JP6569089B2 - Ceiling fan - Google Patents

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Description

本発明は、センサレスブラシレスＤＣモータを用いた天井扇風機に関する。   The present invention relates to a ceiling fan using a sensorless brushless DC motor.

近年、天井扇風機は、夏場には涼風を発生させ、冬場には天井付近に集まる暖気を循環させることにより、冷房効率や暖房効率を高める手段として利用されることが多くなってきている。また、天井扇風機に用いられる電動機は制御性、省エネ性、小型化、軽量化などの目的のために、ブラシレスＤＣモータが用いられることが多くなってきている。   In recent years, ceiling fans have been increasingly used as means for improving cooling efficiency and heating efficiency by generating cool air in summer and circulating warm air gathered near the ceiling in winter. In addition, brushless DC motors are increasingly used for electric motors used in ceiling fans for purposes such as controllability, energy saving, miniaturization, and weight reduction.

この種のブラシレスＤＣモータを使用した天井扇風機を一般住宅の他、学校、公共、商業施設などの広い空間に複数設置した場合、天井扇風機の回転数に違いがあると、使用者に違和感を与えるなどの理由から、回転数を一定にするように制御するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。   When multiple ceiling fans using this type of brushless DC motor are installed in a wide space such as a general residence, school, public, or commercial facility, the difference in the number of rotations of the ceiling fan will give the user a sense of discomfort. For the reasons described above, there is known one that controls the rotational speed to be constant (see, for example, Patent Document 1).

以下、その天井扇風機について図７を参照しながら説明する。図７は、従来の天井扇風機を示す構成図である。   Hereinafter, the ceiling fan will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a conventional ceiling fan.

図７に示すように、天井扇風機１０１は、羽根１０２と羽根を回転させるブラシレスＤＣモータ１０３と、ブラシレスＤＣモータ１０３を制御する制御回路１０４と、天井扇風機１０１の下部に取り付けられた照明器１０５からなる。また、制御回路１０４は、ブラシレスＤＣモータ１０３に取り付けられた羽根１０２の回転数を一定に保つように制御している。   As shown in FIG. 7, the ceiling fan 101 includes a blade 102, a brushless DC motor 103 that rotates the blade, a control circuit 104 that controls the brushless DC motor 103, and an illuminator 105 attached to the lower part of the ceiling fan 101. Become. Further, the control circuit 104 performs control so as to keep the rotation speed of the blades 102 attached to the brushless DC motor 103 constant.

また、風量の算出方法として、電流と回転数を用いる方法がある（例えば、特許文献２を参照）。   In addition, as a method for calculating the air volume, there is a method using current and rotation speed (see, for example, Patent Document 2).

特許文献２において、電流検出部は、インバータ回路の下段を構成するスイッチング素子の負電位側端子を１本にまとめた箇所と回路グランドとの間に接続される構成になっていた。   In Patent Document 2, the current detection unit is configured to be connected between a portion where the negative potential side terminals of the switching elements constituting the lower stage of the inverter circuit are combined into one and the circuit ground.

特許第４６４９９３４号公報Japanese Patent No. 4649934 特開２００２−１６５４７７号公報JP 2002-165477 A

特許文献１に示されるような、従来のブラシレスＤＣモータを使用した天井扇風機における、問題について説明する。   A problem in a ceiling fan using a conventional brushless DC motor as shown in Patent Document 1 will be described.

一般流体の相似則から、風量Ｑと回転数Ｎは羽根径をＤとすると次式のような比例関係が知られている。   From the similarity law of general fluids, the air volume Q and the rotational speed N are known to have a proportional relationship as shown below, where the blade diameter is D.

Ｑ∝Ｎ×Ｄ
羽根径が一定であれば、風量は回転数に比例する。しかし、取付ポールの長さを変えて、天井から近接した状態で設置された場合と、ある程度天井から離れた状態で設置された場合とでは、同じ回転数であっても羽根の仕事量の増減によって、風量が変わる。Q∝N × D
If the blade diameter is constant, the air volume is proportional to the rotational speed. However, when the installation pole is installed in a state where it is close to the ceiling by changing the length of the mounting pole, and when it is installed in a state where the installation pole is away from the ceiling to some extent, the increase or decrease in the work amount of the blades even at the same rotation speed Depending on the airflow.

羽根と天井との距離が接近していると、羽根の内周部まで空気がまわり込む空間が狭くなり、羽根の外周部でのみ気流を送り出すようになる。このため、天井に接近する程、風量が低下していく。また、羽根から天井までの距離を長くすると、羽根の内周部まで空気がまわり込む空間が広くなり、羽根の内周部でも気流を送り出すようになる。このため、天井から離れる程、風量が増加していく。   When the distance between the blade and the ceiling is close, the space in which the air flows to the inner peripheral portion of the blade is narrowed, and the airflow is sent out only at the outer peripheral portion of the blade. For this reason, the air volume decreases as it approaches the ceiling. In addition, when the distance from the blade to the ceiling is increased, the space in which the air flows to the inner peripheral portion of the blade is widened, and the airflow is also sent out at the inner peripheral portion of the blade. For this reason, the air volume increases as the distance from the ceiling increases.

羽根の内周部まで空気がまわり込む空間が十分確保できる距離以上離れると、それ以降は風量の変化はみられなくなる。   If it is more than a distance that can secure a sufficient space for air to reach the inner periphery of the blade, the air volume will not change after that.

例えば、取付ポールを介して羽根から天井までの距離が２００ｍｍに設置された比較的羽根径が大きい天井扇風機の場合で説明する。図８は、従来の天井扇風機の目標風量における羽根から天井までの距離と風量、回転数との関係を示す関係図である。図９は、同天井扇風機の目標風量における羽根から天井までの距離と回転数、消費電力との関係を示す関係図である。図８および図９に示すように、この状態で、かつ、羽根の回転数が２３０ｒ／ｍｉｎで一定になるように運転を行うと、風量は２８４ｍ３／ｍｉｎ、消費電力は３９Ｗとなった。この状態を風量設定強とし、このときの風量２８４ｍ３／ｍｉｎを強設定時における「強風量」とする。For example, the case of a ceiling fan having a relatively large blade diameter installed at a distance of 200 mm from the blade through the mounting pole will be described. FIG. 8 is a relationship diagram showing the relationship between the blade-to-ceiling distance, the air volume, and the rotation speed in the target air volume of the conventional ceiling fan. FIG. 9 is a relationship diagram showing the relationship between the blade-to-ceiling distance, the rotation speed, and the power consumption in the target air volume of the ceiling fan. As shown in FIGS. 8 and 9, when the operation was performed in this state and the blade rotation speed was constant at 230 r / min, the air volume was 284 m 3 / min and the power consumption was 39 W. This state is defined as the air volume setting strength, and the air volume 284 m 3 / min at this time is defined as the “strong air volume” at the time of the strong setting.

羽根から天井までの距離を３００ｍｍに変更し、回転数２３０ｒ／ｍｉｎで運転すると、風量は３０７ｍ３／ｍｉｎとなり、強風量よりも多くなり、消費電力は３２Ｗである。このため、強設定時における強風量で運転するためには、回転数を２２０ｒ／ｍｉｎにする必要がある。すなわち、目標とする強風量より多く、余分に消費電力を消費していることになる。When the distance from the blade to the ceiling is changed to 300 mm and the operation is performed at a rotation speed of 230 r / min, the air volume becomes 307 m 3 / min, which is larger than the strong air volume, and the power consumption is 32 W. For this reason, in order to operate with a strong air flow at the time of strong setting, the rotational speed needs to be 220 r / min. In other words, the power consumption is more than the target amount of strong air.

また、羽根から天井までの距離を１５０ｍｍで回転数２３０ｒ／ｍｉｎで運転すると、風量は２７３ｍ３／ｍｉｎとなり、強風量よりも少なく、消費電力は、４４Ｗである。このため、強風量で運転するためには、回転数を２４５ｒ／ｍｉｎにする必要がある。When the distance from the blade to the ceiling is 150 mm and the operation is performed at a rotation speed of 230 r / min, the air volume is 273 m 3 / min, which is less than the strong air volume, and the power consumption is 44 W. For this reason, in order to operate with a strong air volume, the rotational speed needs to be 245 r / min.

このように回転数を一定に保つように制御を行うと、羽根から天井までの距離によって、風量が変化するという問題があった。   When the control is performed so as to keep the rotation speed constant in this way, there is a problem that the air volume changes depending on the distance from the blade to the ceiling.

また、特許文献２に示されるような構成においては、モータの電流を電流検出部で測定する。しかし、回路のグランドに接続されているため、モータ電流を３相合成電流でしか検出できない。また、スイッチング素子がドライバ組みになっている場合は、ドライバに必要な電流を検出してしまう。よって、正確なモータの相電流が検出できないという問題があった。   Further, in the configuration shown in Patent Document 2, the current of the motor is measured by the current detection unit. However, since it is connected to the circuit ground, the motor current can be detected only by the three-phase combined current. Further, when the switching element is a driver assembly, a current necessary for the driver is detected. Therefore, there is a problem that an accurate phase current of the motor cannot be detected.

そこで本発明は、上記従来の問題を解決する。本発明は、モータに流れる電流を精度よく検出し、目標風量に対して精度よく風量制御を行う。本発明は、羽根から天井までの距離に関わらず、風量が略一定で、複数台の天井扇風機が設置された場合においても、各天井扇風機の回転数を略同一で運転できる天井扇風機を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems. The present invention detects the current flowing through the motor with high accuracy and accurately controls the air flow with respect to the target air flow. The present invention provides a ceiling fan that can be operated with substantially the same rotational speed of each ceiling fan even when a plurality of ceiling fans are installed regardless of the distance from the blade to the ceiling. For the purpose.

この目的を達成するために、本発明の天井扇風機は、羽根と、羽根を駆動するモータと、モータを制御する制御回路を備え、取付ポールを介して天井に取り付けられ、室内の空気を循環させる天井扇風機である。また、制御回路は、交流電圧を直流電圧に変換する交直変換回路と、上段と下段からなり、相反するＯＮ／ＯＦＦ動作を行う２つのスイッチング素子を直流電圧に直列に接続して成る三つのアームを三相ブリッジ状に結線し、かつ、三相ＰＷＭ方式により直交変換された電圧が印加され、モータを駆動するインバータ回路とを備える。また、制御回路は、インバータ回路の各相の下段と負電位側の間に相ごとに挿入したシャント抵抗と、シャント抵抗の端子間電圧を増幅する増幅部と、増幅部の出力からモータに流れる各相の電流値を検出する電流検出部とを備える。また、制御回路は、電流検出部で検出された電流に基づいてモータの回転数と位置を算出する回転検出部と、羽根から天井までの距離の算出と、目標風量と現在の出力風量との比較を行う風量演算部とを備える。また、制御回路は、風量演算部の比較結果に基づいて、風量が実質的に一定となるように、インバータ回路に対してデューティを出力してモータの回転数を制御する速度制御部を備える。また、風量演算部は、電流検出部で検出した各相の電流値のうちいずれか１相の電流値と、回転検出部が算出した回転数とを入力し、入力した電流値および回転数から羽根から天井までの距離を算出し、入力した電流値および回転数を、算出した羽根から天井までの距離に基づいて決定された目標風量に対応する電流値および回転数を設定することによって、現在の出力風量を算出した羽根から天井までの距離に基づいて決定された目標風量に設定する。これにより、所期の目的を達成する。   To achieve this object, the ceiling fan of the present invention includes a blade, a motor that drives the blade, and a control circuit that controls the motor, and is attached to the ceiling via a mounting pole to circulate indoor air. It is a ceiling fan. The control circuit also includes an AC / DC converter circuit that converts an AC voltage into a DC voltage, and three arms comprising an upper stage and a lower stage and two switching elements that perform opposite ON / OFF operations connected in series to the DC voltage. Are connected in a three-phase bridge shape, and an inverter circuit is applied to which a voltage orthogonally transformed by the three-phase PWM method is applied to drive the motor. The control circuit also includes a shunt resistor inserted for each phase between the lower stage of each phase of the inverter circuit and the negative potential side, an amplifier that amplifies the voltage across the terminals of the shunt resistor, and an output from the amplifier that flows to the motor. A current detection unit that detects a current value of each phase. In addition, the control circuit includes a rotation detection unit that calculates the rotation speed and position of the motor based on the current detected by the current detection unit, calculation of the distance from the blade to the ceiling, and the target airflow and the current output airflow. An air volume calculating unit for comparison. In addition, the control circuit includes a speed control unit that outputs a duty to the inverter circuit to control the rotation speed of the motor so that the air volume is substantially constant based on the comparison result of the air volume calculation unit. In addition, the air volume calculation unit inputs the current value of any one of the current values of each phase detected by the current detection unit and the rotation speed calculated by the rotation detection unit, and from the input current value and rotation speed By calculating the distance from the blade to the ceiling, and setting the current value and the rotation speed that correspond to the target air volume determined based on the calculated distance from the blade to the ceiling, The output air volume is set to the target air volume determined based on the calculated distance from the blade to the ceiling. This achieves the intended purpose.

また、本発明の天井扇風機は、制御回路には、増幅部の増幅率を変更する増幅率変更部を備え、増幅率変更部は、目標風量に基づいて風量演算部に入力する電流値を検出するための増幅部の増幅率を切り替える。これにより、所期の目的を達成する。   In the ceiling fan of the present invention, the control circuit includes an amplification factor changing unit that changes the amplification factor of the amplifying unit, and the amplification factor changing unit detects a current value input to the air volume calculating unit based on the target air volume. The amplification factor of the amplification unit for switching is switched. This achieves the intended purpose.

また、本発明の天井扇風機は、制御回路には、増幅部の増幅率を変更する増幅率変更部を備え、増幅率変更部は、電流検出部が検出する電流に基づいて、風量演算部に入力する電流値を検出するための増幅部の増幅率を切り替える。これにより、所期の目的を達成する。   In the ceiling fan of the present invention, the control circuit includes an amplification factor changing unit that changes the amplification factor of the amplification unit, and the amplification factor changing unit is connected to the air volume calculation unit based on the current detected by the current detection unit. The amplification factor of the amplification unit for detecting the input current value is switched. This achieves the intended purpose.

以上のように本発明は、モータの巻線に流れる電流を正確に検出することが可能になる。よって、羽根から天井までの距離によらず風量を略一定に保ち、且つ消費電力の増加を抑えることができるという効果を奏する。   As described above, the present invention can accurately detect the current flowing in the motor winding. Therefore, the air volume can be kept substantially constant regardless of the distance from the blade to the ceiling, and an increase in power consumption can be suppressed.

図１は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a ceiling fan according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の制御回路の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control circuit of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の運転動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention. 図４は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の羽根から天井までの距離と電流、回転数との関係を記憶した図である。FIG. 4 is a diagram that stores the relationship between the distance from the blades to the ceiling of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention, the current, and the rotational speed. 図５Ａは、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の設定風量、目標風量、初期回転数を記憶したテーブルの図である。FIG. 5A is a diagram of a table that stores the set air volume, the target air volume, and the initial rotational speed of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention. 図５Ｂは、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の羽根から天井までの距離を算出するためのテーブルの図である。FIG. 5B is a diagram of a table for calculating the distance from the blades to the ceiling of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention. 図５Ｃは、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の羽根から天井までの距離を算出するための電流のしきい値テーブルの図である。FIG. 5C is a diagram of a current threshold table for calculating the distance from the blade to the ceiling of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention. 図６Ａは、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の目標風量における羽根から天井までの距離と電流、回転数との関係図である。FIG. 6A is a relationship diagram between the distance from the blades to the ceiling, the current, and the rotation speed in the target air volume of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention. 図６Ｂは、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の目標風量における制御動作を示す羽根から天井までの距離と電流、回転数との関係図である。FIG. 6B is a relationship diagram between the blade-to-ceiling distance, the current, and the rotational speed, illustrating the control operation at the target air volume of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention. 図７は、従来の天井扇風機を示す構成図である。FIG. 7 is a block diagram showing a conventional ceiling fan. 図８は、従来の天井扇風機の目標風量における羽根から天井までの距離と風量、回転数との関係を示す関係図である。FIG. 8 is a relationship diagram showing the relationship between the blade-to-ceiling distance, the air volume, and the rotation speed in the target air volume of the conventional ceiling fan. 図９は、従来の天井扇風機の目標風量における羽根から天井までの距離と回転数、消費電力との関係を示す関係図である。FIG. 9 is a relationship diagram showing the relationship between the blade-to-ceiling distance, the rotational speed, and the power consumption in the target air volume of the conventional ceiling fan.

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態の天井扇風機１は、建物内の天井に取付けられる。天井扇風機１は、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータの特徴を生かし、低い回転数から高い回転数までの制御を行い、小風量から大風量までをまかなう。   The ceiling fan 1 according to the present embodiment is attached to a ceiling in a building. The ceiling fan 1 takes advantage of the characteristics of a DC (Direct Current) motor, performs control from a low rotation speed to a high rotation speed, and covers from a small air volume to a large air volume.

図１は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機１を示す構成図である。図１に示すように、天井扇風機１は、羽根２と、センサレスブラシレスＤＣモータ３と、制御回路４と、リモコン５と、リモコン受光部６を有している。センサレスブラシレスＤＣモータ３は、羽根２を回転させる。リモコン５は、天井扇風機１の動作を設定する。リモコン受光部６は、リモコン５の信号を受信する。リモコン５は、使用者が操作して、天井扇風機１の運転入／切を行う運転入／切ボタン５ａ、風量切替を行う風量設定ボタン５ｂを有している。天井扇風機１は取付ポール７により天井から吊り下げられて設置されている。   FIG. 1 is a configuration diagram showing a ceiling fan 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ceiling fan 1 includes a blade 2, a sensorless brushless DC motor 3, a control circuit 4, a remote controller 5, and a remote control light receiving unit 6. The sensorless brushless DC motor 3 rotates the blade 2. The remote controller 5 sets the operation of the ceiling fan 1. The remote control light receiving unit 6 receives a signal from the remote control 5. The remote controller 5 has an operation on / off button 5a for turning on / off the ceiling fan 1, and an air volume setting button 5b for switching the air volume, which are operated by the user. The ceiling fan 1 is installed suspended from the ceiling by a mounting pole 7.

制御回路４は、センサレスブラシレスＤＣモータ３を駆動し、センサレスブラシレスＤＣモータ３に取り付けられた羽根２を回転させている。   The control circuit 4 drives the sensorless brushless DC motor 3 and rotates the blades 2 attached to the sensorless brushless DC motor 3.

図２は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機１の制御回路４の構成を示すブロック図である。図２において、商用電源８から供給される交流電圧は、交直変換回路９にて直流変換される。その後、直流変換された直流電圧は、平滑コンデンサ１０にて平滑化され、平滑化された直流電圧はインバータ回路１１に印加される。インバータ回路１１は、上段と下段からなり、相反するＯＮ／ＯＦＦ動作を行う２つのスイッチング素子を直流電圧に直列に接続して成る三つのアームが三相ブリッジ状に結線され、三相ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式により直交変換され、センサレスブラシレスＤＣモータ３を駆動する。センサレスブラシレスＤＣモータ３は、巻線を巻装した固定子１２と、永久磁石を備えた回転子１３からなる。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the control circuit 4 of the ceiling fan 1 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the AC voltage supplied from the commercial power supply 8 is DC converted by the AC / DC conversion circuit 9. Thereafter, the direct-current converted DC voltage is smoothed by the smoothing capacitor 10, and the smoothed direct-current voltage is applied to the inverter circuit 11. The inverter circuit 11 includes an upper stage and a lower stage, and three arms formed by connecting two switching elements that perform opposite ON / OFF operations in series with a DC voltage are connected in a three-phase bridge shape, and a three-phase PWM (Pulse) The sensorless brushless DC motor 3 is driven by orthogonal transformation by the Width Modulation method. The sensorless brushless DC motor 3 includes a stator 12 wound with windings and a rotor 13 provided with a permanent magnet.

また、インバータ回路１１の各相の下段と負電位側の間には、相ごとにシャント抵抗１４が挿入されている。シャント抵抗１４に流れる電流により発生するシャント抵抗１４の両端の電圧を、増幅部１５で増幅する。増幅部１５の出力から、電流検出部１６は、センサレスブラシレスＤＣモータ３に流れる各相の電流を検出する。回転検出部１７は、電流検出部１６で検出された電流に基づいて、センサレスブラシレスＤＣモータ３の回転数と位置を算出する。   A shunt resistor 14 is inserted for each phase between the lower stage of each phase of the inverter circuit 11 and the negative potential side. The amplifying unit 15 amplifies the voltage across the shunt resistor 14 generated by the current flowing through the shunt resistor 14. From the output of the amplification unit 15, the current detection unit 16 detects the current of each phase flowing through the sensorless brushless DC motor 3. The rotation detection unit 17 calculates the rotation speed and position of the sensorless brushless DC motor 3 based on the current detected by the current detection unit 16.

詳しくは後述するが、風量演算部１８は、電流検出部１６で検出した各相の電流値のうちいずれか１相の電流値および回転検出部１７が算出した回転数と、後述する目標風量Ｑｓに対応する電流値および回転数をそれぞれ比較する。風量演算部１８は、その比較結果に基づいて、現在の出力風量が目標風量Ｑｓに対して高いか低いかを判断する。   As will be described in detail later, the air volume calculation unit 18 selects the current value of one phase among the current values of each phase detected by the current detection unit 16 and the rotation speed calculated by the rotation detection unit 17 and the target air volume Qs described later. The current value and the rotation speed corresponding to are respectively compared. The air volume calculating unit 18 determines whether the current output air volume is higher or lower than the target air volume Qs based on the comparison result.

リモコン信号判断部１９は、リモコン５の運転入／切ボタン５ａ、風量設定ボタン５ｂの操作により、リモコンから送信された信号をリモコン受光部６で受信する。リモコン信号判断部１９は、リモコン５からの信号を解析する。リモコン信号判断部１９は、解析結果から設定風量を得て、目標風量演算部２０に目標風量Ｑｓを出力する。   The remote control signal determination unit 19 receives a signal transmitted from the remote control by the remote control light receiving unit 6 by operating the operation on / off button 5 a and the air volume setting button 5 b of the remote control 5. The remote control signal determination unit 19 analyzes the signal from the remote controller 5. The remote control signal determination unit 19 obtains the set air volume from the analysis result, and outputs the target air volume Qs to the target air volume calculator 20.

詳しくは後述するが、目標風量演算部２０は、電流検出部１６で検出した各相の電流値のうちいずれか１相の電流値、および回転検出部１７が算出した回転数から、羽根２から天井までの距離を算出する。算出された羽根２から天井までの距離に基づいて、目標風量演算部２０は、決定された目標風量Ｑｓを算出し、目標風量Ｑｓを風量演算部１８に対して指示する。   As will be described in detail later, the target air volume calculation unit 20 uses the current value of each phase detected by the current detection unit 16 and the rotation number calculated by the rotation detection unit 17 from the blade 2. Calculate the distance to the ceiling. Based on the calculated distance from the blade 2 to the ceiling, the target air volume calculation unit 20 calculates the determined target air volume Qs and instructs the air volume calculation unit 18 of the target air volume Qs.

増幅率変更部２１は、目標風量演算部２０が算出した目標風量Ｑｓを入力し、目標風量Ｑｓの大きさに応じて所定の相の増幅部１５の増幅率を変更する。   The amplification factor changing unit 21 receives the target air amount Qs calculated by the target air amount calculating unit 20, and changes the amplification factor of the amplifying unit 15 of a predetermined phase according to the magnitude of the target air amount Qs.

速度制御部２２は、インバータ回路１１に対してデューティを出力して、センサレスブラシレスＤＣモータ３の回転数を可変する。   The speed control unit 22 outputs a duty to the inverter circuit 11 to vary the rotational speed of the sensorless brushless DC motor 3.

センサレスブラシレスＤＣモータ３の回転数が可変することにより、センサレスブラシレスＤＣモータ３に取付けられた羽根２の回転数が可変する。これにより、天井扇風機１から必要な風量が出力される。   By changing the rotation speed of the sensorless brushless DC motor 3, the rotation speed of the blade 2 attached to the sensorless brushless DC motor 3 is changed. Thereby, the required air volume is output from the ceiling fan 1.

以下、図３を用いて、本実施の形態の天井扇風機１の動作を説明する。図３は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機１の運転動作を示すフローチャートである。   Hereinafter, operation | movement of the ceiling fan 1 of this Embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the ceiling fan 1 according to the embodiment of the present invention.

使用者が、天井扇風機１の運転を開始するために、リモコン５の運転入／切ボタン５ａを操作して天井扇風機１の運転を開始する。その後、風量設定ボタン５ｂを操作して、風量設定を例えば強ノッチに設定する。そうすると、リモコン信号判断部１９は、リモコン５からの信号を解析し、解析結果から設定風量を得て、目標風量Ｑｓを得る。目標風量Ｑｓの決定方法は、例えば、メモリに記憶されたテーブルを参照してもよいし、予め設定された算出式に基づいたものでもよい。   In order to start the operation of the ceiling fan 1, the user operates the operation on / off button 5 a of the remote controller 5 to start the operation of the ceiling fan 1. Thereafter, the air volume setting button 5b is operated to set the air volume setting to, for example, a strong notch. Then, the remote control signal determination unit 19 analyzes the signal from the remote controller 5, obtains the set air volume from the analysis result, and obtains the target air volume Qs. The method for determining the target air volume Qs may refer to, for example, a table stored in a memory or may be based on a preset calculation formula.

目標風量Ｑｓが決定されると、目標風量演算部２０は、羽根２から天井までの距離が判定できているかどうかを判断する（ステップＳ１０１）。羽根２から天井までの距離が判定できていない場合（ステップＳ１０１においてＮＯ）について説明する。羽根２から天井までの距離が判定できていない場合、例えば、後述する図５Ａに示すような、メモリに記憶されたテーブルから、目標風量Ｑｓに対応する初期回転数を決定する（ステップＳ１０２）。速度制御部２２は、インバータ回路１１にデューティを出力する。   When the target air volume Qs is determined, the target air volume calculator 20 determines whether the distance from the blade 2 to the ceiling can be determined (step S101). A case where the distance from the blade 2 to the ceiling cannot be determined (NO in step S101) will be described. When the distance from the blade 2 to the ceiling cannot be determined, for example, an initial rotational speed corresponding to the target air volume Qs is determined from a table stored in a memory as shown in FIG. 5A described later (step S102). The speed control unit 22 outputs a duty to the inverter circuit 11.

インバータ回路１１にデューティが出力されると、インバータ回路１１は、６個のスイッチング素子を順番に導通させ、センサレスブラシレスＤＣモータ３を駆動する。センサレスブラシレスＤＣモータ３が駆動すると、シャント抵抗１４に電流が流れる。増幅部１５は、それぞれのシャント抵抗１４の両端の電圧を増幅する。電流検出部１６では、増幅したそれぞれのシャント抵抗１４の両端の電圧を検出し、この電位をもとにセンサレスブラシレスＤＣモータ３の巻線に流れる電流（巻線電流）を相ごとに検出する（ステップＳ１０３）。検出された巻線電流のうち、２相分を回転検出部１７に入力する。   When the duty is output to the inverter circuit 11, the inverter circuit 11 sequentially connects the six switching elements to drive the sensorless brushless DC motor 3. When the sensorless brushless DC motor 3 is driven, a current flows through the shunt resistor 14. The amplifying unit 15 amplifies the voltage at both ends of each shunt resistor 14. The current detector 16 detects the voltage across each of the amplified shunt resistors 14 and detects the current (winding current) flowing through the winding of the sensorless brushless DC motor 3 for each phase based on this potential ( Step S103). Two phases of the detected winding current are input to the rotation detector 17.

詳しくは後述するが、残りの１相分の巻線電流は、風量演算部１８に入力する。回転検出部１７では、２相分の巻線電流からセンサレスブラシレスＤＣモータ３の回転数と位置を検出する（ステップＳ１０４）。   As will be described in detail later, the remaining winding current for one phase is input to the air volume calculation unit 18. The rotation detector 17 detects the rotation speed and position of the sensorless brushless DC motor 3 from the winding currents for two phases (step S104).

次に、風量演算部１８では、目標風量演算部２０で決定された初期回転数と回転検出部１７によって検出された回転数、すなわち現在回転数とを比較する（ステップＳ１０５）。現在回転数が初期回転数と異なる時（ステップＳ１０５においてＮＯ）、すなわち、現在回転数が初期回転数に対して小さい場合は、風量演算部１８は、速度制御部２２にデューティを大きく出力する指示を行う（ステップＳ１０６）。   Next, the air volume calculation unit 18 compares the initial rotation speed determined by the target air volume calculation unit 20 with the rotation speed detected by the rotation detection unit 17, that is, the current rotation speed (step S105). When the current rotational speed is different from the initial rotational speed (NO in step S105), that is, when the current rotational speed is smaller than the initial rotational speed, the air volume calculation unit 18 instructs the speed control unit 22 to output a large duty. Is performed (step S106).

一方、現在回転数が初期回転数に対して大きい場合は、風量演算部１８は速度制御部２２にデューティを小さく出力する指示を行う（ステップＳ１０６）。   On the other hand, when the current rotational speed is larger than the initial rotational speed, the air volume calculation unit 18 instructs the speed control unit 22 to output a small duty (step S106).

これにより、次第にセンサレスブラシレスＤＣモータ３の回転数が初期回転数に近づいていく。   Thereby, the rotational speed of the sensorless brushless DC motor 3 gradually approaches the initial rotational speed.

現在回転数が初期回転数と等しい時（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、風量演算部１８は、電流検出部１６で検出された１相分の電流値と回転検出部１７で検出された回転数から、羽根２から天井までの距離を算出する。羽根２から天井までの距離を算出する方法は、例えば、メモリに記憶されたテーブルを参照して決定してもよいし、予め設定された算出式に基づいたものでもよい。   When the current rotational speed is equal to the initial rotational speed (YES in step S105), the air volume calculation unit 18 calculates the current value for one phase detected by the current detection unit 16 and the rotational speed detected by the rotation detection unit 17 from The distance from the blade 2 to the ceiling is calculated. The method for calculating the distance from the blade 2 to the ceiling may be determined with reference to a table stored in the memory, or may be based on a preset calculation formula.

例として、羽根２から天井までの距離と電流、回転数との関係を記憶した図４、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを用いて、羽根２から天井までの距離を算出する方法を説明する。図４は、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機の羽根２から天井までの距離と電流、回転数との関係を記憶した図である。図５Ａは、同天井扇風機の設定風量、目標風量Ｑｓ、初期回転数を記憶したテーブルの図である。図５Ｂは、同天井扇風機の羽根２から天井までの距離を算出するためのテーブルの図である。図５Ｃは、同天井扇風機の羽根２から天井までの距離を算出するための電流のしきい値テーブルの図である。   As an example, a method for calculating the distance from the blade 2 to the ceiling will be described with reference to FIGS. 4, 5A, 5B, and 5C in which the relationship between the distance from the blade 2 to the ceiling, the current, and the rotation speed is stored. To do. FIG. 4 is a diagram that stores the relationship between the distance from the blade 2 to the ceiling of the ceiling fan according to the embodiment of the present invention, the current, and the rotational speed. FIG. 5A is a diagram of a table storing the set air volume, the target air volume Qs, and the initial rotational speed of the ceiling fan. FIG. 5B is a diagram of a table for calculating the distance from the blade 2 of the ceiling fan to the ceiling. FIG. 5C is a current threshold table for calculating the distance from the blade 2 to the ceiling of the ceiling fan.

まず、天井まので距離を２００ｍｍとして、設定風量（すなわち、風量ノッチ）に対する目標風量Ｑｓと目標風量Ｑｓに対する初期回転数の関係を図５Ａに示す。この関係はテーブル化して記憶させておく。以降、風量設定を強ノッチに設定した場合について説明する。   First, FIG. 5A shows the relationship between the target air volume Qs with respect to the set air volume (that is, the air volume notch) and the initial rotational speed with respect to the target air volume Qs with the distance to the ceiling being 200 mm. This relationship is stored in a table. Hereinafter, a case where the air volume setting is set to a strong notch will be described.

風量設定を強ノッチに設定した場合、目標風量Ｑｓは２８４ｍ３／ｍｉｎ、初期回転数は２３０ｒ／ｍｉｎである。When the air volume setting is set to a strong notch, the target air volume Qs is 284 m 3 / min, and the initial rotational speed is 230 r / min.

天井扇風機１を、羽根２から天井までの複数の距離において、初期回転数２３０ｒ／ｍｉｎ一定で運転し、そのときの羽根２から天井までの距離、羽根の回転数と電流検出部１６で検出された１相分の電流値を測定する。その測定結果を図４に示す。   The ceiling fan 1 is operated at a constant initial rotational speed of 230 r / min at a plurality of distances from the blades 2 to the ceiling, and the distance from the blades 2 to the ceiling at that time, the rotational speed of the blades and the current detection unit 16 are detected. Measure the current value for one phase. The measurement results are shown in FIG.

この測定結果、すなわち、初期回転数２３０ｒ／ｍｉｎにおける羽根２から天井までの距離と電流値の関係を、テーブル化（図５Ｂおよび図５Ｃ）し、メモリに記憶しておく。   The measurement result, that is, the relationship between the distance from the blade 2 to the ceiling and the current value at the initial rotational speed of 230 r / min is tabulated (FIGS. 5B and 5C) and stored in the memory.

次に、記憶したテーブルを用いて、天井に取り付けられた天井扇風機１から羽根２から天井までの距離を算出する。まず、取り付けられた天井扇風機１を初期回転数２３０ｒ／ｍｉｎで運転させる。そして、その時のセンサレスブラシレスＤＣモータ３に流れる１相分の電流値を、電流検出部１６で検出する。その１相分の電流値から、図５Ｂで示されるテーブルに基づいて、羽根２から天井までの距離を算出する。例えば、検出された１相分の電流値が２６０ｍＡの場合、図５Ｃから電流記号Ｉ２からＩ３の範囲を選択し、図５Ｂで示されるテーブルから、羽根２から天井までの距離は２５０ｍｍとなる（ステップＳ１０７）。   Next, using the stored table, the distance from the ceiling fan 1 attached to the ceiling to the blades 2 to the ceiling is calculated. First, the attached ceiling fan 1 is operated at an initial rotational speed of 230 r / min. Then, the current detection unit 16 detects the current value for one phase flowing through the sensorless brushless DC motor 3 at that time. From the current value for one phase, the distance from the blade 2 to the ceiling is calculated based on the table shown in FIG. 5B. For example, when the detected current value for one phase is 260 mA, the range of current symbols I2 to I3 is selected from FIG. 5C, and the distance from the blade 2 to the ceiling is 250 mm from the table shown in FIG. 5B ( Step S107).

ここで、羽根２から天井までの距離を算出できたので、距離判定完了をセットし、羽根２から天井までの距離を算出したことを記憶する（ステップＳ１０８）。   Here, since the distance from the blade 2 to the ceiling has been calculated, the distance determination completion is set, and the fact that the distance from the blade 2 to the ceiling has been calculated is stored (step S108).

次に、羽根２から天井からの距離が判定できている場合について説明する。   Next, the case where the distance from the blade 2 to the ceiling can be determined will be described.

風量設定ボタンで設定した風量ノッチに対応する設定風量に基づいて、風量演算部１８に対して、強ノッチに対する目標風量Ｑｓを決定し指示する（ステップＳ１０９）。目標風量Ｑｓの決定方法は、メモリに記憶されたテーブルを参照して決定してもよいし、予め設定された算出式に基づいたものでもよい。   Based on the set air volume corresponding to the air volume notch set by the air volume setting button, the target air volume Qs for the strong notch is determined and instructed to the air volume computing unit 18 (step S109). The method for determining the target air volume Qs may be determined with reference to a table stored in the memory, or may be based on a preset calculation formula.

目標風量Ｑｓが決定されると、目標風量Ｑｓに従って、３相のうちいずれか１相の増幅率を増幅率変更部２１で変更する（ステップＳ１１０）。   When the target air volume Qs is determined, the amplification factor of any one of the three phases is changed by the amplification factor changing unit 21 in accordance with the target air volume Qs (step S110).

ここで、出力風量Ｑｎが目標風量Ｑｓに対して風量が小さくなると、シャント抵抗１４に流れる電流が小さくなる。これにより、電流検出部１６では、巻線電流に流れる電流を正確に検出し難くなる。そこで、目標風量Ｑｓが所定の風量Ｑａよりも小さい場合には、増幅率変更部２１は、風量演算部１８に入力する電流値を検出するための増幅部１５の増幅率を上げる処理を行なう。所定の風量Ｑａは、予め記憶された風量の値である。所定の風量Ｑａは、目標風量Ｑｓに対して十分小さく、増幅率を切り替えて検出しないと電流検出部１６で正確な巻線電流の検出ができなくなるような値を設定しておく。   Here, when the output air volume Qn is smaller than the target air volume Qs, the current flowing through the shunt resistor 14 is decreased. This makes it difficult for the current detection unit 16 to accurately detect the current flowing through the winding current. Therefore, when the target air volume Qs is smaller than the predetermined air volume Qa, the amplification factor changing unit 21 performs a process of increasing the amplification factor of the amplifying unit 15 for detecting the current value input to the air volume calculating unit 18. The predetermined air volume Qa is an air volume value stored in advance. The predetermined air volume Qa is set to a value that is sufficiently small with respect to the target air volume Qs and that the current detection unit 16 cannot accurately detect the winding current unless the amplification factor is switched and detected.

速度制御部２２は、目標風量Ｑｓで決定された値に基づいて、インバータ回路１１にデューティを出力する。   The speed control unit 22 outputs a duty to the inverter circuit 11 based on the value determined by the target air volume Qs.

インバータ回路１１にデューティを出力すると、インバータ回路１１は、６個のスイッチング素子を順番に導通させ、センサレスブラシレスＤＣモータ３を駆動する。センサレスブラシレスＤＣモータ３が駆動すると、シャント抵抗１４に電流が流れる。増幅部１５は、各シャント抵抗１４の両端の電圧を増幅する。電流検出部１６では、増幅した各シャント抵抗１４の両端の電圧を検出し、この電圧をもとにセンサレスブラシレスＤＣモータ巻線に流れる電流（巻線電流）を相ごとに検出する（ステップＳ１１１）。   When the duty is output to the inverter circuit 11, the inverter circuit 11 sequentially turns on the six switching elements to drive the sensorless brushless DC motor 3. When the sensorless brushless DC motor 3 is driven, a current flows through the shunt resistor 14. The amplifying unit 15 amplifies the voltage across each shunt resistor 14. The current detection unit 16 detects the voltage at both ends of each amplified shunt resistor 14, and detects the current (winding current) flowing through the sensorless brushless DC motor winding for each phase based on this voltage (step S111). .

電流検出部１６は、検出された巻線電流のうち、２相分の巻線電流を回転検出部１７に入力する。残りの１相分の巻線電流は、後述するように風量演算部１８に入力する。回転検出部１７では、２相分の巻線電流からセンサレスブラシレスＤＣモータ３の回転数と位置を算出する（ステップＳ１１２）。   The current detection unit 16 inputs a winding current for two phases among the detected winding currents to the rotation detection unit 17. The winding current for the remaining one phase is input to the air volume calculation unit 18 as will be described later. The rotation detection unit 17 calculates the rotation speed and position of the sensorless brushless DC motor 3 from the winding currents for two phases (step S112).

次に、風量演算部１８では、電流検出部１６で検出された１相分の電流値と回転検出部１７によって検出された回転数から、現在の出力風量Ｑｎを算出する（ステップＳ１１３）。   Next, the air volume calculation unit 18 calculates the current output air volume Qn from the current value for one phase detected by the current detection unit 16 and the rotation speed detected by the rotation detection unit 17 (step S113).

ここで、同じ回転数であっても羽根２から天井までの距離によって、風量が異なる。異なる羽根２から天井までの距離における電流と回転数の関係は、予め測定し、テーブル化しておく。すなわち、天井扇風機１を、目標風量Ｑｓで一定になるように運転し、羽根２から天井までの距離を変更して、羽根の回転数と電流検出部１６で検出された１相分の電流値を測定する。測定結果から、回転数と電流値の関係をテーブル化しておく（図６Ａ）。図６Ａは、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機１の目標風量Ｑｓにおける羽根２から天井までの距離と電流、回転数との関係図である。図６Ａから、目標風量Ｑｓと羽根２から天井までの距離に基づいて、回転数と電流の値を得る。   Here, even at the same rotation speed, the air volume varies depending on the distance from the blade 2 to the ceiling. The relationship between the current and the rotational speed at the distance from the different blades 2 to the ceiling is measured in advance and tabulated. That is, the ceiling fan 1 is operated so as to be constant at the target air volume Qs, the distance from the blade 2 to the ceiling is changed, and the rotation speed of the blade and the current value for one phase detected by the current detection unit 16 Measure. From the measurement result, the relationship between the rotation speed and the current value is tabulated (FIG. 6A). FIG. 6A is a relationship diagram between the distance from the blade 2 to the ceiling, the current, and the rotation speed in the target air volume Qs of the ceiling fan 1 according to the embodiment of the present invention. From FIG. 6A, the rotational speed and the current value are obtained based on the target air volume Qs and the distance from the blade 2 to the ceiling.

具体的に説明する。ステップＳ１０７で得られた羽根２から天井までの距離は２５０ｍｍである。目標風量Ｑｓにおける、羽根２から天井までの距離２５０ｍｍの時の回転数と電流の関係は、図６Ｂのとおりである。図６Ｂは、本発明の実施の形態にかかる天井扇風機１の目標風量における制御動作を示す羽根２から天井までの距離と電流、回転数との関係図である。   This will be specifically described. The distance from the blade 2 to the ceiling obtained in step S107 is 250 mm. The relationship between the rotational speed and current when the distance from the blade 2 to the ceiling is 250 mm in the target air volume Qs is as shown in FIG. 6B. FIG. 6B is a relationship diagram between the distance from the blade 2 to the ceiling, the current, and the rotational speed, illustrating the control operation at the target air volume of the ceiling fan 1 according to the embodiment of the present invention.

図６Ｂから、羽根２から天井までの距離２５０ｍｍの時、目標風量Ｑｓを満足する運転状態は、回転数Ｎ１、電流Ｉ１となる。電流検出部１６で検出された１相分の電流値がＩ２、回転検出部で検出された回転数がＮ２である時（点Ａ）、目標風量Ｑｓに対して、現在の出力風量Ｑｎは、風量が少ない状態である。また、１相分の電流値がＩ３、回転検出部で検出された回転数がＮ３である時（点Ｂ）、目標風量Ｑｓに対して、現在の出力風量Ｑｎは、風量が多い状態である。１相分の電流値がＩ１、回転検出部で検出された回転数がＮ１の時、現在の出力風量Ｑｎは目標風量Ｑｓと等しい状態である。風量演算部１８は、算出された出力風量Ｑｎと目標風量Ｑｓとを比較する（ステップＳ１１４）。   From FIG. 6B, when the distance from the blade 2 to the ceiling is 250 mm, the operation state that satisfies the target air volume Qs is the rotation speed N1 and the current I1. When the current value for one phase detected by the current detection unit 16 is I2 and the rotation speed detected by the rotation detection unit is N2 (point A), the current output air volume Qn with respect to the target air volume Qs is The air volume is low. When the current value for one phase is I3 and the rotation speed detected by the rotation detection unit is N3 (point B), the current output air volume Qn is in a state where the air volume is larger than the target air volume Qs. . When the current value for one phase is I1 and the rotation speed detected by the rotation detector is N1, the current output air volume Qn is equal to the target air volume Qs. The air volume calculating unit 18 compares the calculated output air volume Qn with the target air volume Qs (step S114).

出力風量Ｑｎが目標風量Ｑｓに対して小さい場合は、風量演算部１８は、速度制御部２２にデューティを大きく出力する指示を行い、回転数を上昇させるように制御する。出力風量Ｑｎが目標風量Ｑｓに対して大きい場合は、風量演算部１８は速度制御部２２にデューティを小さく出力する指示を行う。これによって、羽根２の回転数を下降させるように制御し、出力風量Ｑｎと目標風量Ｑｓとの偏差を小さくするように制御する。   When the output air volume Qn is smaller than the target air volume Qs, the air volume calculation unit 18 instructs the speed control unit 22 to output a large duty, and controls to increase the rotation speed. When the output air volume Qn is larger than the target air volume Qs, the air volume calculating unit 18 instructs the speed control unit 22 to output a small duty. Accordingly, the rotational speed of the blade 2 is controlled to be lowered, and the deviation between the output air volume Qn and the target air volume Qs is controlled to be small.

以上のように構成した天井扇風機１は、センサレスブラシレスＤＣモータ３に流れる電流をインバータ回路１１の各相の下段と負電位側の間に相ごとにシャント抵抗１４を挿入し、シャント抵抗１４に流れる電流を検出することにより精度よく巻線電流を検出することができる。また、各相のうちいずれか１相の増幅率を増幅率変更部２１で変更することで巻線電流を正確に検出することができる。従って、ＤＣモータの特徴を生かした小さい風量から大きい風量まで運転が可能となる。よって、羽根２から天井までの距離によらず風量を実質的に一定に保ち、且つ風量の出すぎによる消費電力の増加を抑えることができる。   In the ceiling fan 1 configured as described above, the shunt resistor 14 is inserted between the lower stage of each phase of the inverter circuit 11 and the negative potential side of the current flowing through the sensorless brushless DC motor 3, and flows through the shunt resistor 14. By detecting the current, the winding current can be detected with high accuracy. Further, the winding current can be accurately detected by changing the amplification factor of any one of the phases by the amplification factor changing unit 21. Therefore, it is possible to operate from a small air volume to a large air volume utilizing the characteristics of the DC motor. Therefore, the air volume can be kept substantially constant regardless of the distance from the blades 2 to the ceiling, and an increase in power consumption due to excessive air volume can be suppressed.

本実施の形態では、風量設定が強ノッチに設定した時の例を示したが、同様に設定する風量毎に行えば、すべての風量設定において、風量を実質的に一定に保つ制御ができ、その効果は同じである。   In the present embodiment, an example is shown when the air volume setting is set to a strong notch, but if it is performed for each air volume set in the same manner, it can be controlled to keep the air volume substantially constant in all air volume settings, The effect is the same.

また、本実施の形態では、増幅率変更部２１は、目標風量Ｑｓに対応して増幅率を切り替える構成としたが、電流検出部１６が検出した電流値に基づいて増幅率を切り替えてもよい。   In the present embodiment, the amplification factor changing unit 21 is configured to switch the amplification factor corresponding to the target air volume Qs. However, the amplification factor may be switched based on the current value detected by the current detection unit 16. .

以上のように、本実施の形態の天井扇風機１は、羽根２と、羽根２を駆動するセンサレスブラシレスＤＣモータ３に相当するモータと、モータを制御する制御回路４を備え、取付ポールを介して天井に取り付けられ、室内の空気を循環させる。また、制御回路４は、交流電圧を直流電圧に変換する交直変換回路９と、上段と下段からなり、相反するＯＮ／ＯＦＦ動作を行う２つのスイッチング素子を直流電圧に直列に接続して成る三つのアームを三相ブリッジ状に結線し、かつ、三相ＰＷＭ方式により直交変換された電圧が印加され、モータを駆動するインバータ回路１１とを備える。また、制御回路４は、インバータ回路１１の各相の下段と負電位側の間に相ごとに挿入したシャント抵抗１４と、シャント抵抗１４の端子間電圧を増幅する増幅部１５と、増幅部１５の出力からモータに流れる各相の電流値を検出する電流検出部１６とを備える。また、制御回路４は、電流検出部１６で検出された電流に基づいてモータの回転数と位置を算出する回転検出部１７と、羽根から天井までの距離の算出と、目標風量と現在の出力風量との比較を行う風量演算部１８とを備える。また、制御回路４は、風量演算部１８の比較結果に基づいて、風量が実質的に一定となるように、インバータ回路１１に対してデューティを出力してモータの回転数を制御する速度制御部２２を備える。また、風量演算部１８は、電流検出部１６で検出した各相の電流値のうちいずれか１相の電流値と、回転検出部１７が算出した回転数とを入力し、入力した電流値および回転数から羽根から天井までの距離を算出し、入力した電流値および回転数を、算出した羽根から天井までの距離に基づいて決定された目標風量に対応する電流値および回転数を設定することによって、現在の出力風量を算出した羽根から天井までの距離に基づいて決定された目標風量に設定する。   As described above, the ceiling fan 1 according to the present embodiment includes the blade 2, the motor corresponding to the sensorless brushless DC motor 3 that drives the blade 2, and the control circuit 4 that controls the motor, via the mounting pole. It is mounted on the ceiling and circulates indoor air. The control circuit 4 includes an AC / DC conversion circuit 9 that converts an AC voltage into a DC voltage, and two switching elements that are composed of an upper stage and a lower stage and perform opposite ON / OFF operations in series with the DC voltage. An inverter circuit 11 is provided that connects two arms in a three-phase bridge shape and is applied with a voltage orthogonally converted by a three-phase PWM method to drive a motor. Further, the control circuit 4 includes a shunt resistor 14 inserted for each phase between the lower stage of each phase of the inverter circuit 11 and the negative potential side, an amplifying unit 15 that amplifies the voltage across the terminals of the shunt resistor 14, and an amplifying unit 15. And a current detector 16 for detecting the current value of each phase flowing to the motor from the output. The control circuit 4 also includes a rotation detection unit 17 that calculates the rotation speed and position of the motor based on the current detected by the current detection unit 16, calculation of the distance from the blades to the ceiling, target air volume, and current output. An air volume calculating unit 18 for comparing with the air volume is provided. Further, the control circuit 4 outputs a duty to the inverter circuit 11 to control the rotational speed of the motor so that the air volume is substantially constant based on the comparison result of the air volume calculator 18. 22. Further, the air volume calculation unit 18 inputs the current value of any one of the current values of each phase detected by the current detection unit 16 and the rotation speed calculated by the rotation detection unit 17, and inputs the input current value and Calculate the distance from the blade to the ceiling from the rotation speed, and set the current value and rotation speed that correspond to the target air volume determined based on the calculated distance from the blade to the ceiling. The current output air volume is set to the target air volume determined based on the calculated distance from the blade to the ceiling.

これにより、モータの巻線に流れる電流を正確に検出することが可能になり、羽根から天井までの距離によらず風量を略一定に保ち、且つ消費電力の増加を抑えることができる。   As a result, it is possible to accurately detect the current flowing in the motor winding, and to keep the air volume substantially constant regardless of the distance from the blade to the ceiling, and to suppress an increase in power consumption.

また、制御回路４は、増幅部１５の増幅率を変更する増幅率変更部２１を備えてもよい。増幅率変更部２１は、目標風量に基づいて風量演算部１８に入力する電流値を検出するための増幅部１５の増幅率を切り替えてもよい。   In addition, the control circuit 4 may include an amplification factor changing unit 21 that changes the amplification factor of the amplification unit 15. The amplification factor changing unit 21 may switch the amplification factor of the amplification unit 15 for detecting the current value input to the air volume calculating unit 18 based on the target air volume.

これにより、目標風量に応じて増幅率変更部２１の大きさを変更し、モータの巻線に流れる電流を正確に検出することが可能になり、目標風量が小さい場合においても換気風量を常に一定に保つことができる。   As a result, the size of the amplification factor changing unit 21 can be changed according to the target air volume, and the current flowing through the motor winding can be accurately detected. Even when the target air volume is small, the ventilation air volume is always constant. Can be kept in.

また、制御回路４は、増幅部１５の増幅率を変更する増幅率変更部２１を備えてもよい。増幅率変更部２１は、電流検出部１６が検出する電流に基づいて、風量演算部１８に入力する電流値を検出するための増幅部１５の増幅率を切り替えてもよい。   In addition, the control circuit 4 may include an amplification factor changing unit 21 that changes the amplification factor of the amplification unit 15. The amplification factor changing unit 21 may switch the amplification factor of the amplification unit 15 for detecting the current value input to the air volume calculation unit 18 based on the current detected by the current detection unit 16.

これにより、電流検出部１６が検出する電流に応じて増幅変更部２１の大きさを変更し、モータの巻線に流れる電流を正確に検出することが可能になり、目標風量が小さい場合においても風量を略一定に保つことができる。   As a result, the size of the amplification changing unit 21 can be changed according to the current detected by the current detecting unit 16, and the current flowing through the motor winding can be accurately detected. Even when the target air volume is small, The air volume can be kept substantially constant.

本発明にかかる天井扇風機は、取付ポールを介して天井に取り付けられて室内の空気を循環させる。羽根径が大きいものであっても、羽根から天井までの距離によらず、所定の風量が得られる製品において広く有用である。   The ceiling fan according to the present invention is attached to the ceiling via an attachment pole to circulate indoor air. Even if the blade diameter is large, it is widely useful in products that can obtain a predetermined air volume regardless of the distance from the blade to the ceiling.

１ 天井扇風機
２ 羽根
３ センサレスブラシレスＤＣモータ
４ 制御回路
５ リモコン
５ａ 運転入／切ボタン
５ｂ 風量設定ボタン
６ リモコン受光部
７ 取付ポール
８ 商用電源
９ 交直変換回路
１０ 平滑コンデンサ
１１ インバータ回路
１２ 固定子
１３ 回転子
１４ シャント抵抗
１５ 増幅部
１６ 電流検出部
１７ 回転検出部
１８ 風量演算部
１９ リモコン信号判断部
２０ 目標風量演算部
２１ 増幅率変更部
２２ 速度制御部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceiling fan 2 Blade | blade 3 Sensorless brushless DC motor 4 Control circuit 5 Remote control 5a Operation on / off button 5b Air volume setting button 6 Remote control light-receiving part 7 Mounting pole 8 Commercial power supply 9 AC / DC conversion circuit 10 Smoothing capacitor 11 Inverter circuit 12 Stator 13 Rotation Child 14 Shunt resistor 15 Amplifying unit 16 Current detecting unit 17 Rotation detecting unit 18 Air volume calculating unit 19 Remote control signal determining unit 20 Target air volume calculating unit 21 Amplification rate changing unit 22 Speed control unit

Claims (3)

羽根と、前記羽根を駆動するモータと、前記モータを制御する制御回路を備え、
取付ポールを介して天井に取り付けられ、室内の空気を循環させる天井扇風機であって、
前記制御回路は、
交流電圧を直流電圧に変換する交直変換回路と、
上段と下段からなり、相反するＯＮ／ＯＦＦ動作を行う２つのスイッチング素子を前記直流電圧に直列に接続して成る三つのアームを三相ブリッジ状に結線し、かつ、三相ＰＷＭ方式により直交変換された電圧が印加され、前記モータを駆動するインバータ回路と、
前記インバータ回路の各相の下段と負電位側の間に相ごとに挿入したシャント抵抗と、
前記シャント抵抗の端子間電圧を増幅する増幅部と、
前記増幅部の出力から前記モータに流れる各相の電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいて前記モータの回転数と位置を算出する回転検出部と、
前記羽根から前記天井までの距離の算出と、目標風量と現在の出力風量との比較を行う風量演算部と、
前記風量演算部の比較結果に基づいて、風量が実質的に一定となるように、前記インバータ回路に対してデューティを出力して前記モータの回転数を制御する速度制御部とを備え、
前記風量演算部は、
前記電流検出部で検出した各相の電流値のうちいずれか１相の電流値と、前記回転検出部が算出した回転数とを入力し、
入力した前記電流値および前記回転数から前記羽根から前記天井までの前記距離を算出し、
前記入力した前記電流値および前記回転数を、前記算出した前記羽根から前記天井までの前記距離に基づいて決定された前記目標風量に対応する電流値および回転数を設定することによって、前記現在の前記出力風量を算出した前記羽根から前記天井までの前記距離に基づいて決定された前記目標風量に設定する天井扇風機。A blade, a motor for driving the blade, and a control circuit for controlling the motor;
A ceiling fan that is attached to the ceiling via a mounting pole and circulates indoor air,
The control circuit includes:
An AC / DC conversion circuit for converting AC voltage to DC voltage;
Three arms consisting of an upper stage and a lower stage and two switching elements that perform opposite ON / OFF operations connected in series to the DC voltage are connected in a three-phase bridge shape, and orthogonally converted by a three-phase PWM system. And an inverter circuit that drives the motor,
A shunt resistor inserted for each phase between the lower stage and the negative potential side of each phase of the inverter circuit;
An amplifier for amplifying the voltage across the terminals of the shunt resistor;
A current detection unit that detects a current value of each phase flowing from the output of the amplification unit to the motor;
A rotation detector that calculates the rotation speed and position of the motor based on the current detected by the current detector;
Calculation of the distance from the blade to the ceiling, and an air volume calculation unit for comparing the target air volume with the current output air volume;
A speed control unit that outputs a duty to the inverter circuit to control the rotation speed of the motor so that the air volume is substantially constant based on the comparison result of the air volume calculation unit;
The air volume calculator is
Input the current value of any one of the current values of each phase detected by the current detection unit and the rotation number calculated by the rotation detection unit,
Calculate the distance from the blade to the ceiling from the input current value and the rotation speed,
By setting the input current value and the rotation speed to the current value and the rotation speed corresponding to the target air volume determined based on the calculated distance from the blade to the ceiling, the current value A ceiling fan that is set to the target air volume determined based on the distance from the blades to the ceiling where the output air volume is calculated. 前記制御回路は、前記増幅部の増幅率を変更する増幅率変更部を備え、
前記増幅率変更部は、前記目標風量に基づいて前記風量演算部に入力する電流値を検出するための前記増幅部の増幅率を切り替える請求項１記載の天井扇風機。The control circuit includes an amplification factor changing unit that changes the amplification factor of the amplification unit,
The ceiling fan according to claim 1, wherein the amplification factor changing unit switches the amplification factor of the amplification unit for detecting a current value input to the air volume calculation unit based on the target air volume. 前記制御回路は、前記増幅部の増幅率を変更する増幅率変更部を備え、
前記増幅率変更部は、前記電流検出部が検出する電流に基づいて、前記風量演算部に入力する電流値を検出するための前記増幅部の増幅率を切り替える請求項１記載の天井扇風機。The control circuit includes an amplification factor changing unit that changes the amplification factor of the amplification unit,
The ceiling fan according to claim 1, wherein the amplification factor changing unit switches the amplification factor of the amplification unit for detecting a current value input to the air volume calculation unit based on a current detected by the current detection unit.
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