JPH0317482A - 冷却ファン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大きな遅れ時間特性を有する冷却水循環形の
冷却系における冷却塔強制通風用のＶＶＶＦ（可変電圧
可変周波数形）インバータ駆動冷却ファンの制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

一般に強制通風形の冷却塔を介する冷却水循環形の冷却
系は第４図のシステム構或図の如くなり、その温度制御
系は第５図の制御ブロック図の如く負帰還制御系となる
。

第４図において、８はＶＶＶＦ　（可変電圧・可変周波
数形）インバータ、９は該インバータにより回転数制御
される交流電動機により駆動される冷却塔の冷却ファン
、Ｐは冷却水循環ポンプ、１０は冷却器、１１は冷却器
入口水温検出器、７は該検出器ｌ１による水温検出値θ
とその設定値θ５との温度偏差θ，一θに応じ該偏差を
零となすように前記電動機の回転数を制御して前記冷却
ファンの風量を制御する冷却ファン制御装置である。

上記システム構成において、前記冷却塔と冷却器１０の
冷却水入口までの冷却水循環系統とを総合した熱交換系
（第５図符号１２）における冷却ファン風量と冷却器入
口水温との間の制御上の時間遅れは通常大であり、該時
間遅れに対応して制御の即応性と安定性とを適当に満た
した温度制御を行うために前記制御装置７の制御特性は
通常ＰＩＤ　（比例・積分・微分〉形となされる。

上記の如き冷却系構威に対し、従来方式によるこの種の
冷却ファン制御装置としてはその起動から始る全温度制
御域にわたり連続的に前記のＰＩＤ制御をなすものが知
られている。

〔発明が解決し．ようとする課題〕

しかしながら上記の如き冷却ファン制御装置による長時
間遅れ要素を有する冷却系に対するＰＩＤ方式の温度制
御においては、目標温度への急速な到達と該目標温度に
おける安定した温度制御との相反する二つの特性すなわ
ち即応性と安定性とを共に満たすことは困難であり、通
常、制御の安定性を優先させることにより目標温度への
到達時間は相対的に長くならざるを得なかった。

以上に鑑み本発明は、前記冷却系の温度制御において、
目標温度への到達時間の短縮と該目標温度における安定
した制御との両者を共に満たす冷却ファン制御装置の提
供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の冷却ファン制御装
置は、大きな遅れ時間特性を有する水一空気間等の熱交
換系の温度制御に関するインバータ駆動冷却ファンの制
御装置であって、ＰＩＤ調節器と該調節器の出力信号値
を保持するサンプルホールド回路とそれぞれ所定のオン
・オフ期間を有するパルス列を出力するインタラプタと
から或り、温度制御の開始と共に前記ＰＩＤ調節器によ
る連続制御を行い、所定の温度設定値と温度実際値との
温度偏差が所定値以内に至れば、前記熱交換系の遅れ時
間特性に従って決定された前記インタラプタのオン期間
とオフ期間とにそれぞれ対応して前記ＰＩＤ調節器によ
る連続制御とその制御開始時点における前記ＰＩＤ調節
器の出力信号の保持値による定値制御とを交互に繰返す
間歇ＰＩＤ制御を行い前記熱交換系の温度制御を行うも
のである。

〔作用〕

一般に負帰還制御系における制御の即応性と安定性とは
相反する特性であり、制御装置の諸制御定数を変更する
ことなく連続的に制御する場合前記両特性を同時に満足
させることは困難である．本発明は、大なる時間遅れ特
性を有する制御対象を含む負帰還制御系のＰ　Ｉ　Ｄｗ
１御において、ＰＩＤ制御期間Ｔ，と該ＰＩＤ制御を中
断する期間Ｔ２とをそれぞれ前記制御対象の大きな時間
遅れ特性に従って決定した所定のものとして交互に繰返
させると共に、前記期間Ｔ！における制御対象操作量を
該期間Ｔ２に先行する前記期間Ｔ＋ｖ！了時点における
ＰＩＤ調節器出力信号値を保持した定値となすものであ
る。

以上の如き連続的なＰＩＤ制御とその出力保持値による
定植制御との併用により、制御系の立上り特性従ってそ
の即応性を重点として決定した諸定数をもつＰＩＤ制御
系においても、前記期間Ｔ．における連続的ＰＩＤ制御
の結果は制御対象操作量の変動が零となされた前記期間
Ｔ２において制御対象の時間特性に応じて自然に変動す
ることになり、前記の如き連続的ＰＩＤ制御による制御
の行き過ぎは抑制され安定した制御が可能となる。

また本発明は上記に従いＰＩＤｉｌ節器の出力を保持す
るサンプルホールド回路と、前記の期間Ｔ＋とＴ！とを
そのオン及びオフ期間とするパルス列を出力するインタ
ラプタとを設けるものである。

なお第３図は前記の如き制御時におけるＰＩＤ調節器出
力信号Ｓ！の動作波形図であり、期間Ｔ，は前記の連続
的ＰＩＤｉ＃Ｉｍ期間、Ｔ２はＰＩＤ調節器出力値保持
の定植制御期間を示すものである。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面により説明する。

第ｌ図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は第１
図の回路図に示す冷却ファン制御装置により温度制御さ
れる冷却系の各部動作波形図である。

第１図において、θ３は前記冷却系の温度設定値、θは
その実際値、Δθは温度偏差でありΔθ＝θ．−θとな
る。また１は該温度偏差Δθを入力とし制御対象操作信
号Ｓ１を出力するＰＩＤ調節器、２は正負両極性をとる
前記温度偏差Δθの絶対値１Δθ１を検出する整流回路
、３は該絶対値１Δθ１がその設定値Ｈより大となった
場合にＯＮ出力を発するコンパレー夕、４は該コンパレ
ータの出力がＯＦＦ状態となった時点より起動し期間Ｔ
，とＴ２とをそれぞれオン及びオフ期間となすパルス列
を出力するインタラプタ、５は該インタラプタと前記コ
ンパレータ３それぞれの出力信号の論理和演算を行い信
号Ｓ，を出力するＯＲ回路、６は前記信号ＳＩを入力と
し前記冷却ファン制御装置としての最終操作信号Ｓ２を
出力するサンプルホールド回路である。ここで前記信号
Ｓ２は、前記信号Ｓ３の期間Ｔ，においては前記信号Ｓ
，と常に等しくまた期間Ｔ２においては該期間Ｔ２に先
行する期間Ｔ．の終了時点における前記信号Ｓ１の値を
保持したものとなり該期間Ｔ２においては時間的に一定
値となり、前記第２図に示す通りの変動模様となる． 上記の如き操作信号Ｓ２を受け前記第５図の如き構戒の
制御系の温度θは第２図に示す如くその設定値θ，を中
心に前記の期間Ｔ，とＴｔに対応し制御の行き過ぎを繰
返しながら順次前記設定値θ８に整定してゆくことにな
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、大なる時間遅れ特性を有する熱交換系
を含む冷却系の冷却ファン操作によるＰＩＤ方式の温度
制御において、連続的ＰＩＤ制御と或る時点におけるＰ
ＩＤ調節回路の出力値を保持する定植制御とを所定の期
間毎に繰返す間歇ｐｒＤｉｌｌＶ１ｍを行うことにより
、温度制御の即応度を増大して設定温度への到達時間の
短縮と該設定温度における制御の安定性とを同時に満足
させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は第１
図に示す冷却ファン制御装置による冷却系各部の動作波
形図、第３図はＰＩＤ調節器出力信号の動作波形図、第
４図は冷却系のシステム構戒図、第５図は冷却系の制御
ブロック図である。 ｌ・・・ＰＩＤ調節器、２・・・整流回路、３・・・コ
ンバレータ、４・・・インタラプタ、５・・・ＯＲ回路
、６・・・サンプル承一ルド回路、７・・・冷却ファン
制御装置、８・・・ｖＶｖＦインバータ、９・・・冷却
ファン、１０・・・冷却器、１１・・・冷却器入口水温
検出器、１２・・・第１図 ０ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）大きな遅れ時間特性を有する水−空気間等の熱交換
   系の温度制御に関するインバータ駆動冷却ファンの制御
   装置であって、ＰＩＤ調節器と該調節器の出力信号値を
   保持するサンプルホールド回路とそれぞれ所定のオン・
   オフ期間を有するパルス列を出力するインタラプタとか
   ら成り、温度制御の開始と共に前記ＰＩＤ調節器による
   連続制御を行い、所定の温度設定値と温度実際値との温
   度偏差が所定値以内に至れば、前記熱交換系の遅れ時間
   特性に従って決定された前記インタラプタのオン期間と
   オフ期間とにそれぞれ対応して前記ＰＩＤ調節器による
   連続制御とその制御開始時点における前記ＰＩＤ調節器
   の出力信号の保持値による定値制御とを交互に繰返す間
   歇ＰＩＤ制御を行い前記熱交換系の温度制御を行うこと
   を特徴とする冷却ファン制御装置。