JP2020191757A - 駆動制御装置、及びモータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの風量−静圧特性を表す曲線の形が所望の形と一致するようなファンの構成を明確にし、ファンの汎用性を向上させる駆動制御装置，及びモータ装置を提供する。【解決手段】ファンを回転させるモータＭを制御する駆動制御装置１で、予め決められた条件が満たされている場合、前記モータの回転数指令Ｓ３により指示される回転数によって所定値を除して得られる値に応じて決まる第１閾値を超えないように、前記モータのトルクを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動制御装置、及びモータ装置に関する。

冷凍ショーケース、冷蔵庫等において、冷却させるため、又は空気を強制的に循環させるためのファンを回転させるモータについての研究、開発が行われている。

このようなモータの駆動を制御する駆動制御装置として、例えば、モータの回転数をユーザが所望する回転数に近づけるフィードバック制御によってモータの駆動を制御する駆動制御装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１５−０４２１２０号公報

ここで、モータが回転させるファンの送風特性は、ファンの風量−静圧特性によって表されることが知られている。ファンの風量−静圧特性図においてファンの風量−静圧特性を表す曲線の形は、ファンの構成に応じて一意に決まる。なお、ファンの構成は、ファンの形状、ファンの大きさ、ファンの個数等のことである。このため、ある通風抵抗を有する機器に、ある風量−静圧特性を有するファンを設置する場合、当該ファンの動作点は、一意に決まる。

一方、通風抵抗が互いに異なる複数の機器のそれぞれに対して、ある構成のファンを汎用的に使用したい場合、ファンの風量−静圧特性を表す曲線の形が、所望の風量範囲内において所望の形となっていることが求められる。換言すると、ファンの汎用性を向上させたい場合、ファンの風量−静圧特性を表す曲線の形が、所望の風量範囲内において所望の形となっていることが求められる。しかしながら、ファンの風量−静圧特性を表す曲線の形が所望の形と一致するようなファンの構成を見つけることは、手間と時間が掛かる。その結果、当該構成を見つけることは、ファンの製造コストを増大させてしまう場合がある。

本発明は、ファンの汎用性を向上させることができる駆動制御装置、及びモータ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、ファンを回転させるモータを制御する駆動制御装置であって、予め決められた条件が満たされている場合、前記モータの回転数指令により指示される回転数によって所定値を除して得られる値に応じて決まる第１閾値を超えないように、前記モータのトルクを制御する、駆動制御装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、前記モータと、上記に記載の駆動制御装置と、を備えるモータ装置が提供される。

本発明の一つの態様によれば、ファンの汎用性を向上させることができる駆動制御装置、及びモータ装置を提供することできる。

図１は、実施形態に係る駆動制御装置１の構成の一例を示す図である。 図２は、駆動制御装置１が第２制御を行わない場合におけるファンＦの風量−静圧特性図の一例を示す図である。 図３は、駆動制御装置１が第２制御を行う処理の流れの一例を示す図である。 図４は、駆動制御装置１が第２制御を行う場合におけるファンＦの風量−静圧特性図の一例を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜駆動制御装置の構成＞
まず、図１を参照し、実施形態に係る駆動制御装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る駆動制御装置１の構成の一例を示す図である。

駆動制御装置１は、モータＭの駆動を制御する。

モータＭは、冷凍ショーケース、冷蔵庫等において、冷却させるため、又は空気を強制的に循環させるための図示しないファンＦを回転させるモータである。

モータＭは、例えば、３層のブラシレスＤＣ（Direct Current）モータである。モータＭは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の固定子巻線を有する。各相の固定子巻線に駆動電流が供給された場合、モータＭでは、固定子と回転子との間にトルクが発生し、回転子が回転駆動する。なお、モータＭは、単相モータ、ブラシ付きモータ等の他のモータであってもよい。

ファンＦは、１重の軸流ファン、２重反転ファン、遠心ファン等である。ファンＦの構成は、如何なる構成であってもよい。なお、ファンＦの構成は、ファンＦの形状、大きさ、個数等のことである。

ここで、モータＭが回転させるファンＦの送風特性は、ファンＦの風量−静圧特性によって表される。ファンＦの風量−静圧特性図においてファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形は、ファンＦの構成に応じて一意に決まる。なお、ファンＦの構成は、ファンＦの形状、ファンＦの大きさ、ファンＦの個数等のことである。このため、ある通風抵抗を有する機器に、ファンＦを設置する場合、ファンＦの動作点は、一意に決まる。何故なら、ファンＦの動作点は、ファンＦの風量−静圧特性図におけるファンＦの風量−静圧特性を表す曲線と当該機器の通風抵抗を表す曲線との交点によって表されるからである。

一方、通風抵抗が互いに異なる複数の機器のそれぞれに対して、ファンＦを汎用的に使いたい場合、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形が、所望の風量範囲内において所望の形となっていることが求められる。換言すると、ファンＦの汎用性を向上させたい場合、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形が、所望の風量範囲内において所望の形となっていることが求められる。しかしながら、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形が所望の形と一致するようなファンＦの構成を見つけることは、手間と時間が掛かる。その結果、当該構成を見つけることは、ファンＦの製造コストを増大させてしまう場合がある。

そこで、駆動制御装置１は、モータＭの駆動を制御することにより、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形を変化させる。具体的には、駆動制御装置１は、予め決められた条件が満たされている場合、モータＭの回転数指令により指示される回転数によって所定値を除して得られる値に応じて決まる第１閾値を超えないように、モータＭのトルクを制御する。また、予め決められた条件は、ファンＦの風量−静圧特性図における風量範囲を指定する条件であれば、如何なる条件であってもよい。すなわち、駆動制御装置１は、予め決められた条件によって指定される当該風量範囲において、前述の第１閾値を算出し、算出した第１閾値を超えないようにモータＭのトルクを制御する。これにより、駆動制御装置１は、当該風量範囲内においてファンＦの風量−静圧特性を変化させることができる。その結果、駆動制御装置１は、ファンＦの汎用性を向上させることができる。

図１に示した例では、駆動制御装置１は、電源回路２と、入力装置３と、コントローラ４と、ドライバ５と、パワーモジュール６と、回転数検出部７Ａ〜７Ｃを備える。なお、駆動制御装置１は、これらに加えて、他の回路、他の装置等を備える構成であってもよい。また、駆動制御装置１は、電源回路２を備えない構成であってもよい。この場合、駆動制御装置１には、電源回路２と同様の機能を有する外付けの電源回路が接続される。また、駆動制御装置１は、入力装置３を備えない構成であってもよい。この場合、駆動制御装置１には、入力装置３と同様の機能を有する外付けの入力装置が接続される。

電源回路２は、図示しない商用電源から交流電圧が供給される。そして、電源回路２は、商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換する。電源回路２は、変換した後の直流電圧を、駆動制御装置１が備える各部に供給する。図１では、図が煩雑になるのを防ぐため、電源回路２から直流電圧が供給される当該各部と電源回路２との電気的な接続の構成を省略している。電源回路２は、例えば、ダイオードブリッジ等を含む整流回路と、平滑コンデンサ等を含む平滑回路により構成される。

入力装置３は、単位時間あたりのモータＭの回転数（回転速度）を制御するインタフェース装置である。入力装置３は、パルス幅変調信号による回転数指令Ｓ３をコントローラ４へ入力する。

コントローラ４は、入力装置３から取得した回転数指令Ｓ３に基づいて、ドライバ５を駆動させる駆動信号を生成する。コントローラ４は、生成した駆動信号をドライバ５へ入力する。

ドライバ５は、回転数検出部７Ａ〜７Ｃの出力信号によりモータＭの現在の回転数を特定する。そして、ドライバ５は、コントローラ４から取得した駆動信号に基づいて、特定したモータＭの回転数を回転数指令Ｓ３により指示される回転数に近づけるように、モータＭの駆動に供する３相の駆動信号を生成する。ドライバ５は、生成した駆動信号を、パワーモジュール６を介してモータＭへ入力する。すなわち、ドライバ５は、ドライバ５が特定したモータＭの回転数を回転数指令Ｓ３により指示される回転数に近づけるフィードバック制御を行う。ドライバ５が当該フィードバック制御を行う方法については、既知の方法であってもよく、これから開発される方法であってもよい。以下では、説明の便宜上、当該フィードバック制御を、第１制御と称して説明する。

ドライバ５は、予め決められた条件が満たされている場合、第１制御を行わない。ドライバ５は、当該場合、モータＭのトルクを算出する。そして、ドライバ５は、算出した当該トルクが、前述の回転数指令Ｓ３により指示される回転数によって所定値を除して得られる値に応じて決まる第１閾値を超えないように、モータＭの駆動に供する３相の駆動信号を生成する。ドライバ５は、生成した駆動信号を、パワーモジュール６を介してモータＭへ入力する。すなわち、ドライバ５は、当該場合、モータＭの回転数指令Ｓ３により指示される回転数に応じて変化する第１閾値を超えないようにモータＭのトルクを制御するフィードバック制御を行う。予め決められた条件の詳細と、当該フィードバック制御の詳細とについては、後述する。以下では、説明の便宜上、当該フィードバック制御を、第２制御と称して説明する。なお、第１閾値は、回転数指令Ｓ３により指示される回転数に応じて変化する閾値に代えて、モータＭの回転数に応じて変化する閾値であってもよい。

パワーモジュール６は、ドライバ５から取得した駆動信号に基づいて、モータＭの各相Ｕ、Ｖ、Ｗに電源回路２から出力される直流電圧を出力し、モータＭを駆動させる。すなわち、パワーモジュール６は、ドライバ５が第１制御を行っている場合、回転数指令Ｓ３に応じた回転数でモータＭを回転させる。また、パワーモジュール６は、ドライバ５が第２制御を行っている場合、モータＭのトルクが、ドライバ５が算出した第１閾値を超えないようにモータＭを回転させる。

回転数検出部７Ａ〜７Ｃのそれぞれは、例えば、ホール素子である。なお、回転数検出部７Ａ〜７Ｃのうちの一部又は全部は、ホール素子に代えて、モータＭの回転数を検出可能な他のセンサー、他の装置等であってもよい。

なお、このような構成を有する駆動制御装置１は、モータＭの駆動電流をドライバ５により検出し、当該駆動電流が所定の基準値を超えないように、回転数検出部７Ａ〜７Ｃの出力信号に応じて、パワーモジュール６によるモータＭの駆動のタイミングを制御する。

また、図１に示した例では、一点鎖線により区分けされた回転数検出部７Ａ〜７Ｃ、ドライバ５、パワーモジュール６、電源回路２の一部は、モータＭのモータケースに収納されて保持されている。なお、一点鎖線により区分けされた回転数検出部７Ａ〜７Ｃ、ドライバ５、パワーモジュール６、電源回路２の一部のうちの少なくとも１つは、当該モータケースに収納されない構成であってもよい。

＜予め決められた条件の具体例＞
以下、図２を参照し、前述の予め決められた条件の具体例について説明する。図２は、駆動制御装置１が第２制御を行わない場合におけるファンＦの風量−静圧特性図の一例を示す図である。

図２に示したグラフにおける横軸は、風量を示す。当該グラフにおける原点に近い方の縦軸は、圧力を示す。当該グラフにおける原点から遠い方の縦軸は、電力を示す。

図２に示したグラフの曲線Ｆ１は、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の一例を示す。曲線Ｆ１が示すように、ファンＦが発生させる静圧は、ファンＦの風量が０［ＣＦＭ］である場合、最大になる。また、曲線Ｆ１が示すように、ファンＦが発生させる静圧は、０［ＣＦＭ］からのファンＦの風量の増大に伴って減少し、その後、１度上昇してから再び減少して０［ｉｎｃｈ−Ｈ２Ｏ］となる。すなわち、当該静圧は、当該風量の増大に伴って３次関数的に減少する。

ここで、ファンＦが発生させる静圧と、ファンＦの回転に対する抵抗との間には、正の相関がある。このため、モータＭのトルクは、当該風量の増大に伴って３次関数的に減少する。その結果、モータＭの消費電力は、当該風量の増大に伴って３次関数的に減少する。すなわち、図２に示した３次関数的な曲線Ｐ１は、このような当該風量の増大に伴う当該消費電力の変化を示している。従って、モータＭの消費電力は、ファンＦの風量が０［ＣＦＭ］である場合において最大である。図２では、当該場合における当該消費電力を、電力ＭＭによって示している。また、曲線Ｐ１が３次関数的に減少するため、曲線Ｐ１は、極大値及び極小値を有する。図２では、曲線Ｐ１の極大値を、電力Ｍｘによって示している。また、図２では、曲線Ｐ１の極小値を、電力Ｍｎによって示している。ここで、電力ＭＭ、電力Ｍｘ、電力Ｍｎの大小関係は、不等式によって明確に示した場合、電力ＭＭ＞電力Ｍｘ＞電力Ｍｎである。

図２に示した曲線Ｒ１は、ファンＦを設置したい所望の機器のうちの１つ目の機器Ａ１の通風抵抗を表す曲線の一例を示す。図２に示した曲線Ｒ２は、ファンＦを設置したい所望の機器のうちの２つ目の機器Ａ２の通風抵抗を表す曲線の一例を示す。そして、曲線Ｆ１と曲線Ｒ１との交点は、機器Ａ１にファンＦを設置した場合におけるファンＦの動作点を示す。一方、曲線Ｆ１と曲線Ｒ２との交点は、機器Ａ２にファンＦを設置した場合におけるファンＦの動作点を示す。

ここで、以下では、一例として、図２に示した曲線Ｉ１が、ユーザが所望する風量−静圧特性を表す曲線である場合について説明する。図２に示した例では、曲線Ｉ１と曲線Ｒ１との交点は、曲線Ｆ１と曲線Ｒ１との交点とほぼ一致している。これは、機器Ａ１にファンＦを設置した場合におけるファンＦの動作点が、当該場合においてユーザが所望する動作点であることを意味する。一方、当該例では、曲線Ｉ１と曲線Ｒ２との交点は、曲線Ｆ１と曲線Ｒ２との交点と一致していない。これは、機器Ａ２にファンＦを設置した場合におけるファンＦの動作点が、当該場合においてユーザが所望する動作点ではないことを意味する。これはすなわち、駆動制御装置１が第２制御を行わない場合、機器Ａ１と機器Ａ２との両方において、ユーザが所望する動作点でファンＦを動作させることができないことを意味する。

ここで、ファンＦの風量−静圧特性図における風量範囲のうち曲線Ｆ１の極小値に対応する風量から曲線Ｆ１の極大値に対応する風量までの風量範囲において、ファンＦが発生させる静圧が増大している。そして、当該風量範囲では、当該静圧の増大に伴ってモータＭの消費電力が増大している。このため、曲線Ｉ１と曲線Ｒ２との交点と、曲線Ｆ１と曲線Ｒ２との交点とは、一致していない。以下では、説明の便宜上、当該風量範囲を、対象風量範囲と称して説明する。

つまり、駆動制御装置１は、対象風量範囲において曲線Ｆ１の形を変化させることができれば、曲線Ｆ１を曲線Ｉ１に近づけることができる。その結果、駆動制御装置１は、曲線Ｉ１と曲線Ｒ１との交点と、曲線Ｆ１と曲線Ｒ１との交点とをほぼ一致（又は一致）させることができるとともに、曲線Ｉ１と曲線Ｒ２との交点と、曲線Ｆ１と曲線Ｒ２との交点ともほぼ一致（又は一致）させることができる。すなわち、駆動制御装置１は、ファンＦの汎用性を向上させることができる。

そこで、図２に示したような例では、所望の風量範囲を指定するための予め決められた条件として、モータＭの消費電力について予め決められた第２閾値をモータＭの消費電力が超えていること、を採用することができる。以下では、一例として、予め決められた条件が、モータＭの消費電力が第２閾値を超えていることである場合について説明する。なお、予め決められた条件は、所望の風量範囲を指定することができれば、他の条件であってもよい。

また、図２に示した例では、第２閾値は、対象風量範囲を指定するため、電力Ｍｎ以上の値である必要がある。これは、第２閾値が電力Ｍｎ未満の値である場合、対象風量範囲よりも広い範囲において駆動制御装置１が第２制御を行うことになるからである。一方、当該例では、第２閾値は、対象風量範囲を指定するため、電力ＭＭ未満の値である必要がある。これは、第２閾値が電力ＭＭ以上の値である場合、ファンＦの全風量範囲において駆動制御装置１が第２制御を行わないことになるからである。そして、当該例では、第２閾値は、電力Ｍｘ未満の値であることが望ましい。これにより、駆動制御装置１は、対象風量範囲内において第２制御を行うことになる。その結果、駆動制御装置１は、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形を、所望の形に近づけることができ、ファンＦの汎用性を向上させることができる。

＜駆動制御装置が第２制御を行う処理＞
以下、図３を参照し、駆動制御装置１が第２制御を行う処理について説明する。図３は、駆動制御装置１が第２制御を行う処理の流れの一例を示す図である。なお、以下では、一例として、図３に示したステップＳ１１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、駆動制御装置１が第１制御によるモータＭの駆動を開始している場合について説明する。

ドライバ５は、予め決められた条件が満たされるまで待機する（ステップＳ１１０）。この一例では、前述した通り、予め決められた条件が、モータＭの消費電力が第２閾値を超えていることである。このため、実施形態に係るドライバ５は、ステップＳ１１０において、パワーモジュール６を介してモータＭに供給された電力を、モータＭの消費電力として検出する。ドライバ５は、検出したモータＭの消費電力が第２閾値を超えているか否かを判定する。ドライバ５は、検出したモータＭの消費電力が第２閾値を超えていない場合、予め決められた条件が満たされていないと判定する。一方、ドライバ５は、検出したモータＭの消費電力が第２閾値を超えている場合、予め決められた条件が満たされていると判定する。

ドライバ５は、予め決められた条件が満たされていると判定した場合（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）、モータＭのトルクを算出する（ステップＳ１２０）。より具体的には、ドライバ５は、回転数検出部７Ａ〜７Ｃからの出力信号に基づいて、モータＭの回転数を特定する。そして、ドライバ５は、ステップＳ１１０において検出したモータＭの消費電力と、特定した当該回転数とに基づいて、モータＭのトルクを算出する。なお、モータＭのトルクは、モータＭの回転数に比例し、モータＭの消費電力に反比例するため、以下の式（１）に示す関係式によって算出される。

Ｔ∝Ｐ／Ｎ ・・・（１）

上記の式（１）におけるＴは、モータＭのトルクを示す。式（１）におけるＰは、モータＭの消費電力を示す。式（１）におけるＮは、モータＭの回転数を示す。ここで、式（１）において等号「＝」ではなく比例記号「∝」を用いた理由は、数式が煩雑になるのを防ぐためである。式（１）における比例定数は、Ｔ、Ｐ、Ｎの関係式を導出する過程において得られるため、明示を省略する。

次に、ドライバ５は、コントローラ４から取得した駆動信号に基づいて、回転数指令Ｓ３により指示される回転数を特定する。そして、ドライバ５は、特定した当該回転数に基づいて、第１閾値を算出する（ステップＳ１３０）。より具体的には、ドライバ５は、当該回転数によって所定値を除して得られる値に応じて決まる第１閾値を算出する。ここで、所定値は、対象風量範囲において曲線Ｆ１の形が曲線Ｉ１の形に近づくように決められる値である。ただし、図２に示した例では、予め決められた条件において第２閾値が用いられており、且つ、上記の式（１）によってモータＭの消費電力とモータＭのトルクとが関係づいている。このため、駆動制御装置１は、所定値として第２閾値を用いることができる。ここで、当該例において所定値として第２閾値を用いることができる理由を説明する。

図２に示した例では、対象風量範囲において、モータＭの消費電力を下げることにより、曲線Ｆ１を曲線Ｉ１に近づけることができる。これを実現するためには、予め決められた条件が満たされている場合、すなわち、ファンＦの風量が対象風量範囲内に含まれる場合、モータＭの消費電力について上限値となる閾値を設定する方法を用いることができる。以下では、説明の便宜上、対象風量範囲において曲線Ｆ１と曲線Ｉとが近づく当該閾値を第３閾値と称して説明する。

ここで、前述の第２閾値もモータＭの消費電力についての上限値である。モータＭの消費電力について２つの異なる閾値、すなわち、第２閾値と第３閾値を用いてもよい。しかしながら、第２閾値の大きさを調整することにより、第２閾値と第３閾値とを同じ値にすることが可能である。このため、以下では、一例として、第２閾値を当該上限値として用いる場合について説明する。

上記の式（１）に第２閾値を代入すると、モータＭの回転数Ｎに応じて、モータＭの消費電力が第２閾値と一致する場合におけるモータＭのトルクについての上限値が算出される。そこで、駆動制御装置１は、モータＭの回転数Ｎとして、回転数指令Ｓ３により指示される回転数を用いて、モータＭの消費電力が第２閾値と一致する場合におけるモータＭのトルクについての上限値を算出する。すなわち、駆動制御装置１は、当該上限値を超えないようにモータＭのトルクを制御することにより、モータＭの消費電力が第２閾値を超えないようにモータＭを制御することができる。すなわち、当該上限値を第１閾値として用いることにより、駆動制御装置１は、対象風量範囲において、曲線Ｆ１の形を曲線Ｉ１の形に近づけることができる。そして、当該上限値を第１閾値として用いることは、第２閾値を所定値として用いることと等価である。このため、図２に示した例では、所定値として第２閾値を用いることができる。

ここで、このようなモータＭのトルクについての上限値の算出において、モータＭの回転数Ｎとして回転数指令Ｓ３により指示される回転数を駆動制御装置１が用いる理由は、モータＭの動作が不安定になってしまうことを抑制するためである。換言すると、駆動制御装置１は、モータＭの回転数Ｎとして回転数指令Ｓ３により指示される回転数を駆動制御装置１が用いることにより、モータＭの動作が不安定になってしまうことを抑制することができる。

なお、モータＭの消費電力が上限値を超えないようにする制御は、モータＭの故障等によるモータＭの消費電力の過剰な上昇と、そのような消費電力の上昇に伴うモータＭの発熱を避けるために一般的に行われている制御である。しかしながら、このような制御では、モータＭの消費電力の上限値は、曲線Ｆ１の形を変化させてしまうような低い値に設定されることがない。例えば、図２に示した例では、当該上限値は、一般的には、電力ＭＭよりも高い値に設定される。すなわち、駆動制御装置１が第２制御においてモータＭの消費電力が第２閾値を超えないように制御すること、すなわち、駆動制御装置１が第２制御においてモータＭのトルクが第１閾値を超えないように制御することは、当該発熱を避けるために行われる制御と異なる制御であるとともに、当該制御と併用可能である。このことから、駆動制御装置１は、モータＭの安全性を担保したまま、ファンＦの汎用性を向上させることができる。

ステップＳ１３０の処理が行われた後、ドライバ５は、ステップＳ１３０の処理において算出された第１閾値に基づいて、モータＭのトルクが当該第１閾値を超えないように、モータＭの駆動に供する３相の駆動信号を生成する。そして、ドライバ５は、生成した駆動信号を、パワーモジュール６を介してモータＭへ入力する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の処理が行われた後、ドライバ５は、ステップＳ１１０に遷移し、予め決められた条件が満たされるまで再び待機する。

このように、図３に示したフローチャートの処理によって駆動制御装置１は、対象風量範囲において曲線Ｆ１を曲線Ｉ１に近づけることができる。

ここで、図４は、駆動制御装置１が第２制御を行う場合におけるファンＦの風量−静圧特性図の一例を示す図である。

図４に示したグラフにおける横軸は、風量を示す。当該グラフにおける原点に近い方の縦軸は、圧力を示す。当該グラフにおける原点から遠い方の縦軸は、電力を示す。なお、図４に示したグラフの曲線Ｉ１、曲線Ｒ１、曲線Ｒ２については、図２に示したグラフと同様であるため、説明を省略する。

図４に示した曲線Ｆ２は、対象風量範囲において駆動制御装置１が第２制御を行う場合におけるファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の一例を示す。図２と図４を比較することにより、ファンＦの風量−静圧特性は、対象風量範囲において所望の特性に近づいていることが分かる。何故なら、対象風量範囲において、曲線Ｆ１よりも曲線Ｆ２の方が曲線Ｉ１に近いためである。

図４に示した曲線Ｐ２は、対象風量範囲において駆動制御装置１が第２制御を行う場合におけるモータＭの静圧の増大に伴う消費電力の変化の一例を示す。そして、直線ＬＴは、第２閾値を示す。図４に示したように、駆動制御装置１による第２制御により、モータＭの消費電力は、第２閾値を超えていない。前述したように、このようにモータＭの消費電力が第２閾値を超えないようにモータＭが制御されているため、曲線Ｆ１よりも曲線Ｆ２の方が、曲線Ｉ１に近くなっているのである。

このように、駆動制御装置１は、対象風量範囲においてファンＦの風量−静圧特性を変化させることができ、その結果、ファンＦの汎用性を向上させることができる。

なお、上記において説明した所定値は、第２閾値と異なる値であってもよい。例えば、所定値が第２閾値よりも小さい値である場合、対象風量範囲における曲線Ｆ２の勾配は、小さくなる。また、所定値が第２閾値よりも大きい値である場合、対象風量範囲における曲線Ｆ２の勾配は、大きくなる。すなわち、所定値は、対象風量範囲における曲線Ｉ１の勾配に応じて決められる値である。

また、上記において説明した駆動制御装置１は、モータＭとともに図示しないモータ装置を構成する。当該モータ装置は、駆動制御装置１とモータＭに加えて、他の回路、他の装置等を備える構成であってもよい。

＜実施形態の変形例＞
以下、実施形態の変形例について説明する。

実施形態の変形例では、ドライバ５は、上記において説明した第２閾値を、回転数指令Ｓ３により指示される回転数に応じて変化させる。これにより、駆動制御装置１は、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形を、より細かく変化させることができる。その結果、駆動制御装置１は、ファンＦの汎用性を、より確実に向上させることができる。

具体的には、ドライバ５は、以下に示した式（２）と、回転数指令Ｓ３により指示される回転数とに基づいて、第２閾値を算出する。

Ｐ＿ｌｉｍｉｔ＝Ｋ_３Ｎ^３＋Ｋ_２Ｎ^２＋Ｋ_１Ｎ＋Ｋ_０ ・・・（２）

上記の式（２）におけるＰ＿ｌｉｍｉｔは、第２閾値を示す。また、上記の式（２）におけるＮは、回転数指令Ｓ３により指示される回転数を示す。また、Ｋ_３、Ｋ_２、Ｋ_１、Ｋ_０のそれぞれは、フィッティングパラメータである。これらのフィッティングパラメータは、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線が、所望の特性を表す曲線と一致するように決められる。

ドライバ５は、予め決められた条件が満たされている場合、算出した第２閾値に基づいて、第２制御を行う。一方、ドライバ５は、予め決められた条件が満たされていない場合、モータＭの消費電力が当該第２閾値を超えないように第１制御を行う。これにより、駆動制御装置１は、ファンＦの全風量範囲において、ファンＦの風量−静圧特性を表す曲線の形を変化させることができる。なお、ドライバ５は、上記の式（２）に基づいて算出された第２閾値に基づく制御を、第１制御と第２制御とのうちのいずれか一方においてのみ行う構成であってもよい。なお、駆動制御装置１は、第２制御を行わずに、このような回転数指令Ｓ３により指示される回転数に応じて第２閾値を変化させる制御を第１制御とともに行う構成であってもよい。

以上のように、実施形態に係る駆動制御装置（上記において説明した例では、駆動制御装置１）は、ファン（上記において説明した例では、ファンＦ）を回転させるモータ（上記において説明した例では、モータＭ）を制御する駆動制御装置であって、予め決められた条件が満たされている場合、モータの回転数指令により指示される回転数によって所定値を除して得られる値に応じて決まる第１閾値を超えないように、モータのトルクを制御する。これにより、駆動制御装置は、ファンの汎用性を向上させることができる。

また、駆動制御装置は、所定値は、ファンの風量−静圧特性図において予め決められた条件が満たされている風量範囲（上記において説明した例では、対象風量範囲）におけるファンについての所望の風量−静圧特性を表す曲線（上記において説明した例では、曲線Ｉ１）の勾配に応じて決められる値である、構成が用いられてもよい。

また、駆動制御装置は、所定値は、モータの消費電力について予め決められた第２閾値であり、第２閾値は、トルクの制御（上記において説明した例では、第２制御）を行わない場合、且つ、ファンが発生させる静圧が最大である場合における消費電力（上記において説明した例では、電力ＭＭ）未満の値である、構成が用いられてもよい。

また、駆動制御装置は、第２閾値は、トルクの制御を行わない場合におけるファンの風量の増大に伴うモータの消費電力の変化における極大値（上記において説明した例では、電力Ｍｘ）未満の値である、構成が用いられてもよい。

また、駆動制御装置は、第２閾値は、トルクの制御を行わない場合におけるファンの風量の増大に伴うモータの消費電力の変化における極小値以上の値である、構成が用いられてもよい。

また、駆動制御装置は、予め決められた条件は、モータの消費電力が第２閾値を超えていることである、構成が用いられてもよい。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。

１…駆動制御装置、２…電源回路、３…入力装置、４…コントローラ、５…ドライバ、６…パワーモジュール、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ…回転数検出部

Claims (7)

1. ファンを回転させるモータを制御する駆動制御装置であって、
   予め決められた条件が満たされている場合、前記モータの回転数指令により指示される回転数によって所定値を除して得られる値に応じて決まる第１閾値を超えないように、前記モータのトルクを制御する、
   駆動制御装置。
2. 前記所定値は、前記ファンの風量−静圧特性図において前記予め決められた条件が満たされている風量範囲における前記ファンについての所望の風量−静圧特性を表す曲線の勾配に応じて決められる値である、
   請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記所定値は、前記モータの消費電力について予め決められた第２閾値であり、
   前記第２閾値は、前記トルクの制御を行わない場合、且つ、前記ファンが発生させる静圧が最大である場合における前記消費電力未満の値である、
   請求項２に記載の駆動制御装置。
4. 前記第２閾値は、前記トルクの制御を行わない場合における前記ファンの風量の増大に伴う前記消費電力の変化における極大値未満の値である、
   請求項３に記載の駆動制御装置。
5. 前記第２閾値は、前記トルクの制御を行わない場合における前記ファンの風量の増大に伴う前記消費電力の変化における極小値以上の値である、
   請求項４に記載の駆動制御装置。
6. 前記条件は、前記消費電力が前記第２閾値を超えていることである、
   請求項３から５のうちいずれか一項に記載の駆動制御装置。
7. 前記モータと、
   請求項１から６のうちいずれか一項に記載の駆動制御装置と、
   を備えるモータ装置。

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