JP4197101B2 - ファンモータおよびそれを搭載した換気装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にレンジフードや天井埋め込み型等の排気用および給気用の換気装置に搭載するファンモータ、およびそのファンモータを搭載した換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レンジフードや天井埋め込み型の換気装置などにおいては、高効率化による消費電力の削減をした上で、ダクト配管形態による圧力損失や外風圧、フィルタ等の目詰まりによる圧力損失の変化の影響を受けることなく、調理の状態や居室の状況に応じて最適な風量で換気ができるような制御性の良いファンモータが求められている。また、２４時間常時換気の増加にともない、静音化および低消費電力化したファンモータが求められている。
【０００３】
従来、この種のファンモータの一例として特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報や特開昭６２−１６２７９１号公報や特開平８−１５２１６５号公報のような構成が開示されている。特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報に示されている風量一定制御方式のファンモータはＤＣモータを搭載し、ファンモータの運転回転数を検出する回転数検出手段とファンモータへの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、指示風量に対して一定運転するために必要な規定回転数を複数の印加電圧に対応して記憶する規定回転数記憶手段を設け、印加電圧検出手段によって検出された印加電圧時に必要な規定回転数を規定回転数記憶手段から選定し、回転数検出手段によって検出した運転回転数と選定した規定回転数が一致するよう印加電圧を昇圧あるいは降圧するファンモータの構成である。また、特開昭６２−１６２７９１号公報に示される送排風機の風量制御方法は、送排風機を所定の基準回転速度で実運転したときの、３相誘導電動機への入力電力を検出し、予め求められた、送排風機の基準回転速度における送排風量と入力電力の関係を、３相誘導電動機の効率と排送風機のファン効率が既知であることを利用した関数式から運転風量を算出し、算出された送排風量から、所望の送排風量を得られる回転速度を前記関数式から算出して制御する構成である。また、特開平８−１５２１６５号公報に示される換気扇の風量制御装置は、ＤＣモータを搭載したファンモータを定電流スタートし、その時の運転回転数を検出し、この運転回転数から換気扇の負荷量としての据え付け条件を検索し、検索した負荷量に基づいて設定風量に対応したファンモータの設定回転数を求め、電圧を可変しながら設定回転数と運転回転数が一致するよう制御する（このとき電流値は制御対象ではない）構成である。しかしながら、２４時間常時換気の増加にともない、高効率化のために、誘導電動機からＤＣモータを搭載するようになってきた。さらには、磁石回転子の磁極数も４極から６極，８極へと多極化してきている。そして、２５Ｗを越えるような出力の高いモータにおいては、トルクリップル・トルク変化率を小さくして、騒音・振動の発生を抑制するために、ＤＣモータの電機子巻線への通電を１２０度から１３０度へ、１３０度から１４０度へ、１４０度から１５０度へと導通角を拡げた通電制御も必要になってきており、そのためには磁石回転子の磁極位置を誘起電圧のゼロクロスを検出して行う方法ではなく、ホールＩＣなどを用いて磁石回転子の磁極位置を検出し、通電相の切替を行う方式を採用している。このようなＤＣモータの場合は、プリント基板上にホールＩＣを実装，はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールＩＣにて検知できるように、プリント基板をＤＣモータ内部の固定子などに取り付けたＤＣモータの構造である。また、２５Ｗ以下の出力のモータにおいては、制御回路の小型化を図るために、モータ駆動回路をモータ内部に内蔵したＤＣモータを採用する方式が増えてきている。このような場合は、プリント基板上にホールＩＣと、このホールＩＣの出力信号に基づいて電機子巻線への通電相を切り替えるロジック回路とスイッチング素子を内蔵した汎用の駆動ＩＣなどを実装・はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールＩＣにて検知できるように、プリント基板をＤＣモータ内部の固定子などに取り付けたＤＣモータの構造である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のファンモータによれば、特開昭６２−１６２７９１号公報に示される送排風機の風量制御方法では、ファンモータにおいて、静圧や空気温度の変化によって、ファンブレードに対する空気の流入角度、流入位置や、渦の発生度合いが変化するので、ファン効率は非線形となり、容易に既知とはならず、さらに、ファン負荷（トルク）や磁石温度、巻線抵抗値の変化によって、モータの損失である銅損、鉄損、機械損の割合や、その絶対値が変化するのでモータ効率も非線形となり、容易に既知とはならないものであり、常温であっても開示された内容では、風量一定制御の実現は困難であり、一品一様の制御仕様となるとともに、精度が高い風量制御ができないという課題があった。
【０００５】
また、特開平８−１５２１６５号公報に示される換気扇の風量制御装置では、一定時間毎の定電流下における回転数の判断から、ダクト配管などの圧力損失条件等の設置条件を推測しているので、推測時に空気温度の変化による空気比重量の変化や、外風等の影響により負荷条件を実際とは異なる状態と間違って判断する可能性が非常に高いため、精度が高い風量制御ができないという課題があった。
【０００６】
また、仮に推測時点での負荷条件を正確に推測できたとしても、負荷条件の検知が、そのとき限りの１ポイントであるため、居室内のドアの開閉状況や、空気温度が推測時と異なる環境下では、設定風量とは異なる風量にあえて制御するので、精度が高い風量一定制御ができないという課題があった。
【０００７】
また、特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報の構成において、高効率化や低振動化のために、特開平８−１５２１６５号公報に示されるように、ＤＣモータの電機子巻線への通電相の切替をホールＩＣの信号出力に基づいて行う場合、プリント基板へのホールＩＣの実装は実装機のマウント精度が高いものでも、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ（平面上で）ずれてしまう。また、実装する際の接着剤の塗布量にもばらつきがあるので、磁石とホールＩＣとの空隙がばらつき、ホールＩＣの信号変化に差異が生じる。さらには、ホールＩＣのセンサ感度も±２０ｍＴのばらつきがあり、このようなばらつきを総合すると、磁石外径５０ｍｍ，磁石極数８極のＤＣモータの場合、誘起電圧位相に対する通電位相が電気角で±１０度程度ばらつくこととなり、同一のトルクと回転数を出力するために必要な印加電圧、電流が通電位相のばらつきにより大きく異なってくる。一般的に、転流タイミングが遅れ、通電位相が遅れ位相となる場合は、同一のトルクと回転数を出力するための印加電圧も電流も高くなり、逆に通電位相が進み位相の場合は、印加電圧も電流も低くなる。ここで、図８に従来のファンモータの通電位相が進み位相のモータと、遅れ位相のモータにおける同一指示風量・同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数特性を示す。図に示すように、同一指示風量・同一印加電圧時において通電位相が遅れ位相のモータの方が、進み位相のモータよりも回転数が高くなる。したがって、指示風量に対するＤＣモータへの印加電圧と規定回転数のテーブルが、通電位相の違いにより異なるため、通電位相が中心となるＤＣモータにてテーブルを作成した時、通電位相が遅れ位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、ＤＣモータへの印加電圧を昇圧していくので、風量が大幅に増加し、逆に通電位相が進み位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、ＤＣモータへの印加電圧を降圧していくので、風量が大幅に減少するという課題があった。
【０００８】
また、風量一定制御を実現するためには、ホールＩＣの位置を確認した上で個別にテーブルを作成するか、ＤＣモータを選別して搭載する必要があり、汎用性がないという課題があった。
【０００９】
また、近年は高圧ＰＷＭ駆動方式のＤＣモータが増加しているため、特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報の構成に示すような、ＤＣモータへの印加電圧をパラメータとする方法に、高圧ＰＷＭ駆動方式を適用した場合は、交流電源を整流平滑した後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとする必要があるので、使用するマイコンなどのＲＯＭ容量の制限から、分解能が粗くなり、安価に高精度な制御の実現は困難であるという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ホールＩＣの信号出力に基づいて電機子巻線への通電切替を行い、通電位相が遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載したファンモータであっても、風量を指示風量に対して安価に高精度で一定に制御できるファンモータおよびそれを搭載した換気装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のファンモータは上記目的を達成するために、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１２】
本発明によれば、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と、基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数との差から、規定回転数を補正して制御するので、通電位相がばらついても、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１３】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、基準の雰囲気温度時において、前記風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、基準の雰囲気温度時において前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１４】
本発明によれば、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性乖離分の補正量を決定し、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて、規定回転数を補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１５】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、電流を検知する電流検知手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１６】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性乖離分の補正量を決定し、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて、規定回転数を補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１７】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、電流を検知する電流検知手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、基準の雰囲気温度時において、前記風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、基準の雰囲気温度時において前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１８】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性乖離分の補正量を決定し、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて、規定回転数を補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１９】
また他の手段は、最大静圧実施手段はファンモータの吸い込み側を略締め切り状態に制御することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２０】
本発明によれば、ファンモータの吸い込み側を略締め切り状態とするので、ファンモータのケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ファンブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度にＤＣモータの特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータが得られる。
【００２１】
また他の手段は、最大静圧実施手段は完全な締め切り状態にしないことを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２２】
本発明によれば、特性乖離判別手段がＤＣモータの状態を把握するときに、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生を抑制するため、回転むら等による振動の発生を抑制するので、低振動なファンモータが得られる。
【００２３】
また他の手段は、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２４】
本発明によれば、特性乖離判別手段がＤＣモータの特性面の状態を周期的に把握するので、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、このファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と、基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数との差から、ホールＩＣ等の実装位置ばらつきなどによるＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２６】
また、ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、基準の雰囲気温度時において、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２７】
また、電流を検知する電流検知手段と、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ＰＷＭ駆動のＤＣモータであっても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と、基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数との差から、ホールＩＣ等の実装位置ばらつきなどによるＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２８】
また、電流を検知する電流検知手段と、基準の雰囲気温度時において、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ＰＷＭ駆動のＤＣモータであっても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差と雰囲気温度の温度変化から、ＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２９】
また、最大静圧実施手段はファンモータの吸い込み側を略締め切り状態に制御することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ファンモータのケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ファンブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数のばらつきを抑制するという作用を有する。
【００３０】
また、最大静圧実施手段は完全な締め切り状態にしないことを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生の抑制から、回転むらを抑制するとともに、振動の発生も抑制するという作用を有する。
【００３１】
また他の手段は、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がＤＣモータの特性面の状態を周期的に把握するという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明の実施例について図１〜図７を参照しながら説明する。
【００３３】
【実施例】
（実施例１）
図１〜図６に示すように、１はＤＣモータ２を搭載した遠心型のファンモータで、１９はファンモータ１を内蔵した筐体状の換気装置であり、室内から室内空気を吸い込むための給気口１９ａと、吸い込んだ室内空気を屋外に排気するための排気口１９ｂを開口している。給気ダクト１４ａ、給気口１９ａを介して換気装置１９内のファンモータ１によって吸い込まれた、たばこの煙や調理による廃ガス、油煙によって汚染した室内空気は、排気口１９ｂ、排気ダクト１４ｂを介して建物の壁１５を貫通して屋外に排出される。４はサーミスタなどの雰囲気温度検出手段で、換気する空気の温度を検出する。ＤＣモータ２は磁石回転子３の磁極位置を検出するホールＩＣ５と、駆動ロジック回路６ａとスイッチング素子群６ｂよりなる通電制御手段６等を搭載した駆動ＩＣ（図示せず）や、コンデンサ等の電子部品を実装したプリント基板（図示せず）を内蔵した構造である（図１はブロック図のためＤＣモータ２内に内蔵した状態では図示せず）。駆動ロジック回路６ａはホールＩＣ５の信号出力を基に、スイッチング素子群６ｂをＯＮ・ＯＦＦ制御して電機子巻線１７への通電切り替えを制御する。１３は弱、中、強などのファンモータ１の運転風量を指示する風量指示手段で、９はホールＩＣ５の信号出力から運転回転数を検知する運転回転数検出手段で、１８はＤＣモータ２への印加電圧を検知する印加電圧検出手段である。１６は給気ダンパで、最大静圧実施手段１０の指令により、給気口１９ａを９５％程度閉塞することが可能な構造である。１２は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を複数の印加電圧に対応して記憶する基準時規定回転数記憶手段である。８は規定回転数補正手段で、ＤＣモータ２において、基準となるＤＣモータとの特性乖離分を対象にして規定回転数を補正する特性乖離判別手段８ａと、雰囲気温度検出手段４が検知した温度と基準の所定温度の温度差に応じて規定回転数を補正する温度補正手段８ｂより構成される。１１は風量制御手段で、基準時規定回転数記憶手段１２から指示風量と印加電圧に対応した基準の規定回転数を選定し、選定した規定回転数を規定回転数補正手段８が補正し、補正した規定回転数と運転回転数が同一になるようにＤＣモータ２への印加電圧を制御する。そして、特性乖離判別手段８ａの実施動作は換気装置１９の設置時にテストモードにて行い、実施した結果は特性乖離記憶手段８ｃに記憶する構成である。
【００３４】
上記構成において、換気装置１９の設置時にテストモードの実施によって、特性乖離判別手段８ａは、最大静圧実施手段１０を制御するとともに、ＤＣモータ２に所定電圧を印加し、ファンモータ１を略最大静圧状態にして運転する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数とを比較し、基準時比較対象回転数の方が高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断して、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正量を決定し、逆に基準時比較対象回転数の方が低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断して、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をプラス補正する補正量を決定する。この時の補正量は温度補正された基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数との差に応じて決定する。そして、決定された補正量は特性乖離記憶手段８ｃに記憶される。ここで、換気装置１９のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段８ｂは雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段１３によって指示された指示風量と、印加電圧検出手段１８によって検出された印加電圧値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、規定回転数補正手段８はテストモード時に特性乖離記憶手段８ｃに記憶した特性乖離分の補正量と、温度補正手段８ｂが決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段１１は規定回転数補正手段８によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段９が検出した運転回転数とが一致するようにＤＣモータ２への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。ここで、図２にはＤＣモータの特性乖離の影響によるファンモータの風量−静圧と風量−回転数特性を示し、図３にはＤＣモータの特性乖離の影響によるモータトルク−回転数特性を示す。図からも明らかなように、遠心型のファンモータにおいて、静圧ゼロの状態よりも最大静圧状態の方がＤＣモータに対する負荷は軽くなるので、製造時のばらつき等による特性乖離は最大静圧状態に近くなれば近くなるほど、その運転回転数の差が顕著に現れることとなる。また、ＤＣモータへの印加電圧が高くなれば高くなるほど、最大静圧近傍の運転回転数の差が大きくなることとなる。そして、磁石回転子の磁石の磁束量が小さくなればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は高くなり、ホールＩＣの実装位置のばらつきにより、通電位相が遅れ位相になればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は高くなり、ベアリングなど軸受けの動トルクが小さくなればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は高くなり、電機子巻線の抵抗値が小さくなればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は若干高くなる。したがって、磁束量が小さいＤＣモータや遅れ位相のＤＣモータや軸受け動トルクの小さいＤＣモータや電機子巻線の抵抗値が小さいＤＣモータを搭載したファンモータは、基準となるＤＣモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点を低い印加電圧にて達成できることとなるので、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、磁束量が大きいＤＣモータや進み位相のＤＣモータや軸受け動トルクの大きいＤＣモータや電機子巻線の抵抗値が大きいＤＣモータを搭載したファンモータは、基準となるＤＣモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点が高い印加電圧が必要になるので、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。また、図４には雰囲気温度が高温の場合と低温の場合における同一指示風量・同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数特性を示す。図からも明らかなように、同一指示風量・同一印加電圧時において雰囲気温度が高温の方が、雰囲気温度が低温となるよりも回転数が高くなる。したがって、雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。
【００３５】
このような本発明の実施例１のファンモータ１および換気装置１９によれば、最大静圧実施手段１０がファンモータ１にかかる静圧を略最大とし、雰囲気温度検出手段４によって検出したファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数とを比較することによって、特性乖離判別手段８ａがＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段８が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータ２の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３６】
また、最大静圧実施手段１０はファンモータ１の吸い込み側を閉塞するので、ファンモータ１のケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータ２の特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３７】
また、最大静圧実施手段１０は完全な締め切り状態にしないので、特性乖離判別手段８ａがＤＣモータ２の状態を把握するときに、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生を抑制するため、回転むら等による振動の発生を抑制するので、低振動なファンモータおよび換気装置が得られるとともに、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータ２の特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３８】
また特性乖離判別手段８ａを動作するテストモードを、例えば１年に１回実施するなど、周期的に動作させることによって、ＤＣモータ２に使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりＤＣモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３９】
なお、クリーンルームのように、ほぼ恒温恒湿の環境下に設置されるファンモータや換気装置においては、雰囲気温度を検出して、規定回転数を補正する手段を設けなくても良く、指示風量に対して略一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００４０】
また、ＤＣモータ２は磁極位置を検出するホールＩＣ５を内蔵した構成としたが、誘起電圧などから磁極位置を検出するセンサレス駆動方式のＤＣモータの構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４１】
また、基準時規定回転数記憶手段１２から選定した回転数を直接加・減して規定回転数を補正する制御方法としたが、参照する印加電圧をシフトして、規定回転数を選定する方法としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４２】
また、基準時比較対象回転数を検知した雰囲気温度時の値に補正したが、検出した略最大静圧時運転回転数を基準の雰囲気温度時の値に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４３】
また、基準時規定回転数記憶手段１２は回転数そのものを記憶する構成としたが、関数式を記憶する構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４４】
また、ＰＷＭ駆動方式の場合は、整流平滑後の波高値を検知し、検知した波高値にデューティーを掛け合わせた値を電圧として制御すれば良く、その作用効果に差異を生じない。また、波高値がばらつかない場合は、デューティーをそのまま電圧として制御すれば良い。
【００４５】
また、換気装置１９の給気口１９ａは１ヶ所としたが、何ヶ所設けても良く、設けた全ての給気口を塞ぐ構成であれば、その作用効果に差異を生じない。
【００４６】
また、特性乖離判別手段８ａの動作時にＤＣモータ２への印加電圧の値は、ファンモータ１あるいは換気装置１９が許容される騒音から決定すればよいが、その印加電圧は高ければ高いほど、特性乖離を詳細に認識できることとなる。また、２種類の印加電圧にて判断するようにすれば、さらに特性乖離を詳細に認識できることとなる。
【００４７】
（実施例２）
図７に示すように、２０はＤＣモータ２を搭載した遠心型のファンモータで、２１はファンモータ２０を内蔵した換気装置である。２２はＤＣモータ２の駆動電流を検知する電流検出手段で、２３は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を複数の電流に対応して記憶する基準時規定回転数記憶手段である。その他の構成は実施例１と同一であり、詳細な説明は省略する。
【００４８】
上記構成において、換気装置２１の設置時にテストモードの実施によって、特性乖離判別手段８ａは、最大静圧実施手段１０を制御するとともに、ＤＣモータ２に所定電圧を印加し、ファンモータ２０を略最大静圧状態にして運転する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを比較し、基準時比較対象回転数の方が高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断して、電流をパラメータとした基準時規定回転数記憶手段２３に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正量を決定し、逆に基準時比較対象回転数の方が低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断して、基準時規定回転数記憶手段２３に記憶された規定回転数をプラス補正する補正量を決定する。この時の補正量は温度補正された基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数との差に応じて決定する。そして、決定された補正量は特性乖離記憶手段８ｃに記憶される。ここで、換気装置２１のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段８ｂは雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段１３によって指示された指示風量と、電流検出手段２２によって検出された電流値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段２３から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、規定回転数補正手段８はテストモード時に特性乖離記憶手段８ｃに記憶した特性乖離分の補正量と、温度補正手段８ｂが決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段１１は規定回転数補正手段８によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段９が検出した運転回転数とが一致するようにＤＣモータ２への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。
【００４９】
このような本発明のファンモータ２０および換気装置２１によれば、最大静圧実施手段１０がファンモータ２０にかかる静圧を略最大とし、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ２０が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを比較することによって、特性乖離判別手段８ａがＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段８が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータ２の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５０】
また、基準時規定回転数記憶手段２３は電流をパラメータとして記憶しているので、ＤＣモータ２の駆動方式が高圧ＰＷＭであっても、整流平滑後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとしないので、使用するマイコンなどの１ビットあたりの分解能が粗くなるのを抑制することから、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５１】
なお、実施例２では、基準時比較対象回転数を検知した雰囲気温度時の値に補正したが、検出した略最大静圧時運転回転数を基準の雰囲気温度時の値に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００５２】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、最大静圧実施手段がファンモータにかかる静圧を略最大とし、基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを比較することによって、特性乖離判別手段がＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段が特性乖離分の規定回転数を補正するので、ＤＣモータの特性ばらつきの影響を受けることなく、風量センサや差圧センサなどの高価なセンサを使用することなく高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５３】
また、最大静圧実施手段がファンモータにかかる静圧を略最大とし、雰囲気温度検出手段によってファンモータが吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを同一の雰囲気温度下での比較をすることによって、特性乖離判別手段がＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータの特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、風量センサや差圧センサなどの高価なセンサを使用することなく高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５４】
また、基準時規定回転数記憶手段は電流をパラメータとして記憶しているので、ＤＣモータの駆動方式が高圧ＰＷＭであっても、整流平滑後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとしないので、使用するマイコンなどの１ビットあたりの分解能が粗くなるのを抑制することから、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５５】
また、最大静圧実施手段１０はファンモータ１の吸い込み側を閉塞するので、ファンモータ１のケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータ２の特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５６】
また、最大静圧実施手段は完全な締め切り状態にしないので、特性乖離判別手段がＤＣモータの状態を把握するときに、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生を抑制するため、回転むら等による振動の発生を抑制するので、低振動なファンモータおよび換気装置が得られるとともに、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータの特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５７】
また特性乖離判別手段を周期的に動作させることによって、ＤＣモータに使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりＤＣモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図２】同ファンモータに搭載するＤＣモータの特性乖離による風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【図３】同ファンモータに搭載するＤＣモータの特性乖離によるモータトルク−回転数特性を示すグラフ
【図４】同ファンモータの雰囲気温度変化時の風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【図５】同ファンモータにおける基準時規定回転数記憶手段の記憶内容の一例を示す表を表す図
【図６】同ファンモータにおける規定回転数の補正内容の一例を示す表を表す図
【図７】本発明の実施例２におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図８】従来のファンモータにおける通電位相の違いによる風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【符号の説明】
１ ファンモータ
２ ＤＣモータ
３ 磁石回転子
４ 雰囲気温度検出手段
５ ホールＩＣ
６ 通電制御手段
６ａ 駆動ロジック回路
６ｂ スイッチング素子群
７ 基準時比較対象回転数記憶手段
８ 規定回転数補正手段
８ａ 特性乖離判別手段
８ｂ 温度補正手段
８ｃ 特性乖離記憶手段
９ 運転回転数検出手段
１０ 最大静圧実施手段
１１ 風量制御手段
１２ 基準時規定回転数記憶手段
１３ 風量指示手段
１４ａ 給気ダクト
１４ｂ 排気ダクト
１５ 壁
１６ 給気ダンパ
１７ 電機子巻線
１８ 印加電圧検出手段
１９ 換気装置
１９ａ 給気口
１９ｂ 排気口
２０ ファンモータ
２１ 換気装置
２２ 電流検出手段
２３ 基準時規定回転数記憶手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にレンジフードや天井埋め込み型等の排気用および給気用の換気装置に搭載するファンモータ、およびそのファンモータを搭載した換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レンジフードや天井埋め込み型の換気装置などにおいては、高効率化による消費電力の削減をした上で、ダクト配管形態による圧力損失や外風圧、フィルタ等の目詰まりによる圧力損失の変化の影響を受けることなく、調理の状態や居室の状況に応じて最適な風量で換気ができるような制御性の良いファンモータが求められている。また、２４時間常時換気の増加にともない、静音化および低消費電力化したファンモータが求められている。
【０００３】
従来、この種のファンモータの一例として特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報や特開昭６２−１６２７９１号公報や特開平８−１５２１６５号公報のような構成が開示されている。特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報に示されている風量一定制御方式のファンモータはＤＣモータを搭載し、ファンモータの運転回転数を検出する回転数検出手段とファンモータへの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、指示風量に対して一定運転するために必要な規定回転数を複数の印加電圧に対応して記憶する規定回転数記憶手段を設け、印加電圧検出手段によって検出された印加電圧時に必要な規定回転数を規定回転数記憶手段から選定し、回転数検出手段によって検出した運転回転数と選定した規定回転数が一致するよう印加電圧を昇圧あるいは降圧するファンモータの構成である。また、特開昭６２−１６２７９１号公報に示される送排風機の風量制御方法は、送排風機を所定の基準回転速度で実運転したときの、３相誘導電動機への入力電力を検出し、予め求められた、送排風機の基準回転速度における送排風量と入力電力の関係を、３相誘導電動機の効率と排送風機のファン効率が既知であることを利用した関数式から運転風量を算出し、算出された送排風量から、所望の送排風量を得られる回転速度を前記関数式から算出して制御する構成である。また、特開平８−１５２１６５号公報に示される換気扇の風量制御装置は、ＤＣモータを搭載したファンモータを定電流スタートし、その時の運転回転数を検出し、この運転回転数から換気扇の負荷量としての据え付け条件を検索し、検索した負荷量に基づいて設定風量に対応したファンモータの設定回転数を求め、電圧を可変しながら設定回転数と運転回転数が一致するよう制御する（このとき電流値は制御対象ではない）構成である。しかしながら、２４時間常時換気の増加にともない、高効率化のために、誘導電動機からＤＣモータを搭載するようになってきた。さらには、磁石回転子の磁極数も４極から６極，８極へと多極化してきている。そして、２５Ｗを越えるような出力の高いモータにおいては、トルクリップル・トルク変化率を小さくして、騒音・振動の発生を抑制するために、ＤＣモータの電機子巻線への通電を１２０度から１３０度へ、１３０度から１４０度へ、１４０度から１５０度へと導通角を拡げた通電制御も必要になってきており、そのためには磁石回転子の磁極位置を誘起電圧のゼロクロスを検出して行う方法ではなく、ホールＩＣなどを用いて磁石回転子の磁極位置を検出し、通電相の切替を行う方式を採用している。このようなＤＣモータの場合は、プリント基板上にホールＩＣを実装，はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールＩＣにて検知できるように、プリント基板をＤＣモータ内部の固定子などに取り付けたＤＣモータの構造である。また、２５Ｗ以下の出力のモータにおいては、制御回路の小型化を図るために、モータ駆動回路をモータ内部に内蔵したＤＣモータを採用する方式が増えてきている。このような場合は、プリント基板上にホールＩＣと、このホールＩＣの出力信号に基づいて電機子巻線への通電相を切り替えるロジック回路とスイッチング素子を内蔵した汎用の駆動ＩＣなどを実装・はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールＩＣにて検知できるように、プリント基板をＤＣモータ内部の固定子などに取り付けたＤＣモータの構造である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のファンモータによれば、特開昭６２−１６２７９１号公報に示される送排風機の風量制御方法では、ファンモータにおいて、静圧や空気温度の変化によって、ファンブレードに対する空気の流入角度、流入位置や、渦の発生度合いが変化するので、ファン効率は非線形となり、容易に既知とはならず、さらに、ファン負荷（トルク）や磁石温度、巻線抵抗値の変化によって、モータの損失である銅損、鉄損、機械損の割合や、その絶対値が変化するのでモータ効率も非線形となり、容易に既知とはならないものであり、常温であっても開示された内容では、風量一定制御の実現は困難であり、一品一様の制御仕様となるとともに、精度が高い風量制御ができないという課題があった。
【０００５】
また、特開平８−１５２１６５号公報に示される換気扇の風量制御装置では、一定時間毎の定電流下における回転数の判断から、ダクト配管などの圧力損失条件等の設置条件を推測しているので、推測時に空気温度の変化による空気比重量の変化や、外風等の影響により負荷条件を実際とは異なる状態と間違って判断する可能性が非常に高いため、精度が高い風量制御ができないという課題があった。
【０００６】
また、仮に推測時点での負荷条件を正確に推測できたとしても、負荷条件の検知が、そのとき限りの１ポイントであるため、居室内のドアの開閉状況や、空気温度が推測時と異なる環境下では、設定風量とは異なる風量にあえて制御するので、精度が高い風量一定制御ができないという課題があった。
【０００７】
また、特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報の構成において、高効率化や低振動化のために、特開平８−１５２１６５号公報に示されるように、ＤＣモータの電機子巻線への通電相の切替をホールＩＣの信号出力に基づいて行う場合、プリント基板へのホールＩＣの実装は実装機のマウント精度が高いものでも、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ（平面上で）ずれてしまう。また、実装する際の接着剤の塗布量にもばらつきがあるので、磁石とホールＩＣとの空隙がばらつき、ホールＩＣの信号変化に差異が生じる。さらには、ホールＩＣのセンサ感度も±２０ｍＴのばらつきがあり、このようなばらつきを総合すると、磁石外径５０ｍｍ，磁石極数８極のＤＣモータの場合、誘起電圧位相に対する通電位相が電気角で±１０度程度ばらつくこととなり、同一のトルクと回転数を出力するために必要な印加電圧、電流が通電位相のばらつきにより大きく異なってくる。一般的に、転流タイミングが遅れ、通電位相が遅れ位相となる場合は、同一のトルクと回転数を出力するための印加電圧も電流も高くなり、逆に通電位相が進み位相の場合は、印加電圧も電流も低くなる。ここで、図８に従来のファンモータの通電位相が進み位相のモータと、遅れ位相のモータにおける同一指示風量・同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数特性を示す。図に示すように、同一指示風量・同一印加電圧時において通電位相が遅れ位相のモータの方が、進み位相のモータよりも回転数が高くなる。したがって、指示風量に対するＤＣモータへの印加電圧と規定回転数のテーブルが、通電位相の違いにより異なるため、通電位相が中心となるＤＣモータにてテーブルを作成した時、通電位相が遅れ位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、ＤＣモータへの印加電圧を昇圧していくので、風量が大幅に増加し、逆に通電位相が進み位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、ＤＣモータへの印加電圧を降圧していくので、風量が大幅に減少するという課題があった。
【０００８】
また、風量一定制御を実現するためには、ホールＩＣの位置を確認した上で個別にテーブルを作成するか、ＤＣモータを選別して搭載する必要があり、汎用性がないという課題があった。
【０００９】
また、近年は高圧ＰＷＭ駆動方式のＤＣモータが増加しているため、特開平５−１４６１８９号公報や特開平５−２２３０９１号公報や特開平８−１４０３９０号公報の構成に示すような、ＤＣモータへの印加電圧をパラメータとする方法に、高圧ＰＷＭ駆動方式を適用した場合は、交流電源を整流平滑した後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとする必要があるので、使用するマイコンなどのＲＯＭ容量の制限から、分解能が粗くなり、安価に高精度な制御の実現は困難であるという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ホールＩＣの信号出力に基づいて電機子巻線への通電切替を行い、通電位相が遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載したファンモータであっても、風量を指示風量に対して安価に高精度で一定に制御できるファンモータおよびそれを搭載した換気装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のファンモータは上記目的を達成するために、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１２】
本発明によれば、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と、基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数との差から、規定回転数を補正して制御するので、通電位相がばらついても、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１３】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、基準の雰囲気温度時において、前記風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、基準の雰囲気温度時において前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１４】
本発明によれば、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性乖離分の補正量を決定し、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて、規定回転数を補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１５】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、電流を検知する電流検知手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１６】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性乖離分の補正量を決定し、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて、規定回転数を補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１７】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、電流を検知する電流検知手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、基準の雰囲気温度時において、前記風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、基準の雰囲気温度時において前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１８】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性乖離分の補正量を決定し、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて、規定回転数を補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１９】
また他の手段は、最大静圧実施手段はファンモータの吸い込み側を略締め切り状態に制御することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２０】
本発明によれば、ファンモータの吸い込み側を略締め切り状態とするので、ファンモータのケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ファンブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度にＤＣモータの特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータが得られる。
【００２１】
また他の手段は、最大静圧実施手段は完全な締め切り状態にしないことを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２２】
本発明によれば、特性乖離判別手段がＤＣモータの状態を把握するときに、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生を抑制するため、回転むら等による振動の発生を抑制するので、低振動なファンモータが得られる。
【００２３】
また他の手段は、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２４】
本発明によれば、特性乖離判別手段がＤＣモータの特性面の状態を周期的に把握するので、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、このファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と、基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数との差から、ホールＩＣ等の実装位置ばらつきなどによるＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２６】
また、ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、基準の雰囲気温度時において、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から、ＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２７】
また、電流を検知する電流検知手段と、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ＰＷＭ駆動のＤＣモータであっても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と、基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数との差から、ホールＩＣ等の実装位置ばらつきなどによるＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２８】
また、電流を検知する電流検知手段と、基準の雰囲気温度時において、風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ＰＷＭ駆動のＤＣモータであっても、特性乖離判別手段がファンモータの略最大静圧時の実運転回転数と基準となるＤＣモータの基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差と雰囲気温度の温度変化から、ＤＣモータの特性面の状態を正確に把握し、規定回転数を補正するという作用を有する。
【００２９】
また、最大静圧実施手段はファンモータの吸い込み側を略締め切り状態に制御することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ファンモータのケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ファンブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数のばらつきを抑制するという作用を有する。
【００３０】
また、最大静圧実施手段は完全な締め切り状態にしないことを特徴とするファンモータの構成としたものであり、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生の抑制から、回転むらを抑制するとともに、振動の発生も抑制するという作用を有する。
【００３１】
また他の手段は、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がＤＣモータの特性面の状態を周期的に把握するという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明の実施例について図１〜図７を参照しながら説明する。
【００３３】
【実施例】
（実施例１）
図１〜図６に示すように、１はＤＣモータ２を搭載した遠心型のファンモータで、１９はファンモータ１を内蔵した筐体状の換気装置であり、室内から室内空気を吸い込むための給気口１９ａと、吸い込んだ室内空気を屋外に排気するための排気口１９ｂを開口している。給気ダクト１４ａ、給気口１９ａを介して換気装置１９内のファンモータ１によって吸い込まれた、たばこの煙や調理による廃ガス、油煙によって汚染した室内空気は、排気口１９ｂ、排気ダクト１４ｂを介して建物の壁１５を貫通して屋外に排出される。４はサーミスタなどの雰囲気温度検出手段で、換気する空気の温度を検出する。ＤＣモータ２は磁石回転子３の磁極位置を検出するホールＩＣ５と、駆動ロジック回路６ａとスイッチング素子群６ｂよりなる通電制御手段６等を搭載した駆動ＩＣ（図示せず）や、コンデンサ等の電子部品を実装したプリント基板（図示せず）を内蔵した構造である（図１はブロック図のためＤＣモータ２内に内蔵した状態では図示せず）。駆動ロジック回路６ａはホールＩＣ５の信号出力を基に、スイッチング素子群６ｂをＯＮ・ＯＦＦ制御して電機子巻線１７への通電切り替えを制御する。１３は弱、中、強などのファンモータ１の運転風量を指示する風量指示手段で、９はホールＩＣ５の信号出力から運転回転数を検知する運転回転数検出手段で、１８はＤＣモータ２への印加電圧を検知する印加電圧検出手段である。１６は給気ダンパで、最大静圧実施手段１０の指令により、給気口１９ａを９５％程度閉塞することが可能な構造である。１２は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を複数の印加電圧に対応して記憶する基準時規定回転数記憶手段である。８は規定回転数補正手段で、ＤＣモータ２において、基準となるＤＣモータとの特性乖離分を対象にして規定回転数を補正する特性乖離判別手段８ａと、雰囲気温度検出手段４が検知した温度と基準の所定温度の温度差に応じて規定回転数を補正する温度補正手段８ｂより構成される。１１は風量制御手段で、基準時規定回転数記憶手段１２から指示風量と印加電圧に対応した基準の規定回転数を選定し、選定した規定回転数を規定回転数補正手段８が補正し、補正した規定回転数と運転回転数が同一になるようにＤＣモータ２への印加電圧を制御する。そして、特性乖離判別手段８ａの実施動作は換気装置１９の設置時にテストモードにて行い、実施した結果は特性乖離記憶手段８ｃに記憶する構成である。
【００３４】
上記構成において、換気装置１９の設置時にテストモードの実施によって、特性乖離判別手段８ａは、最大静圧実施手段１０を制御するとともに、ＤＣモータ２に所定電圧を印加し、ファンモータ１を略最大静圧状態にして運転する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数とを比較し、基準時比較対象回転数の方が高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断して、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正量を決定し、逆に基準時比較対象回転数の方が低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断して、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をプラス補正する補正量を決定する。この時の補正量は温度補正された基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数との差に応じて決定する。そして、決定された補正量は特性乖離記憶手段８ｃに記憶される。ここで、換気装置１９のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段８ｂは雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段１３によって指示された指示風量と、印加電圧検出手段１８によって検出された印加電圧値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、規定回転数補正手段８はテストモード時に特性乖離記憶手段８ｃに記憶した特性乖離分の補正量と、温度補正手段８ｂが決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段１１は規定回転数補正手段８によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段９が検出した運転回転数とが一致するようにＤＣモータ２への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。ここで、図２にはＤＣモータの特性乖離の影響によるファンモータの風量−静圧と風量−回転数特性を示し、図３にはＤＣモータの特性乖離の影響によるモータトルク−回転数特性を示す。図からも明らかなように、遠心型のファンモータにおいて、静圧ゼロの状態よりも最大静圧状態の方がＤＣモータに対する負荷は軽くなるので、製造時のばらつき等による特性乖離は最大静圧状態に近くなれば近くなるほど、その運転回転数の差が顕著に現れることとなる。また、ＤＣモータへの印加電圧が高くなれば高くなるほど、最大静圧近傍の運転回転数の差が大きくなることとなる。そして、磁石回転子の磁石の磁束量が小さくなればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は高くなり、ホールＩＣの実装位置のばらつきにより、通電位相が遅れ位相になればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は高くなり、ベアリングなど軸受けの動トルクが小さくなればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は高くなり、電機子巻線の抵抗値が小さくなればなるほど、最大静圧近傍の運転回転数は若干高くなる。したがって、磁束量が小さいＤＣモータや遅れ位相のＤＣモータや軸受け動トルクの小さいＤＣモータや電機子巻線の抵抗値が小さいＤＣモータを搭載したファンモータは、基準となるＤＣモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点を低い印加電圧にて達成できることとなるので、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、磁束量が大きいＤＣモータや進み位相のＤＣモータや軸受け動トルクの大きいＤＣモータや電機子巻線の抵抗値が大きいＤＣモータを搭載したファンモータは、基準となるＤＣモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点が高い印加電圧が必要になるので、基準時規定回転数記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。また、図４には雰囲気温度が高温の場合と低温の場合における同一指示風量・同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数特性を示す。図からも明らかなように、同一指示風量・同一印加電圧時において雰囲気温度が高温の方が、雰囲気温度が低温となるよりも回転数が高くなる。したがって、雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。
【００３５】
このような本発明の実施例１のファンモータ１および換気装置１９によれば、最大静圧実施手段１０がファンモータ１にかかる静圧を略最大とし、雰囲気温度検出手段４によって検出したファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数とを比較することによって、特性乖離判別手段８ａがＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段８が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータ２の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３６】
また、最大静圧実施手段１０はファンモータ１の吸い込み側を閉塞するので、ファンモータ１のケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータ２の特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３７】
また、最大静圧実施手段１０は完全な締め切り状態にしないので、特性乖離判別手段８ａがＤＣモータ２の状態を把握するときに、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生を抑制するため、回転むら等による振動の発生を抑制するので、低振動なファンモータおよび換気装置が得られるとともに、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータ２の特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３８】
また特性乖離判別手段８ａを動作するテストモードを、例えば１年に１回実施するなど、周期的に動作させることによって、ＤＣモータ２に使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりＤＣモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００３９】
なお、クリーンルームのように、ほぼ恒温恒湿の環境下に設置されるファンモータや換気装置においては、雰囲気温度を検出して、規定回転数を補正する手段を設けなくても良く、指示風量に対して略一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００４０】
また、ＤＣモータ２は磁極位置を検出するホールＩＣ５を内蔵した構成としたが、誘起電圧などから磁極位置を検出するセンサレス駆動方式のＤＣモータの構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４１】
また、基準時規定回転数記憶手段１２から選定した回転数を直接加・減して規定回転数を補正する制御方法としたが、参照する印加電圧をシフトして、規定回転数を選定する方法としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４２】
また、基準時比較対象回転数を検知した雰囲気温度時の値に補正したが、検出した略最大静圧時運転回転数を基準の雰囲気温度時の値に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４３】
また、基準時規定回転数記憶手段１２は回転数そのものを記憶する構成としたが、関数式を記憶する構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４４】
また、ＰＷＭ駆動方式の場合は、整流平滑後の波高値を検知し、検知した波高値にデューティーを掛け合わせた値を電圧として制御すれば良く、その作用効果に差異を生じない。また、波高値がばらつかない場合は、デューティーをそのまま電圧として制御すれば良い。
【００４５】
また、換気装置１９の給気口１９ａは１ヶ所としたが、何ヶ所設けても良く、設けた全ての給気口を塞ぐ構成であれば、その作用効果に差異を生じない。
【００４６】
また、特性乖離判別手段８ａの動作時にＤＣモータ２への印加電圧の値は、ファンモータ１あるいは換気装置１９が許容される騒音から決定すればよいが、その印加電圧は高ければ高いほど、特性乖離を詳細に認識できることとなる。また、２種類の印加電圧にて判断するようにすれば、さらに特性乖離を詳細に認識できることとなる。
【００４７】
（実施例２）
図７に示すように、２０はＤＣモータ２を搭載した遠心型のファンモータで、２１はファンモータ２０を内蔵した換気装置である。２２はＤＣモータ２の駆動電流を検知する電流検出手段で、２３は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を複数の電流に対応して記憶する基準時規定回転数記憶手段である。その他の構成は実施例１と同一であり、詳細な説明は省略する。
【００４８】
上記構成において、換気装置２１の設置時にテストモードの実施によって、特性乖離判別手段８ａは、最大静圧実施手段１０を制御するとともに、ＤＣモータ２に所定電圧を印加し、ファンモータ２０を略最大静圧状態にして運転する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを比較し、基準時比較対象回転数の方が高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断して、電流をパラメータとした基準時規定回転数記憶手段２３に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正量を決定し、逆に基準時比較対象回転数の方が低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断して、基準時規定回転数記憶手段２３に記憶された規定回転数をプラス補正する補正量を決定する。この時の補正量は温度補正された基準時比較対象回転数と略最大静圧時実運転回転数との差に応じて決定する。そして、決定された補正量は特性乖離記憶手段８ｃに記憶される。ここで、換気装置２１のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段８ｂは雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段１３によって指示された指示風量と、電流検出手段２２によって検出された電流値をパラメータとして基準時規定回転数記憶手段２３から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、規定回転数補正手段８はテストモード時に特性乖離記憶手段８ｃに記憶した特性乖離分の補正量と、温度補正手段８ｂが決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段１１は規定回転数補正手段８によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段９が検出した運転回転数とが一致するようにＤＣモータ２への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。
【００４９】
このような本発明のファンモータ２０および換気装置２１によれば、最大静圧実施手段１０がファンモータ２０にかかる静圧を略最大とし、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ２０が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段７に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数を検出した雰囲気温度時の値に補正し、この温度補正した基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを比較することによって、特性乖離判別手段８ａがＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段８が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータ２の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５０】
また、基準時規定回転数記憶手段２３は電流をパラメータとして記憶しているので、ＤＣモータ２の駆動方式が高圧ＰＷＭであっても、整流平滑後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとしないので、使用するマイコンなどの１ビットあたりの分解能が粗くなるのを抑制することから、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５１】
なお、実施例２では、基準時比較対象回転数を検知した雰囲気温度時の値に補正したが、検出した略最大静圧時運転回転数を基準の雰囲気温度時の値に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００５２】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、最大静圧実施手段がファンモータにかかる静圧を略最大とし、基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを比較することによって、特性乖離判別手段がＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段が特性乖離分の規定回転数を補正するので、ＤＣモータの特性ばらつきの影響を受けることなく、風量センサや差圧センサなどの高価なセンサを使用することなく高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５３】
また、最大静圧実施手段がファンモータにかかる静圧を略最大とし、雰囲気温度検出手段によってファンモータが吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準となるＤＣモータの略最大静圧時の運転回転数である基準時比較対象回転数と略最大静圧時運転回転数とを同一の雰囲気温度下での比較をすることによって、特性乖離判別手段がＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、規定回転数補正手段が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータの特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、風量センサや差圧センサなどの高価なセンサを使用することなく高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５４】
また、基準時規定回転数記憶手段は電流をパラメータとして記憶しているので、ＤＣモータの駆動方式が高圧ＰＷＭであっても、整流平滑後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとしないので、使用するマイコンなどの１ビットあたりの分解能が粗くなるのを抑制することから、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５５】
また、最大静圧実施手段１０はファンモータ１の吸い込み側を閉塞するので、ファンモータ１のケーシング舌部での空気の漏れや乱れを抑制するとともに、ブレード部を環流する渦の発生を抑制することから、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータ２の特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５６】
また、最大静圧実施手段は完全な締め切り状態にしないので、特性乖離判別手段がＤＣモータの状態を把握するときに、ファンブレードの同一面を往復する気流の発生を抑制するため、回転むら等による振動の発生を抑制するので、低振動なファンモータおよび換気装置が得られるとともに、最大静圧時の運転回転数がばらつかないため、高精度でＤＣモータの特性乖離の状態を把握できることとなり、常に指示風量に対して極めて高精度に一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５７】
また特性乖離判別手段を周期的に動作させることによって、ＤＣモータに使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりＤＣモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図２】同ファンモータに搭載するＤＣモータの特性乖離による風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【図３】同ファンモータに搭載するＤＣモータの特性乖離によるモータトルク−回転数特性を示すグラフ
【図４】同ファンモータの雰囲気温度変化時の風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【図５】同ファンモータにおける基準時規定回転数記憶手段の記憶内容の一例を示す表を表す図
【図６】同ファンモータにおける規定回転数の補正内容の一例を示す表を表す図
【図７】本発明の実施例２におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図８】従来のファンモータにおける通電位相の違いによる風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【符号の説明】
１ ファンモータ
２ ＤＣモータ
３ 磁石回転子
４ 雰囲気温度検出手段
５ ホールＩＣ
６ 通電制御手段
６ａ 駆動ロジック回路
６ｂ スイッチング素子群
７ 基準時比較対象回転数記憶手段
８ 規定回転数補正手段
８ａ 特性乖離判別手段
８ｂ 温度補正手段
８ｃ 特性乖離記憶手段
９ 運転回転数検出手段
１０ 最大静圧実施手段
１１ 風量制御手段
１２ 基準時規定回転数記憶手段
１３ 風量指示手段
１４ａ 給気ダクト
１４ｂ 排気ダクト
１５ 壁
１６ 給気ダンパ
１７ 電機子巻線
１８ 印加電圧検出手段
１９ 換気装置
１９ａ 給気口
１９ｂ 排気口
２０ ファンモータ
２１ 換気装置
２２ 電流検出手段
２３ 基準時規定回転数記憶手段
Claims (8)
- ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
- ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、基準の雰囲気温度時において、前記風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の印加電圧毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、基準の雰囲気温度時において前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と、前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
- ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、電流を検知する電流検知手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、基準の雰囲気温度時において前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数との差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
- ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、電流を検知する電流検知手段と、前記ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、基準の雰囲気温度時において、前記風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数を、複数の電流毎に記憶する基準時規定回転数記憶手段と、前記ファンモータにかかる静圧を略最大とする最大静圧実施手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記基準時規定回転数記憶手段に記憶された規定回転数を補正する規定回転数補正手段と、補正された規定回転数と前記回転数検出手段によって検出された運転回転数が一致するよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段と、基準の雰囲気温度時において前記基準となるＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数を基準時比較対象回転数として記憶する基準時比較対象回転数記憶手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータに所定の印加電圧を印加し、前記最大静圧実施手段が前記ファンモータにかかる静圧を略最大にしたときの運転回転数と前記基準時比較対象回転数記憶手段に記憶された基準時比較対象回転数とを同一の雰囲気温度条件下での比較を行い、その回転数差から規定回転数を補正する補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
- 最大静圧実施手段はファンモータの吸い込み側を略締め切り状態に制御することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のファンモータ。
- 最大静圧実施手段は完全な締め切り状態にしないことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のファンモータ。
- 特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のファンモータ。
- 請求項１から７の何れかに記載のファンモータを搭載した換気装置。
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