および電圧の少なくともいずれかを差分Ｄ２に基づいて補正し、モータ１２０の回転数を変化させる。言い換えれば、モータ１２０の回転数が所定の回転数となるように、インバータ制御部１１１は、モータ１２０に供給する電力および電圧の少なくともいずれかを差分Ｄ２に基づいて補正する。

その後に、インバータ制御部１１１は、補正後のモータ１２０の電力と、モータ１２０の回転数と、の間の関係に基づいて風量一定制御を実行する。
図５および図６に関して前述したように、空気がダクト１３（図１参照）を通るときに生ずる圧力損失は、換気装置１００が部屋１０に設置された後であって換気装置１００の動作が開始される前に測定される。

本実施形態によれば、制御装置１１０は、換気装置１００が現場に設置される前（例えば工場出荷前）においてモータ１２０の永久磁石１２６の磁束による誘起電圧のばらつき補正を行い、制御プログラムの設定電力を書き換える。これにより、工場出荷前の検査工程の簡易化を図ることができる。

本実施形態の永久磁石のばらつき補正について、図面を参照しつつさらに説明する。
図１１は、本実施形態の永久磁石の磁束による誘起電圧のばらつき補正を説明するフローチャート図である。

まず、換気装置１００の電源を投入する（ステップＳ１５１）。続いて、インバータ制御部１１１は、ばらつき補正モード（検査モード）を実行するか否かを判断する（ステップＳ１５３）。ばらつき補正モードを実行しない場合には（ステップＳ１５３：ｎｏ）、インバータ制御部１１１は、通常モードを実行し、モータ１２０を停止して待機する（ステップＳ１６３）。

一方で、ばらつき補正モードを実行する場合には（ステップＳ１５３：ｙｅｓ）、インバータ制御部１１１は、モータ１２０の回転数を任意の回転数ｒ１まで増加（上昇）させる（ステップＳ１５５）。回転数ｒ１は、モータ１２０の永久磁石１２６の磁束密度のばらつきを考慮した上で予め決定された回転数であって、複数のモータ１２０のそれぞれが必ず回転することができる最高の回転数の範囲のうちで最小の回転数である。

続いて、インバータ制御部１１１は、モータ１２０の回転数を回転数Δｒだけ増加させる（ステップＳ１５７）。回転数Δｒは、回転数ｒ１よりも少ない。
続いて、インバータ制御部１１１は、モータ１２０が停止したか否かを判断する（ステップＳ１５９）。モータ１２０が停止していない場合には（ステップＳ１５９：ｎｏ）、インバータ制御部１１１は、モータ１２０の回転数を回転数Δｒだけ増加させる（ステップＳ１５７）。つまり、インバータ制御部１１１は、モータ１２０が停止していない場合には（ステップＳ１５９：ｎｏ）、モータ１２０の回転数を回転数ｒ１よりも少ない回転数Δｒだけ徐々に増加させていく（ステップＳ１５７およびステップＳ１５９）。

一方で、モータ１２０が停止していた場合には（ステップＳ１５９：ｙｅｓ）、インバータ制御部１１１は、モータ１２０が停止したときの回転数ｒ２（限界回転数）と、データが予め取得された基準モータが停止したときの回転数ｒｂ（限界回転数）と、を比較し、ばらつき補正値を推定する（ステップＳ１６１）。例えば、インバータ制御部１１１は、モータ１２０が停止したときの回転数ｒ２（限界回転数）と、データが予め取得された基準モータが停止したときの回転数ｒｂ（限界回転数）と、の間の差分（Ｄ２：図１０参照）に基づいて補正パラメータを設定する。
続いて、インバータ制御部１１１は、ばらつき補正のデータを風量一定制御に入力する（ステップＳ１６１）。例えば、インバータ制御部１１１は、差分Ｄ２に基づいて設定した補正パラメータを風量一定制御に入力する。

続いて、インバータ制御部１１１は、通常モードを実行し、モータ１２０を停止して待機する（ステップＳ１６３）。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、換気装置１００および制御装置１１０、１１０ａなどが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやモータ１２０およびファン１３０の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０ 部屋、 １１ 天井、 １３ ダクト、 １００ 換気装置、 １０１ 筐体、 １１０、１１０ａ 制御装置、 １１１ インバータ制御部、 １１３ モータ駆動部、 １１５ 電流検出回路、 １１７ 回転数検知部、 １２０ モータ、 １２１ 固定子、 １２２ コイル、 １２３ 巻線、 １２５ 回転子、 １２６ 永久磁石、 １２７ 回転軸、 １２９ ホール素子、 １３０ ファン、 １４１ 吸込口、 １４３ 内部風路、 １４５ 排出風路

Claims (4)

1. 部屋の空気が吸い込まれる吸込口を有する内部風路と、
   前記内部風路に設けられ前記吸込口から前記部屋の空気を吸い込み前記内部風路の空気に流れを発生させるファンと、
   前記ファンを駆動するモータであって、
   巻線を有する固定子と、
   磁石とトルクを外部に伝達する回転軸とを有する回転子と、
   を有するモータと、
   前記ファンの下流に設けられ前記部屋の空気を前記部屋の外部に排出する排出風路と、
   前記モータの運転を制御する制御装置であって、所定の状態で前記モータに電圧を供給したときに前記モータに流れる電流に応じて前記モータの回転数を補正する制御装置と、
   を備えたことを特徴とする換気装置。
2. 部屋の空気が吸い込まれる吸込口を有する内部風路と、
   前記内部風路に設けられ前記吸込口から前記部屋の空気を吸い込み前記内部風路の空気に流れを発生させるファンと、
   前記ファンを駆動するモータであって、
   巻線を有する固定子と、
   磁石とトルクを外部に伝達する回転軸とを有する回転子と、
   を有するモータと、
   前記ファンの下流に設けられ前記部屋の空気を前記部屋の外部に排出する排出風路と、
   前記モータの運転を制御する制御装置であって、前記回転子に発生する誘起電圧が前記モータに供給される駆動電圧と等しくなったときの前記モータの回転数に応じて前記モータの回転数を補正する制御装置と、
   を備えたことを特徴とする換気装置。
3. 前記制御装置は、空気を入れ替えるときの風量を一定に保つ制御を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。
4. 浴室に設置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の換気装置。

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