JP6270521B2

JP6270521B2 - Ｄｃファンモータの駆動装置及びダクト形空気調和機

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Publication number: JP6270521B2
Application number: JP2014023381A
Authority: JP
Inventors: 直也足立; 徹雄蟹江
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-02-10
Also published as: JP2015154499A

Description

本発明は、ダクト形空気調和機に係り、特に、ダクト形空気調和機の室内ユニット内に設けられたＤＣファンモータの駆動装置に関するものである。

熱交換器及びファンが内蔵されているユニット本体内で温調された空気を、例えば、天井内部等に設置されているダクトを介して室内に吹き出すようにしたダクト形空気調和機が知られている。ダクト形空気調和機においてダクトから吹出される風量は、ユニット本体内に設置されたＤＣファンモータの回転数をコントローラが制御することにより調整される（例えば、特許文献１参照）。

機外静圧（通風抵抗）は、ダクトの長さ、径、あるいは形状によって異なるため、例えば、ダクト形空気調和機の取付け時には、コントローラにおける設定静圧と実際の機外静圧とを一致させる調整作業が行われる。

特開２０１２−２４１９６９号公報

しかしながら、上記のように機外静圧と設定静圧とを調整した場合でも、その後の使用状況によって機外静圧が設定静圧と乖離してしまうことがある。このとき、ＤＣファンモータの負荷が増加する方向に機外静圧が変化した場合であって、ＤＣファンモータの目標回転数が高速領域に設定されている場合には、モータ電流が大きくなり、許容電流値を超えてしまうおそれがあった。
また、上記のような機外静圧及び設定静圧の調整作業が行われない場合もあり、その場合においても同様の問題が生ずる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、モータ電流を検出する電流センサ等を設けることなく、許容電流値を超えるモータ電流の発生を回避することのできるＤＣファンモータの駆動装置及びダクト形空気調和機を提供することを目的とする。

本発明の第１態様は、熱交換器により熱交換された空気をダクトを介して室内に吹出すダクト形空気調和機の室内ユニット内に設けられたＤＣファンモータの駆動装置であって、前記ＤＣファンモータのドライバ回路に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の駆動信号を生成するＰＷＭ駆動信号生成手段と、前記ドライバ回路に入力される直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記ＤＣファンモータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段によって検出されたモータ回転数が所定の目標回転数に一致するように回転数指令電圧を生成する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記直流電圧検出手段によって検出された直流電圧値が所定の電圧閾値未満であるか否かを判定する電圧判定手段と、前記電圧判定手段によって直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させる回転数低下手段とを有し、前記電圧閾値は、機外静圧と設定静圧との差を想定され得る最大値に設定したときの直流電圧とモータ電流との関係を示す電圧電流特性を取得し、この電圧電流特性において、モータ電流が許容電流値以上となる直流電圧範囲の上限値または該上限値に所定の余裕度を持たせた値に設定されているＤＣファンモータの駆動装置である。

このようなＤＣファンモータの駆動装置によれば、ドライバ回路に入力される直流電圧が直流電圧検出手段により検出され、ＤＣファンモータの回転数が回転数検出手段により検出され、これら検出値が制御手段に入力される。制御手段は、回転数検出手段によって検出されたモータ回転数を所定の目標回転数に一致させるための回転数指令電圧を生成し、ドライバ回路に出力する。この回転数指令電圧は、ドライバ回路内に設けられたＰＷＭ駆動信号生成手段により、回転数指令電圧に応じたＰＷＭ駆動信号に変換され、スイッチング素子がＰＷＭ駆動信号に基づいて駆動されることにより、ＤＣファンモータの回転数が制御される。
また、制御手段は、直流電圧検出手段によって検出された直流電圧値が所定の電圧閾値未満であるか否かを判定する電圧判定手段を有している。ここで、電圧閾値は、機外静圧と設定静圧との差を想定され得る最大値に設定したときの直流電圧とモータ電流との関係を示す電圧電流特性を取得し、この電圧電流特性において、モータ電流が許容電流値以上となる直流電圧範囲の上限値または該上限値に所定の余裕度を持たせた値に設定されている。したがって、直流電圧が電圧閾値未満か否かを判定することによって、モータ電流が許容電流値を超えることを事前に察知することができる。そして、電圧判定手段によって直流電圧値が電圧閾値未満であると判定された場合は、回転数低下手段がＤＣファンモータの回転数を低下させる。これにより、仮に機外静圧が設定静圧と乖離することにより負荷が変動した場合でも、モータ電流が許容電流値を超えることを未然に防ぐことが可能となる。

上記ＤＣファンモータの駆動装置において、前記ＰＷＭ駆動信号生成手段には、回転数指令電圧が入力され、前記制御手段は、前記モータ回転数と前記目標回転数との差が所定の回転数閾値を超えているか否かを判定する回転数判定手段を有し、前記回転数低下手段は、前記電圧判定手段によって、前記直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判断され、かつ、前記回転数判定手段によって、前記モータ回転数と前記目標回転数との差が所定の回転数閾値を超えていると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させることとしてもよい。この場合において、前記回転数閾値は、例えば、機外静圧と設定静圧とが一致している条件下において、目標回転数に最大目標回転数を設定して、前記制御手段により前記ＤＣファンモータを駆動させた場合のモータ回転数の変動幅に所定の余裕度を持たせた値に設定されていることとしてもよい。

例えば、直流電圧は変動が大きいため、直流電圧に基づく判定だけでは精度が十分ではない場合がある。上記構成によれば、直流電圧に基づく判定に加えて、モータ回転数と目標回転数との差が所定の回転数閾値を超えているか否かを判定する回転数判定手段を有し、回転数に基づいてモータ電流が許容電流値を超えるおそれがあるか否かを判断する。例えば、機外静圧と設定静圧とが乖離している場合、ＤＣファンモータに通常以上の負荷がかかり、これが原因でトルク不足が発生し、モータ回転数が目標回転数に達しないこととなる。したがって、モータ回転数と目標回転数との差を上記のごとく設定された回転数閾値と比較することにより、現在生じているモータ回転数と目標回転数との偏差が通常の回転数変動によるものなのか、それとも、トルク不足等によるものなのかを判定することが可能となる。このように、直流電圧に基づく判定に加えて、回転数に基づく判定を行うので、判定精度を高めることができる。

上記ＤＣファンモータの駆動装置において、前記制御手段は、前記回転数に基づく回転数判定手段に代えて、前記回転数指令電圧に対応するデューティが所定のデューティ閾値以上であるか否かを判定するデューティ判定手段を有し、前記回転数低下手段は、前記電圧判定手段によって、前記直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判断され、かつ、前記デューティ判定手段によって前記回転数指令電圧に対応するデューティが前記デューティ閾値以上であると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させることとしてもよい。この場合において、前記デューティ閾値は、例えば、機外静圧が設定静圧と一致している条件下で、目標回転数に最大目標回転数を設定して、前記制御手段によって前記ＤＣファンモータを駆動させた場合の入力電圧と回転数との関係を示す入力電圧回転数特性を得、この入力電圧回転数特性において回転数が最大目標回転数に到達したときのデューティの値または該デューティの値に所定の余裕度を持たせた値に設定されている。

このように、回転数に基づく判定に代えて、回転数指令電圧に対応するデューティに基づく判定によって、判定精度を向上させることとしてもよい。すなわち、デューティ閾値は、機外静圧が設定静圧と一致している条件下において、負荷を最大としたときのデューティに設定されている。したがって、機外静圧が設定静圧と一致している条件下においては、ドライバ回路に与えられる回転数指令電圧に対応するデューティがデューティ閾値を超えることはない。このことから、回転数指令電圧に対応するデューティがデューティ閾値を超える値を示しているということは、通常運転の範囲を超える電圧がＤＣファンモータに印加されていると考えることができ、モータ電流が許容電流値を超えるおそれがあると判断することができる。

上記ＤＣファンモータの駆動装置において、前記制御手段は、前記回転数判定手段および前記デューティ判定手段を有し、前記回転数低下手段は、前記電圧判定手段によって、前記直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判断され、かつ、前記回転数判定手段によって、前記モータ回転数と前記目標回転数との差が所定の回転数閾値を超えていると判定され、かつ、前記デューティ判定手段によって前記回転数指令電圧に対応するデューティが前記デューティ閾値以上であると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させることとしてもよい。

このように、直流電圧に基づく判定、回転数に基づく判定、回転数指令電圧に対応するデューティに基づく判定を行うことにより、モータ電流が許容電流値を超えるような事象をより確実に察知することが可能となる。

本発明の第２態様は、上記のＤＣファンモータの駆動装置を備えるダクト形空気調和機である。

本発明によれば、許容電流値を超えるモータ電流の発生を回避することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るダクト形空気調和機を示す側面図である。本発明の一実施形態に係るＤＣファンモータの駆動装置の概略構成を示した図である。図２に示した制御装置の機能ブロック図の一例を示した図である。電圧閾値の設定について説明するための図である。デューティ閾値について説明するための図である。制御装置が備える電流制限部によって実行される処理の手順を示したフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係るＤＣファンモータの駆動装置及びダクト形空気調和機について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るダクト形空気調和機を示す側面図である。なお、本実施形態では、ダクト形空気調和機の一例として、天井に埋め込んで設置されるダクト形空気調和機１が例示されている。

図１に示すように、ダクト形空気調和機（空気調和機）１のユニット本体（室内ユニット）２は、建屋の梁等に鉛直方向に設けられる複数本の吊りボルトを介して天井内に吊り下げ設置されるようになっている。なお、屋外に設置される室外機は、図示省略されている。

ダクト形空気調和機１は、吸込みグリル３、消音チャンバー４および吸込みダクト５を介して室内から吸込んだ室内空気を冷媒と熱交換させて冷却または加熱した後、吹出しダクト６、吹出しユニット７および吹出しグリル８等を介して室内に吹出すように構成されている。吹出しダクト６は、吹出しユニット７の配設位置等により、その長さ、径および形状等が様々変化するものである。なお、天井面９には、ダクト形空気調和機１のユニット本体２を点検あるいはメンテナンスするための点検口１０が設けられている。

ユニット本体２は、箱形とされており、その内部には、冷媒と室内空気とを熱交換する室内熱交換器１１と、室内空気を循環させるファン（例えば、シロッコファン等）１２が組み込まれている。ファン１２は、ＤＣファンモータ２４（図２参照）を備えている。さらに、ユニット本体２の内部には、室内熱交換器１１で発生したドレン水を受けるドレンパン、ドレンパン内に溜まったドレン水を外部に排出するドレンポンプ（ドレンパンおよびドレンポンプは図示省略）等が組み込まれている。
ユニット本体２における空気吸込み側には、吸込みダクト５が接続される吸込み口１３が設けられ、ユニット本体２における空気吹出し側には、吹出しダクト６が接続される吹出し口１４が設けられている。

次に、本実施形態に係るＤＣファンモータの駆動装置（以下「モータ駆動装置」という。）１５について図２を参照して説明する。図２は、モータ駆動装置１５の概略構成を示した図である。図２に示すように、モータ駆動装置１５は、交流電源２１からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置２２と、コンバータ装置２２から出力される直流電圧をＤＣファンモータ２４に供給するドライバ回路２３と、ドライバ回路２３に制御指令を与える制御装置２０とを備えている。

コンバータ装置２２は、例えば、交流電圧を直流電圧に変換する全波整流回路２５と、インダクタ２６と、平滑コンデンサ２７とを主な構成として備えている。なお、図２における構成は一例であり、この構成に限定されない。
ドライバ回路２３は、制御装置２０から出力される回転数指令電圧Ｖｓｐを用いてＰＷＭ駆動信号を生成するＰＷＭ駆動信号生成部３３と、このＰＷＭ駆動信号に基づいてスイッチングするスイッチング素子２８とを備えている。ＰＷＭ駆動信号に基づいてスイッチング素子２８が駆動することにより、ＤＣファンモータ２４に供給されるモータ駆動電圧が制御され、ＤＣファンモータ２４のモータ速度が調整される。なお、ＰＷＭ駆動信号生成部３３は、公知の構成を適宜採用すればよく、ここでの詳細な説明は省略する。また、ドライバ回路２３は、後述する回転数検出部３１とともに、ＤＣファンモータ２４に対して一体化して設けられていてもよいし、ＤＣファンモータ２４とは別体として設けられていてもよい。

モータ駆動装置１５は、ＤＣファンモータ２４の回転数（以下「モータ回転数Ｎ」という。）を検出する回転数検出部３１及び入力直流電圧Ｖｄｃを検出する直流電圧検出部２６を備えている。回転数検出部３１により検出されたモータ回転数Ｎ及び直流電圧検出部２６により検出された入力直流電圧Ｖｄｃは、制御装置２０に出力される。

制御装置２０は、例えば、ＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）であり、以下に説明する各部の処理を実現するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を有している。ＣＰＵがこの記録媒体に記録されたプログラムをＲＡＭ等の主記憶装置に読み出して実行することにより、以下のような各部における処理が実現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。

図３は、制御装置２０の機能ブロック図の一例を示した図である。図３に示すように、制御装置２０は、目標回転数Ｎ^＊に応じた回転数指令電圧Ｖｓｐを生成する指令変換部４１と、モータ電流が許容電流値を超えないように、指令変換部４１に与える回転数指令Ｎ^＊を設定する電流制限部４２とを備えている。
具体的には、指令変換部４１は、回転数検出部３１からのモータ回転数Ｎが電流制限部４２から与えられる目標回転数Ｎ^＊に一致するような回転数指令電圧Ｖｓｐを生成し、ドライバ回路２３に出力する。なお、回転数指令電圧ＶｓｐからＰＷＭ駆動信号への変換については公知の技術を適宜採用すればよい。

電流制限部４２は、電圧判定部５１、回転数判定部５２、デューティ判定部５３、及び目標回転数調整部（回転数低下手段）５４を備えている。
電圧判定部５１は、直流電圧検出部３２によって検出された入力直流電圧Ｖｄｃ［Ｖ］が所定の電圧閾値Ｖｄｃ０［Ｖ］未満であるか否かを判定する。回転数判定部５２は、モータ回転数Ｎと目標回転数Ｎ^＊と（例えば、一つ前のサンプリング期間における目標回転数Ｎ^＊）の差ΔＮ［ｒｐｍ］が所定の回転数閾値Ｙ［ｒｐｍ］を超えているか否かを判定する。
デューティ判定部５３は、指令変換部４１ら入力される回転数指令電圧Ｖｓｐに対応するデューティが所定のデューティ閾値Ｘ以上であるか否かを判定する。

目標回転数調整部５４は、電圧判定部５１によって、入力直流電圧Ｖｄｃが電圧閾値Ｖｄｃ０未満であると判断され、かつ、回転数判定部５２によって、モータ回転数Ｎと目標回転数Ｎ^＊との差ΔＮが所定の回転数閾値Ｙを超えていると判定され、かつ、デューティ判定部５３によって回転数指令電圧Ｖｓｐに対応するデューティがデューティ閾値Ｘ以上であると判定された場合に、ＤＣファンモータ２４の回転数を低下させる。具体的には、図示しないリモコンから入力された風量等に応じて設定された目標回転数Ｎｒｅｆを減少する方向に調整（補正）し、調整後の目標回転数Ｎ^＊を指令変換部４１に出力する。また、目標回転数調整部５４は、上記いずれかの条件を満たさなかった場合には、風量等に応じて設定された目標回転数Ｎｒｅｆを目標回転数Ｎ^＊として指令変換部４１に出力する。

次に、電圧判定部５１で用いられる電圧閾値Ｖｄｃ０、回転数判定部５２で用いられる回転数閾値Ｙ、及びデューティ判定部５３で用いられるデューティ閾値Ｘについて、順に説明する。

〔電圧閾値Ｖｄｃ０〕
電圧閾値Ｖｄｃ０は、例えば、機外静圧と設定静圧との差を想定される最大の値、換言すると、機外静圧と設定静圧との乖離により、想定される最も大きな負荷がＤＣファンモータにかかった場合を想定し、そのときの入力直流電圧Ｖｄｃと直流電流Ｉｄｃとの関係を示す電圧電流特性を得る。図４に、この電圧電流特性の一例を示す。ただし、領域Ａでは、入力直流電圧Ｖｄｃの低下によって、ＤＣファンモータ２４がトルク不足となり、モータ回転数Ｎが目標回転数Ｎｒｅｆに到達せず、直流電流Ｉｄｃが低下している状態を示している。この電圧電流特性は、シミュレーションによって得られるものでもよく、実際に実機を用いた試験により得られるものであってもよい。なお、後述する種々の特性についても同様である。

電圧閾値Ｖｄｃ０は、図４に示す電圧電流特性において、直流電流Ｉｄｃが許容電流値Ｉｄｃ０以上となる直流電圧範囲の上限値に設定される。なお、電圧閾値Ｖｄｃ０は、上限値に所定の余裕度を持たせた値に設定されていてもよい。電圧閾値Ｖｄｃ０は、例えば、２８０［Ｖ］に設定される。
また、図４に示した電圧電流特性において、入力直流電圧Ｖｄｃについては、交流入力電圧Ｖａｃと相関があることから、例えば、交流入力電圧Ｖａｃと直流電流Ｉｄｃとの関係を得、この関係から交流入力電圧Ｖａｃを入力直流電圧Ｖｄｃに変換することにより、得ることとしてもよい。

〔回転数閾値Ｙ〕
回転数閾値Ｙは、機外静圧が設定静圧と一致している条件下において、目標回転数Ｎ^＊に最大目標回転数Ｎｍａｘ０を設定してＤＣファンモータ２４を制御装置２０によって制御した場合におけるＤＣファンモータ２４の回転数変動の平均値を取得し、この回転数変動の平均値に基づいて設定される。例えば、最大目標回転数Ｎｍａｘ０が１６００［ｒｐｍ］であり、ＤＣファンモータ２４のモータ回転数Ｎが約１５９０［ｒｐｍ］から約１６１０［ｒｐｍ］の間で変動し、回転数変動の平均値が２０［ｒｐｍ］であったとする。回転数閾値Ｙは、この回転数変動に所定の余裕度（例えば、１．５倍以上２．０倍以下のいずれかの値）を加味した値に設定される。例えば、上記例において、余裕度を１．５倍とした場合には、Ｙ＝回転数変動の平均値×１．５＝２０×１．５＝３０［ｒｐｍ］に設定される。

〔デューティ閾値Ｘ〕
デューティ閾値Ｘは、機外静圧が設定静圧と一致している条件下において、目標回転数Ｎ^＊に最大目標回転数Ｎｍａｘ０を設定し、制御装置２０によってＤＣファンモータ２４を制御したときの入力交流電圧Ｖａｃ（実効値）とモータ回転数Ｎとの関係を示す電圧回転数特性を得る。図５に、機外静圧が設定静圧と一致している条件下において、目標回転数Ｎ^＊に最大目標回転数Ｎｍａｘ０を設定したときの電圧回転数特性の一例を示す。この電圧回転数特性において、モータ回転数Ｎが最大目標回転数Ｎｍａｘ０に一致したときの入力電圧Ｖｉｎにおけるデューティの値をデューティ閾値Ｘとして設定する。なお、入力交流電圧Ｖａｃに代えて入力直流電圧Ｖｄｃを用いてもよい。

次に、本実施形態に係るモータ駆動装置１５の動作について説明する。
まず、交流電源２１からの交流電圧はコンバータ装置２２において直流電圧に変換され、ドライバ回路２３に供給される。ドライバ回路２３のＰＷＭ駆動信号生成部３３には、回転数指令電圧Ｖｓｐが制御装置２０から与えられ、回転数指令電圧Ｖｓｐに基づくＰＷＭ駆動信号が生成される。そして、このＰＷＭ駆動信号に従ってドライバ回路２３内のスイッチング素子２８がＰＷＭ制御されることにより、所望のモータ駆動電圧がＤＣファンモータ２４に印加され、ＤＣファンモータ２４の回転数が制御される。

ＤＣファンモータ２４の回転数は、回転数検出部３１により検出され、制御装置２０に出力される。また、入力直流電圧Ｖｄｃが直流電圧検出部３２によって検出され、制御装置２０に出力される。制御装置２０では、指令変換部４１によって、回転数検出部３１から入力されたモータ回転数Ｎを目標回転数Ｎ^＊に一致させるための回転数指令電圧Ｖｓｐが生成される。また、目標回転数Ｎ^＊は、モータ電流が許容電流値を超えないように電流制限部４２によって調整される。

以下、図６を参照して電流制限部４２による電流制限処理について説明する。なお、電流制限部４２は、図６に示したフローを所定のサンプリング周期で繰り返し行う。

まず、ステップＳＡ１において、直流電圧検出部３２によって検出された入力直流電圧Ｖｄｃが電圧閾値Ｖｄｃ０未満であるか否かが判定される。ここで、電圧閾値Ｖｄｃ０は、機外静圧と設定静圧との差を想定され得る最大値に設定したときの直流電圧とモータ電流との関係を示す電圧電流特性を取得し、この電圧電流特性において、モータ電流が許容電流値以上となる直流電圧範囲の上限値または該上限値に所定の余裕度を持たせた値に設定されている。したがって、入力直流電圧Ｖｄｃが電圧閾値Ｖｄｃ０未満であるか否かを判定することにより、モータ電流が許容電流値を超えることを事前に察知することができる。

ステップＳＡ１における判定結果が「ＹＥＳ」である場合、ステップＳＡ２において、モータ回転数Ｎと目標回転数Ｎ^＊との差ΔＮが回転数閾値Ｙを超えているか否かが判定される。例えば、機外静圧が設定静圧と乖離している場合、ＤＣファンモータ２４に通常以上の負荷がかかり、これが原因でトルク不足が発生し、モータ回転数Ｎが目標回転数Ｎ^＊に達しないこととなる。したがって、モータ回転数Ｎと目標回転数Ｎ^＊との差ΔＮを、通常の回転数変動に基づいて設定された回転数閾値と比較することにより、現在生じているモータ回転数Ｎと目標回転数Ｎ^＊との偏差が通常の回転数変動によるものなのか、それとも、トルク不足等によるものなのかを判定することが可能となる。このように、入力直流電圧Ｖｄｃに基づく判定に加えて、モータ回転数Ｎに基づく判定を行うので、判定精度を高めることができる。

ステップＳＡ２における判定結果が「ＹＥＳ」である場合、ステップＳＡ３において、現在の回転数指令電圧Ｖｓｐに対応するデューティがデューティ閾値Ｘを超えているか否かが判定される。
ここで、デューティ閾値Ｘは、上述したように、機外静圧が設定静圧と一致している条件下において、負荷を最大としたときのデューティに設定されている。したがって、機外静圧が設定静圧と一致している条件下においては、ドライバ回路２３に与えられる回転数指令電圧Ｖｓｐのデューティがデューティ閾値Ｘを超えることはない。このことから、回転数指令電圧Ｖｓｐのデューティがデューティ閾値Ｘを超える値を示しているということは、通常運転の範囲を超える電圧がＤＣファンモータ２４に印加されていると考えることができ、モータ電流が許容電流値を超えるおそれがあると判断することができる。

ステップＳＡ３における判定結果が「ＹＥＳ」である場合、すなわち、ステップＳＡ１からＳＡ３の判定において全て「ＹＥＳ」であった場合には、ステップＳＡ４において、目標回転数Ｎ^＊を所定量ΔＹ低下させる。これにより、ドライバ回路２３に与えられる回転数指令電圧Ｖｓｐが低下し、ＰＷＭ駆動信号のＰＷＭデューティを小さくすることができる。この結果、ＤＣファンモータ２４に印加される電圧を小さくすることができ、モータ電流を低下させ、モータ電流が許容電流値を超えるのを未然に防ぐことが可能となる。
また、上記ステップＳＡ１からＳＡ３の判定において、いずれかが「ＮＯ」であった場合には、現在の目標回転数Ｎ^＊が維持される。したがって、目標回転数の調整が行われていない場合には、風量に応じて設定された目標回転数Ｎｒｅｆがそのまま目標回転数Ｎ^＊として指令変換部４１に出力されることとなる。

以上説明したように、本実施形態のダクト形空気調和機１によれば、許容電流値を超えるモータ電流の発生を回避することができるという効果を得ることができる。
なお、本実施形態において、ステップＳＡ２とステップＳＡ３との順番を入れ替え、デューティに基づくステップＳＡ３の判定を行った後に、回転数に基づくステップＳＡ２の判定を行うこととしてもよい。
また、図３に示した機能ブロック図において、デューティ判定部５３を省略し、電圧判定部５１による判定と回転数判定部５２による判定との組み合わせにより、モータ電流が許容電流値を超えることを察知することとしてもよい。あるいは、図３に示した機能ブロック図において、回転数判定部５２を省略し、電圧判定部５１による判定とデューティ判定部５３による判定との組み合わせにより、モータ電流が許容電流値を超えることを察知することとしてもよい。

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。

１ダクト形空気調和機
２ユニット本体
６吹出しダクト
１１室内熱交換器
１５ＤＣファンモータの駆動装置（モータ駆動装置）
２０制御装置
２１交流電源
２２コンバータ装置
２３ドライバ回路
２４ＤＣファンモータ
２８スイッチング素子
３１回転数検出部
３２直流電圧検出部
３３ＰＷＭ駆動信号生成部
４１指令変換部
４２電流制限部
５１電圧判定部
５２回転数判定部
５３デューティ判定部
５４目標回転数調整部

Claims

熱交換器により熱交換された空気をダクトを介して室内に吹出すダクト形空気調和機の室内ユニット内に設けられたＤＣファンモータの駆動装置であって、
前記ＤＣファンモータのドライバ回路に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の駆動信号を生成するＰＷＭ駆動信号生成手段と
前記ドライバ回路に入力される直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記ＤＣファンモータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出されたモータ回転数が所定の目標回転数に一致するように回転数指令電圧を生成する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記直流電圧検出手段によって検出された直流電圧値が所定の電圧閾値未満であるか否かを判定する電圧判定手段と、
前記電圧判定手段によって直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させる回転数低下手段と
を有し、
前記電圧閾値は、機外静圧と設定静圧との差を想定され得る最大値に設定したときの直流電圧とモータ電流との関係を示す電圧電流特性を取得し、この電圧電流特性において、モータ電流が許容電流値以上となる直流電圧範囲の上限値または該上限値に所定の余裕度を持たせた値に設定されているＤＣファンモータの駆動装置。
前記制御手段は、前記モータ回転数と前記目標回転数との差が所定の回転数閾値を超えているか否かを判定する回転数判定手段を有し、
前記回転数低下手段は、前記電圧判定手段によって、前記直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判断され、かつ、前記回転数判定手段によって、前記モータ回転数と前記目標回転数との差が所定の回転数閾値を超えていると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させ、
前記回転数閾値は、機外静圧と設定静圧とが一致している条件下において、目標回転数に最大目標回転数を設定して、前記制御手段により前記ＤＣファンモータを駆動させた場合のモータ回転数の変動幅に所定の余裕度を持たせた値に設定されている請求項１に記載のＤＣファンモータの駆動装置。
前記ＰＷＭ駆動信号生成手段には、回転数指令電圧が入力され、
前記制御手段は、前記回転数指令電圧に対応するデューティが所定のデューティ閾値以上であるか否かを判定するデューティ判定手段を有し、
前記回転数低下手段は、前記電圧判定手段によって、前記直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判断され、かつ、前記デューティ判定手段によって前記回転数指令電圧に対応するデューティが前記デューティ閾値以上であると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させ、
前記デューティ閾値は、機外静圧が設定静圧と一致している条件下で、目標回転数に最大目標回転数を設定して、前記制御手段によって前記ＤＣファンモータを駆動させた場合の入力電圧と回転数との関係を示す入力電圧回転数特性を得、この入力電圧回転数特性において回転数が最大目標回転数に到達したときのデューティの値または該デューティの値に所定の余裕度を持たせた値に設定されている請求項１に記載のＤＣファンモータの駆動装置。
前記ＰＷＭ駆動信号生成手段には回転数指令電圧が入力され、
前記制御手段は、前記回転数指令電圧に対応するデューティが所定のデューティ閾値以上であるか否かを判定するデューティ判定手段を有し、
前記回転数低下手段は、前記電圧判定手段によって、前記直流電圧値が前記電圧閾値未満であると判断され、かつ、前記回転数判定手段によって、前記モータ回転数と前記目標回転数との差が所定の回転数閾値を超えていると判定され、かつ、前記デューティ判定手段によって前記回転数指令電圧に対応するデューティが前記デューティ閾値以上であると判定された場合に、前記ＤＣファンモータの回転数を低下させ、
前記デューティ閾値は、機外静圧が設定静圧と一致している条件下で、目標回転数に最大目標回転数を設定して、前記制御手段によって前記ＤＣファンモータを駆動させた場合の入力電圧と回転数との関係を示す入力電圧回転数特性を得、この入力電圧回転数特性において回転数が最大目標回転数に到達したときのデューティの値または該デューティの値に所定の余裕度を持たせた値に設定されている請求項２に記載のＤＣファンモータの駆動装置。
請求項１から請求項４のいずれかに記載のＤＣファンモータの駆動装置を備えるダクト形空気調和機。