JPH0739360Y2 - ファンモータ制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、供給電圧に応じて回転するファンモータの制
御回路に関し、更に詳しくは複数のファンモータによっ
て冷却対象を冷却する装置において、全体での風量を一
定に制御できるようにしたファンモータの制御回路に関
する。

（従来の技術） 大形の計算機システムなどにおいては、発熱量が大きく
なるので、複数のファンを組み合わせて全体として、必
要な冷却効果を上げるようにしている。

この様な構成において、複数のファンの内の一つないし
はそれ以上の数のファンが、何等かの原因で故障し、回
転数が落ちたり、あるいは回転が停止したりすると、シ
ステム内の必要な冷却効果が得られなくなり、温度上昇
につながる。

従来装置においては、複数のファンの内のいくつかの回
転数が低下したり、あるいは停止しても、必要な冷却効
果が得られるように、あらかじめ所定のマージンをとっ
て、各ファンの回転数を高くし、運転するように構成さ
れていた。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、各ファンの回転数を高くして運転する
と、騒音が大きくなる上に、ファンの寿命を低下させ、
信頼性の面で問題となる。

本考案は、この様な問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、ファンの回転数の効率的な制御を行
い、低騒音で信頼性の高いファンモータ制御回路を実現
することにある。

（課題を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本考案は、 供給電圧の大きさを制御する電圧制御手段と、 この電圧制御手段から供給される電圧が印加され、当該
印加電圧に応じてその回転数が制御される複数のファン
モータと、 各ファンモータから出力されるファンモータの回転数を
示す周波数信号を入力し当該周波数信号をそれぞれ電圧
信号に変換する周波数／電圧変換手段と、 これらの周波数／電圧変換手段からの各信号をそれぞれ
加算する加算手段と、 この加算手段の加算結果（VSUM）と所定の値に設定され
た回転数設定電圧（Vref1）との差を演算する誤差増幅
手段とを備えて構成される。

（作用） 電圧制御手段は、誤差増幅手段からの信号を入力し、加
算手段における加算結果が回転数設定電圧に一致するよ
うに制御する。これにより、複数のファンの回転数の和
が、例え一つのファンモータが故障したとしても、常に
一定となるように制御され、冷却効率（風量）を一定に
維持することができる。

（実施例） 以下図面を用いて、本考案の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。図において、１は駆動電圧Vinを入力とし、供給電
圧Vfanの大きさを制御する電圧制御手段、21〜24はこの
電圧制御手段１からの供給電圧Vfanの大きさに応じて回
転する複数のファンモータで、ここでは４個のファンモ
ータで構成した場合を例示している。

31〜34は各ファンモータ21〜24からの回転数に応じてそ
の周波数が変化するようなパルス信号、即ち、回転数を
示す周波数信号f1〜f4をそれぞれ電圧信号V1〜V4に変換
する周波数／電圧変換手段、４はこれらの周波数／電圧
変換手段31〜34からの信号をそれぞれ加算する加算手段
である。

５は加算手段４からの加算結果VSUMと所定の設定値Vref
1との差を演算する誤差増幅手段で、その出力Vcは電圧
制御手段１の制御端11に印加されている。

６は監視回路で、誤差増幅手段５からの信号Vcと、所定
の設定電圧Vref2とを比較し、警報信号SALMを出力する
ように構成されている。

この様に構成した装置の動作を次に説明する。

各ファンモータ21〜24は、電圧制御手段１からの供給電
圧Vfanがそれぞれ印加され、この印加電圧の大きさに応
じた回転数で回転する。

各ファンモータには、回転数を示す周波数を持ったパル
ス信号を出力する構成のものが使われており、各ファン
モータからのパルス信号f1〜f4は、それぞれ周波数／電
圧変換手段31〜34で、パルス数に対応した電圧信号V1〜
V4に変換される。

加算手段４は、各周波数／電圧変換手段31〜34からの電
圧信号V1〜V4を加算し、加算信号VSUMを得る。

誤差増幅手段５は、加算手段４からの加算信号VSUMを
（−）端子に入力すると共に、（＋）端子に全体として
のファンモータの回転数を決定するための回転数設定電
圧Vref1を入力しており、両信号の差を演算し、その差V
cを電圧制御手段１の制御端子にフィードバックする。

電圧制御手段１は、この差信号Vcを受け、これが零にな
るように、ファンモータ21〜24に供給する電圧Vfanの大
きさを制御する。これによって、ファンモータ21〜24の
回転数は、仮に一つのファンモータの回転数が低下した
としても、常に全体として回転数設定電圧Vref1に対応
する、一定の回転数になるように制御される。

以上の動作を次に式を用いて、再度説明する。

各ファンモータ21〜24において、印加電圧Vfanに対する
回転数f1〜f4はそれぞれ（１）〜（４）式で示される。

f1＝α１・Vfan …（１） f2＝α２・Vfan …（２） f3＝α３・Vfan …（３） f4＝α４・Vfan …（４） ただしα１〜α４はファンの回転数が印加電圧に比例す
るものとした場合の係数である。

加算手段４は、周波数／電圧変換手段31〜34からの各電
圧信号V1〜V4を加算し、（５）式で表される加算電圧VS
UMを得る。

VSUM＝V1＋V2＋V3＋V4 ＝β・（f1＋f2＋f3＋f4） ＝β・Vfan・（α１＋α２＋α３＋α４） …（５） ただし、周波数／電圧変換手段31〜34の変換係数をβと
する。

一方、電圧制御手段１は、制御端子11に印加される信号
Vcに応じて、供給電圧Vfanを制御するものであるから、
Vfanは、（６）式で表される。

Vfan＝Vc・Ｋ …（６） ただし、Ｋは電圧制御手段１の制御係数とする。

（６）式から、（５）式は、（７）式で表される。

VSUM＝β・Vc・Ｋ・（α１＋α２＋α３＋α４） …
（７） また、誤差増幅手段５の誤差出力Vcは、（８）式で表さ
れる。

Vc＝−Ａ・（VSUM−Vref1） …（８） ただし、Ａは誤差増幅手段５のゲインとする。

（７）式、（８）式から、VSUMは（９）式で表される。

ここで、Ａ・Ｋ・β・（α１＋α２＋α３＋α４）＞＞
１となるように、各値を選定すると、フィードバックの
機能によって、 VSUM＝Vref1 になるように、各ファンモータ21〜24の回転数の和が制
御される。この全体としての回転数の和は、回転数設定
電圧Vref1の値を増減することで、任意に設定すること
ができる。

第２図は、４つのファンモータの回転数の分担状態を示
す概念図である。

各ファンモータが正常に動作している状態では、それぞ
れがほぼ同じ回転数n1〜n4で回転していて、これらの回
転数の和が、回転数設定電圧Vref1に対応している。

この状態から、例えばファンモータ23がダウンしたよう
な場合、（ａ）から（ｂ）の状態を経て、（ｃ）に示す
ように、残りの３つのファンモータ21、22、24で、回転
数設定電圧Vref1に対応した回転数になるように、それ
ぞれの回転数が増大する。

（ｄ）は、この場合の誤差増幅手段５の出力電圧Vcの変
化を示したもので、ファンモータ23のダウンによって、
この出力電圧Vcが監視回路６の設定電圧Vref2を越える
と、監視回路６から、（ｅ）に示すように、ファンモー
タのダウンを知らせる警報信号SALMを出力する。

なお、上記の実施例では、４つのファンモータを用いる
場合を示したがこの台数に限定されるものではない。

（考案の効果） 以上詳細に説明したように、本考案によれば、複数のフ
ァンモータの一つないしは幾つかが故障したり、その回
転数が低下しても、全体としての回転数は、あらかじめ
回転数設定電圧Vref1で設定した所定の値に維持される
ものであるから、全体としての風量が一定となり、冷却
効果を極端に低下させることはないし、また、はじめか
ら所定のマージンをとって回転数を高くする必要もない
ので、信頼性の高いファンモータ制御回路を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図はその動作を説明するための動作概念図である。 １…電圧制御手段 21〜24…ファンモータ 31〜34…周波数／電圧変換手段 ４…加算手段 ５…誤差増幅手段 ６…監視回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】供給電圧の大きさを制御する電圧制御手段
   と、 この電圧制御手段から供給される電圧が印加され、当該
   印加電圧に応じてその回転数が制御される複数のファン
   モータと、 各ファンモータから出力されるファンモータの回転数を
   示す周波数信号を入力し当該周波数信号をそれぞれ電圧
   信号に変換する周波数／電圧変換手段と、 これらの周波数／電圧変換手段からの各信号をそれぞれ
   加算する加算手段と、 この加算手段の加算結果（VSUM）と所定の値に設定され
   た回転数設定電圧（Vref1）との差を演算する誤差増幅
   手段とを備え、 前記電圧制御手段は前記誤差増幅手段からの信号を入力
   し、加算手段における加算結果が前記回転数設定電圧に
   一致するように制御することを特徴とするファンモータ
   制御回路。