JP3609746B2 - ファンモータ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス給湯機等の燃焼機器等の燃焼部への強制送気量の制御に適したファンモータ制御装置に関し、特に、瞬時停電時のファンモータヘの過電圧印加保護に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼機器に使用されるファンモータ制御装置では、主たる燃焼制御回路としてマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと略記）を用いて行なわれることが多く、出願人は、特願平６−３１６０９０号で、ファンモータに実際に流れている「駆動電流」を監視し、その時々の回転数に対応する基準の駆動電流値に対し、実際にファンモータに流れている駆動電流を定電流化することでファンモータを制御する手法を開示した。これは、燃焼が生じているとき、マイコンから受けた駆動電流値指令信号によりファンモータの回転数を指示する基準の駆動電流値とファンモータに流れている実際の駆動電流値の大きさを比較し、これが同じになるようにファンモータ駆動電流を帰還制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このファンモータ制御装置の場合、図３の（ａ）に示す停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図のように、時刻ｔ１で停電すると、電源電圧は時刻ｔ１で電圧降下を始め、時刻ｔ２で復帰が始まり時刻ｔ３で完全に復帰する。
また、図３の（ｂ）に示すファンモータの回転数の波形図のように、停電時刻ｔ１から停電復帰時刻ｔ２までの期間では、停電により電源電圧が降下するため、ファンモータへの印加電圧は低下し、ファンモータの回転数も降下する。このためマイコンは回転数を上げようと指示値を上げる。
次に、停電復帰時刻ｔ２から完全復帰時刻ｔ２までの期間では、電源電圧が復帰を始めると回転数も上昇し始めるが、この時点では図３の（ｃ）に示すマイコン指示値の波形図のように、ファンモータの回転数はマイコン指示値よりも低いため、マイコンは指示値を上げ続ける。これによりファンモータの回転数は急激に上昇し始めることになる。
そして完全復帰時刻ｔ３から停電前の電圧復帰時刻ｔ４までの期間では、完全復帰時刻ｔ３でファンモータの回転数が停電前の値にまで復帰した時点でようやくマイコンは指示値を下げ始めるが、指示値は正規の値よりかなり高くなっているため、回転数は停電前の回転数ｆ２直後から過度の回転数ｆ１までさらに上昇し、その後下降し正規の回転数に戻る。この時の過度の回転数ｆ１に相当する印加過電圧がファンモータを破壊してしまうことがある。
【０００４】
本発明は、従来発生していた瞬時停電時のファンモータヘの印加過電圧を防止するファンモータ制御装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、ファンモータと、このファンモータの回転数を指示する基準の駆動電流値出力を送出するマイコンと、前記ファンモータに流れている実際の駆動電流値出力を送出する手段と、前記基準の駆動電流値と前記実際の駆動電流値の大きさを比較してこれが同じになるようにファンモータ駆動電流を帰還制御する手段とを備えたファンモータ制御装置であって、前記ファンモータの回転数を上限値以内で回転させるように前記駆動電流値指令信号の指示値を設定しておき、瞬時停電が生じ、停電が復帰したとき、直ちにマイコンが駆動電流値指令信号を送出して前記ファンモータ駆動電流の帰還制御を再開するように構成した。
【０００９】
この構成によれば、ファンモータの回転数は上限値が設定されているために、瞬時停電が発生し、停電が復帰しても、ファンモータは過度の回転はせず、停電復帰時にファンモータに過電流は流れず、動作不良を生じないものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るファンモータ制御装置の第１の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るファンモータ制御装置の基本構成図、図２はその各部の波形図で（ａ）は第１の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図、（ｂ）は第１の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図、（ｃ）は第１の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。ここでは、ガス給湯機等の燃焼機器等の燃焼部への強制送気量の制御を行うファンモータ制御装置を例にとって説明する。
【００１１】
図示しないがガス給湯機等の燃焼機器等の燃焼部ないしバーナにて燃焼が生じているとき、マイコンにより構成される燃焼制御回路１１は、図示しないメモリ手段に予め格納してあるファン回転数データに基づき、その時々の燃焼量に応じてファンモータ１２に対し当該対応する回転数（設定回転数）を得るに必要な駆動電流を供給するための駆動電流値指令信号を定電流駆動回路１３に送出する。この指令信号は例えばデューティ比可変の電圧パルス信号であり、その時々の燃焼量に応じたその時々の設定回転数ごとに所定のデューティ比に設定されている。
【００１２】
このファンモータ駆動電流値指令信号が入力された定電流駆動回路１３は、当該信号のデューティ比に応じてスイッチング部１４の図示しないスイッチングトランジスタＴをオンオフし、これによりファンモータ駆動用電源１５からの駆動電流はスイッチングトランジスタＴがオンとなっているときに共にオンとなるパワートランジスタ１６を介し図示平滑回路１７中のコンデンサＣに流れ込み、オフとなっているときに流出するので、時間軸上の平均電流値で見ると、ファンモータ１２に供給される駆動電流の値はファンモータ駆動電流値指令信号のデューティ比の如何に応じた大きさでほぼ一定となる。従って、燃焼制御回路１１がその時々で適当とするファンモータ設定回転数を変更するために、駆動電流値指令信号のデューティ比を変更すると、これに応じてファンモータ１２に供給される駆動電流の値も対応する大きさに変わる。
【００１３】
一方、ファンモータ１２にその時々で実際に流れている電流の大きさは、電流検出抵抗１８により検出され、実電流値信号となって定電流駆動回路１３に帰還される。そして、この実電流値信号により表される、ファンモータ１２に実際に流れている電流の大きさが、燃焼制御回路１１により指令される設定駆動電流値の大きさに比べて差を生じていた場合、定電流駆動回路１３ではこれを補い、実際にファンモータ１２に流れる駆動電流の大きさが燃焼制御回路１１により指令される大きさになるように、スイッチングトランジスタＴのオンオフデューティ比を可変制御する。本発明の実施の形態では、燃焼制御回路１１の入力側にファンモータ駆動用電源１５の瞬時停電を検出する瞬時停電検出部１９を設けている。
【００１４】
上記構成において、例えば２００ｍｓｅｃ以内の瞬時停電が生じたとき、瞬時停電検出部１９からの信号が制御部１に入力されなくなるため、これにより燃焼制御回路１１は瞬時停電を検出する。次に瞬時停電から回復すると再び瞬時停電検出部１９から制御回路１１に信号が入力される。
【００１５】
燃焼制御回路１１ではマイコンがファンモータ駆動用電源１５の出力電圧が安定するまでは一定時間だけ駆動電流値指令信号の送出を中断し、ファンモータ駆動用電源１５の出力電圧が安定状態となる時点で燃焼制御回路１１は定電流駆動回路１３への駆動電流値指令信号の送出を再開し、起動シーケンスを最初から再スタートする。
【００１６】
次に、図１のファンモータ制御装置において、第１の実施の形態でのマイコンによる制御を変更した第２の実施の形態について図３の（ａ）停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図、（ｂ）ファンモータの回転数の波形図、（ｃ）マイコン指示値の波形図を参照して説明する。
図１のファンモータ制御装置において、瞬時停電が生じたとき、瞬時停電から回復すると再び瞬時停電検出部１９から燃焼制御回路１１に信号が入力されるが、ファンモータを付属しているガス機器に対する安全性を考慮して、燃焼制御回路１１を構成するマイコンは駆動電流値指令信号の送出を停止（波形図ｃ参照）させるように構成する。
【００１７】
また、同様に図１のファンモータ制御装置において、第１の実施の形態でのマイコンによる制御を変更した第３の実施の形態について図４の（ａ）停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図、（ｂ）ファンモータの回転数の波形図、（ｃ）マイコン指示値の波形図を参照して説明する。
図１のファンモータ制御装置において、点火装置が電池等の別電源で構成されてガス給湯機の火種が停電の影響言を受けない場合には、マイコンはファンモータの設定回転数が過度の回転数とならないようにファンモータの回転数を上限値以内で回転させるように駆動電流値指令信号の指示値を設定（波形図ｃ参照）しておく。そして瞬時停電が生じたとき、瞬時停電から回復すると燃焼制御回路１１では停電復帰後、直ちに駆動電流値指令信号の送出を再開するが、ファンモータの回転数は上限値以内（波形図ｂ参照）で回転し、ファンモータは過度の回転数とならないものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によればファンモータの回転数は上限値が設定されているために、瞬時停電が発生し、停電が復帰しても、ファンモータは過度の回転はせず、停電復帰時にファンモータに過電流は流れず、動作不良を生じないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るファンモータ制御装置の基本構成図である。
【図２】（ａ）は第１の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は第１の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は第１の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。
【図３】（ａ）は第２の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は第２の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は第２の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。
【図４】（ａ）は第３の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は第３の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は第３の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。
【図５】（ａ）は従来例における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は従来例におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は従来例におけるマイコン指示値の波形図である。
【符号の説明】
１１ 燃焼制御回路
１２ ファンモータ
１３ 定電流駆動回路
１４ スイッチング部
１５ ファンモータ駆動用電源
１６ パワートランジスタ
１７ 平滑回路
１８ 電流検出抵抗
１９ 瞬時停電検出部
Ｃ コンデンサ
Ｔ スイッチングトランジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明はガス給湯機等の燃焼機器等の燃焼部への強制送気量の制御に適したファンモータ制御装置に関し、特に、瞬時停電時のファンモータヘの過電圧印加保護に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼機器に使用されるファンモータ制御装置では、主たる燃焼制御回路としてマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと略記）を用いて行なわれることが多く、出願人は、特願平６−３１６０９０号で、ファンモータに実際に流れている「駆動電流」を監視し、その時々の回転数に対応する基準の駆動電流値に対し、実際にファンモータに流れている駆動電流を定電流化することでファンモータを制御する手法を開示した。これは、燃焼が生じているとき、マイコンから受けた駆動電流値指令信号によりファンモータの回転数を指示する基準の駆動電流値とファンモータに流れている実際の駆動電流値の大きさを比較し、これが同じになるようにファンモータ駆動電流を帰還制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このファンモータ制御装置の場合、図３の（ａ）に示す停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図のように、時刻ｔ１で停電すると、電源電圧は時刻ｔ１で電圧降下を始め、時刻ｔ２で復帰が始まり時刻ｔ３で完全に復帰する。
また、図３の（ｂ）に示すファンモータの回転数の波形図のように、停電時刻ｔ１から停電復帰時刻ｔ２までの期間では、停電により電源電圧が降下するため、ファンモータへの印加電圧は低下し、ファンモータの回転数も降下する。このためマイコンは回転数を上げようと指示値を上げる。
次に、停電復帰時刻ｔ２から完全復帰時刻ｔ２までの期間では、電源電圧が復帰を始めると回転数も上昇し始めるが、この時点では図３の（ｃ）に示すマイコン指示値の波形図のように、ファンモータの回転数はマイコン指示値よりも低いため、マイコンは指示値を上げ続ける。これによりファンモータの回転数は急激に上昇し始めることになる。
そして完全復帰時刻ｔ３から停電前の電圧復帰時刻ｔ４までの期間では、完全復帰時刻ｔ３でファンモータの回転数が停電前の値にまで復帰した時点でようやくマイコンは指示値を下げ始めるが、指示値は正規の値よりかなり高くなっているため、回転数は停電前の回転数ｆ２直後から過度の回転数ｆ１までさらに上昇し、その後下降し正規の回転数に戻る。この時の過度の回転数ｆ１に相当する印加過電圧がファンモータを破壊してしまうことがある。
【０００４】
本発明は、従来発生していた瞬時停電時のファンモータヘの印加過電圧を防止するファンモータ制御装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、ファンモータと、このファンモータの回転数を指示する基準の駆動電流値出力を送出するマイコンと、前記ファンモータに流れている実際の駆動電流値出力を送出する手段と、前記基準の駆動電流値と前記実際の駆動電流値の大きさを比較してこれが同じになるようにファンモータ駆動電流を帰還制御する手段とを備えたファンモータ制御装置であって、前記ファンモータの回転数を上限値以内で回転させるように前記駆動電流値指令信号の指示値を設定しておき、瞬時停電が生じ、停電が復帰したとき、直ちにマイコンが駆動電流値指令信号を送出して前記ファンモータ駆動電流の帰還制御を再開するように構成した。
【０００９】
この構成によれば、ファンモータの回転数は上限値が設定されているために、瞬時停電が発生し、停電が復帰しても、ファンモータは過度の回転はせず、停電復帰時にファンモータに過電流は流れず、動作不良を生じないものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るファンモータ制御装置の第１の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るファンモータ制御装置の基本構成図、図２はその各部の波形図で（ａ）は第１の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図、（ｂ）は第１の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図、（ｃ）は第１の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。ここでは、ガス給湯機等の燃焼機器等の燃焼部への強制送気量の制御を行うファンモータ制御装置を例にとって説明する。
【００１１】
図示しないがガス給湯機等の燃焼機器等の燃焼部ないしバーナにて燃焼が生じているとき、マイコンにより構成される燃焼制御回路１１は、図示しないメモリ手段に予め格納してあるファン回転数データに基づき、その時々の燃焼量に応じてファンモータ１２に対し当該対応する回転数（設定回転数）を得るに必要な駆動電流を供給するための駆動電流値指令信号を定電流駆動回路１３に送出する。この指令信号は例えばデューティ比可変の電圧パルス信号であり、その時々の燃焼量に応じたその時々の設定回転数ごとに所定のデューティ比に設定されている。
【００１２】
このファンモータ駆動電流値指令信号が入力された定電流駆動回路１３は、当該信号のデューティ比に応じてスイッチング部１４の図示しないスイッチングトランジスタＴをオンオフし、これによりファンモータ駆動用電源１５からの駆動電流はスイッチングトランジスタＴがオンとなっているときに共にオンとなるパワートランジスタ１６を介し図示平滑回路１７中のコンデンサＣに流れ込み、オフとなっているときに流出するので、時間軸上の平均電流値で見ると、ファンモータ１２に供給される駆動電流の値はファンモータ駆動電流値指令信号のデューティ比の如何に応じた大きさでほぼ一定となる。従って、燃焼制御回路１１がその時々で適当とするファンモータ設定回転数を変更するために、駆動電流値指令信号のデューティ比を変更すると、これに応じてファンモータ１２に供給される駆動電流の値も対応する大きさに変わる。
【００１３】
一方、ファンモータ１２にその時々で実際に流れている電流の大きさは、電流検出抵抗１８により検出され、実電流値信号となって定電流駆動回路１３に帰還される。そして、この実電流値信号により表される、ファンモータ１２に実際に流れている電流の大きさが、燃焼制御回路１１により指令される設定駆動電流値の大きさに比べて差を生じていた場合、定電流駆動回路１３ではこれを補い、実際にファンモータ１２に流れる駆動電流の大きさが燃焼制御回路１１により指令される大きさになるように、スイッチングトランジスタＴのオンオフデューティ比を可変制御する。本発明の実施の形態では、燃焼制御回路１１の入力側にファンモータ駆動用電源１５の瞬時停電を検出する瞬時停電検出部１９を設けている。
【００１４】
上記構成において、例えば２００ｍｓｅｃ以内の瞬時停電が生じたとき、瞬時停電検出部１９からの信号が制御部１に入力されなくなるため、これにより燃焼制御回路１１は瞬時停電を検出する。次に瞬時停電から回復すると再び瞬時停電検出部１９から制御回路１１に信号が入力される。
【００１５】
燃焼制御回路１１ではマイコンがファンモータ駆動用電源１５の出力電圧が安定するまでは一定時間だけ駆動電流値指令信号の送出を中断し、ファンモータ駆動用電源１５の出力電圧が安定状態となる時点で燃焼制御回路１１は定電流駆動回路１３への駆動電流値指令信号の送出を再開し、起動シーケンスを最初から再スタートする。
【００１６】
次に、図１のファンモータ制御装置において、第１の実施の形態でのマイコンによる制御を変更した第２の実施の形態について図３の（ａ）停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図、（ｂ）ファンモータの回転数の波形図、（ｃ）マイコン指示値の波形図を参照して説明する。
図１のファンモータ制御装置において、瞬時停電が生じたとき、瞬時停電から回復すると再び瞬時停電検出部１９から燃焼制御回路１１に信号が入力されるが、ファンモータを付属しているガス機器に対する安全性を考慮して、燃焼制御回路１１を構成するマイコンは駆動電流値指令信号の送出を停止（波形図ｃ参照）させるように構成する。
【００１７】
また、同様に図１のファンモータ制御装置において、第１の実施の形態でのマイコンによる制御を変更した第３の実施の形態について図４の（ａ）停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図、（ｂ）ファンモータの回転数の波形図、（ｃ）マイコン指示値の波形図を参照して説明する。
図１のファンモータ制御装置において、点火装置が電池等の別電源で構成されてガス給湯機の火種が停電の影響言を受けない場合には、マイコンはファンモータの設定回転数が過度の回転数とならないようにファンモータの回転数を上限値以内で回転させるように駆動電流値指令信号の指示値を設定（波形図ｃ参照）しておく。そして瞬時停電が生じたとき、瞬時停電から回復すると燃焼制御回路１１では停電復帰後、直ちに駆動電流値指令信号の送出を再開するが、ファンモータの回転数は上限値以内（波形図ｂ参照）で回転し、ファンモータは過度の回転数とならないものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によればファンモータの回転数は上限値が設定されているために、瞬時停電が発生し、停電が復帰しても、ファンモータは過度の回転はせず、停電復帰時にファンモータに過電流は流れず、動作不良を生じないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るファンモータ制御装置の基本構成図である。
【図２】（ａ）は第１の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は第１の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は第１の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。
【図３】（ａ）は第２の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は第２の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は第２の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。
【図４】（ａ）は第３の実施の形態における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は第３の実施の形態におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は第３の実施の形態におけるマイコン指示値の波形図である。
【図５】（ａ）は従来例における停電復帰時のファンモータの印加電圧の波形図である。
（ｂ）は従来例におけるファンモータの回転数の波形図である。
（ｃ）は従来例におけるマイコン指示値の波形図である。
【符号の説明】
１１ 燃焼制御回路
１２ ファンモータ
１３ 定電流駆動回路
１４ スイッチング部
１５ ファンモータ駆動用電源
１６ パワートランジスタ
１７ 平滑回路
１８ 電流検出抵抗
１９ 瞬時停電検出部
Ｃ コンデンサ
Ｔ スイッチングトランジスタ
Claims (1)
- ファンモータと、このファンモータの回転数を指示する基準の駆動電流値出力を送出するマイコンと、前記ファンモータに流れている実際の駆動電流値出力を送出する手段と、前記基準の駆動電流値と前記実際の駆動電流値の大きさを比較してこれが同じになるようにファンモータ駆動電流を帰還制御する手段とを備えたファンモータ制御装置であって、
前記ファンモータの回転数を上限値以内で回転させるように前記駆動電流値指令信号の指示値を設定しておき、瞬時停電が生じ、停電が復帰したとき、直ちにマイコンが駆動電流値指令信号を送出して前記ファンモータ駆動電流の帰還制御を再開することを特徴とするファンモータ制御装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001122541A JP3609746B2 (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | ファンモータ制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002317931A JP2002317931A (ja) | 2002-10-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2001
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