JP2022010912A - モータ駆動制御装置およびファンユニット - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
図2に示すように、制御回路3は、風量一定制御を実現するための機能ブロックとして、目標トルク決定部30、記憶部31、トルク取得部32、誤差算出部33、目標回転速度決定部34、および駆動制御信号生成部35を有している。これらの機能ブロックは、例えば、制御回路3としてのプログラム処理装置において、プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行するとともに、カウンタやA/D変換回路等の周辺回路を制御することによって実現される。
図3において、横軸はモータ20の回転速度を表し、縦軸はモータ20のトルクを表している。また、特性601~603は、ファン22の風量が所定の値で一定になるようにファン22を動作させたときのモータ20の回転速度とトルクの実測値に基づいて描いたグラフであり、モータ20の回転速度-トルク特性を表している。
駆動制御信号生成部35は、ベクトル制御部として機能するための機能ブロックとして、電流計測部50、クラーク変換部51、パーク変換部52、回転位置検出信号取得部53、電気角算出部54、回転速度信号取得部55、回転速度PI制御部60、弱め磁束PI制御部61、トルクPI制御部62、磁束PI制御部63、逆パーク変換部64、逆クラーク変換部65、およびPWM信号生成部66を有する。
これらの機能ブロックは、制御回路3を構成するプログラム処理装置において、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行し、カウンタやA/D変換回路等の周辺回路を制御することによって実現される。
図5は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置1による風量一定制御の処理の流れを示すフローチャートである。
これにより、モータ20の回転速度が目標回転速度EXCになるように調整されるとともにモータ20のトルクが目標トルクTgになるように調整される。すなわち、モータ20の回転速度とトルクとが、図3に示した回転速度-トルク特性に沿うように制御される。これにより、ファン22がステップS1で指定された一定の風量を供給するように動作するようになる。
これによれば、従来の正弦波駆動制御と比較して、歪みの無いきれいな正弦波状のコイル電流を生成することができるので、低振動且つ低騒音なモータ駆動を実現することができる。
これによれば、トルク取得部32は、モータ20のトルク値Tsを算出するために複雑な演算処理を行う必要がないので、より簡易且つ安価な構成によってファンの風量一定制御を実現することが可能となる。例えば、モータ駆動制御装置1における駆動制御信号生成部(ベクトル制御部)35を既存のベクトル制御演算用の集積回路装置(IC)によって実現し、モータ駆動制御装置1における目標トルク決定部30、記憶部31、トルク取得部32、および目標回転速度決定部34を上記ベクトル制御演算用の集積回路装置とは異なる集積回路装置によって実現する場合を考える。
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
Claims (5)
- ファンのモータの駆動を制御するための駆動制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力された前記駆動制御信号に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動回路とを備え、
前記制御回路は、
前記ファンが所定の風量を供給するときの前記モータの回転速度とトルクとの関係を示す対応情報を記憶する記憶部と、
指定された目標風量に対応する前記対応情報を用いて、前記モータの回転速度から目標トルクを決定する目標トルク決定部と、
前記モータのトルク値を取得するトルク取得部と、
前記目標トルクと前記トルク取得部によって取得した前記トルク値との差を小さくする速度である、前記モータの目標回転速度を決定する目標回転速度決定部と、
前記目標回転速度に基づいて、前記駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、を含む
モータ駆動制御装置。 - 請求項1に記載のモータ駆動制御装置において、
前記対応情報は、前記モータの回転速度とトルクとの関係を表す関数を含み、
前記記憶部は、前記ファンに指定可能な複数の風量の指令値毎に前記関数を記憶している
モータ駆動制御装置。 - 請求項1または2に記載のモータ駆動制御装置において、
前記モータは3相のコイルを有し、
前記駆動制御信号生成部は、前記モータの各相の前記コイルに流れる電流に基づいて、前記モータのトルクに応じたq軸電流と前記モータの磁束に応じたd軸電流とを夫々算出し、算出したq軸電流およびd軸電流とが前記目標回転速度に応じた目標電流値に夫々一致するようにデューティ比を決定し、そのデューティ比を有するPWM信号を前記駆動制御信号として出力し、
前記トルク取得部は、前記駆動制御信号生成部によって算出した前記q軸電流に基づいて前記トルク値を取得する
モータ駆動制御装置。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置と、
前記目標回転速度決定部は、前記目標トルクと前記トルク値との差分が小さくなるようにPI制御演算を行い、PI制御演算によって得られた制御量に所定の係数を乗算することにより、前記目標回転速度を算出する
モータ駆動制御装置。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置と、
前記モータ駆動制御装置によって駆動される前記モータと、
前記モータの回転力によって回転可能に構成されたインペラと、を備える
ファンユニット。
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