JPS6032595A

JPS6032595A - 風量制御方式

Info

Publication number: JPS6032595A
Application number: JP58139571A
Authority: JP
Inventors: Shinji Takada; 高田　信治; Koji Kurita; 浩二栗田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-07-30
Filing date: 1983-07-30
Publication date: 1985-02-19
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: KR890003934B1; CA1217260A; EP0137156B1; US4784580A; JPH0665926B2; KR850001563A; DE3466796D1; EP0137156A1

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】この発明は極数変換電動機（以下ＰＡＭモータと略称）
によって駆動される通風機の出力（風量）制御に関し、
待に電動機の極数を変換する際に風量変化を少くする制
御方式を提案するものである。

第１図（ａ）　（ｂ）は極致変換電動機（以下ＰＡＭモ
ータと略称する）の原理を説明する図で、（ｌａ）　、
　（ｌｂ）　。

（２ａ）　、　（２ｂ）　、　（８ａ）　、　（８ｂ）
　、　（４ａ）　、　（４ｃ）は固定子巻線（１相分で
モデル化）であり、（５）は回転磁界の極（Ｎ。

Ｓ記入）を示す。

第２図は従来のＰＡＭモータの極数切替方式を示すもの
で、図中、（６）はＰＡＭモータの固定子巻線であり、
巻線（６１ａ）　、　（６１ｂ）　、　（６２ａ）　、
　（６２ｂ）　、　（６８ａ）　、　（６８ｂ）で構成
され、端子（Ｕｌ）　、（Ｕ２）　、　（Ｖ＋）　、　
（Ｖｚ）　、　（Ｗ＋）　。

（Ｗｚ）ｅ有シテイル。（７）　、　（８）　、　（９
）　＋、ｉ開閉器、（Ｖ−９（Ｖ８）、　（ＶＴ）　ハ
８相電源のＲ，Ｓ、Ｔ相Ｓｔ　Ｈ？！圧をそれぞれ示し
、（＼）は８相電圧の中性点、Ｑｏは電動機の回転子、
αυは通風機、（６）は電動機０１と通風機αηの軸を
結ぶシャフト、α樽は風路抵抗機構でバー（１４ａ）が
上下すればそれぞれダンパ（１４ｂ）を動かして風路抵
抗を大、小にするＯＩは風路抵抗制御機構α伯こ必要な
ダンパ（１４ｂ）の開度を与える制御信号、Ｏ５，ＤＩ
ｌｌはそれぞれ風路の入口側と出口側を示す。

なお、第１図（ａ）は４極の場合をモデル化したもので
、第１図（ｂ）のように点線表示のコイル（２ｂ）。

（８ａ）　、　（８ｂ）　、　（４ａ）の電流極性を反
転させて６極の電動機としｔコ場合を示す。このように
固定子巻線の１部を切替えてコイル電流を変えることに
より極数を変えるＰＡＭモータを得ることが出来る。第
１図（ａ）　（ｂ）は電流の極性をかえる例で示したが
、相電流の入れかえとその極性を変える場合もある。。

また、第２図では開閉器（７）を閉、（８）　、　（９
）を開として低速で運転し、開閉器（７）を開、（８）
　（９）を閉として固定子巻線（６）の電流を変えて極
数を変換し高速で運転するものとする。

第１図と第２図の極数変換の対応は次の通りである。即
ち、Ｒ相の電流で説明すれば第２図のコイル（６１ｂ）
は端子（Ｕ２）と中性点（Ｘ）の間にあり切換前後の電
流方向は変らず第１図（ａ）　（ｂ）のコイル（ｌａ）
　、　（ｌｂ）　、　（２ａ）　、　（４ｃ）に相当し
、第２図のコイル（６１ａ）は端子（Ｕｌ）と（Ｕ２）
の間にあり切換前後の電流方向が変り第１図（ａ）　（
ｂ）のコイル（２ｂ）　、　（８ａ）　、　（８ｂ）　
。

（４ａ）に相当する。

ｍ動機の回転数（ｎ）は１２０・ｆｎ−−（ｒ　ｐｍ）　・・・・・・・・・・・・式（１
）％式％［：）：であるから、極数を変えることによ゛つて回転数を変え
ることができる。電動機の負荷が変動する場合、例えば
電動機１こ結ばれたボイラー押込みファンは日中はフル
稼動、夜間は低負荷のような時、省電力の立場から夜間
は低負荷に対応して回転数をさげて電動機を運転し、（
極数大）日中は重負荷に対応して回転数を上げて運転（
画数小）するような場合がある。

第２図の洲閉器（７）　、　（８）　、　（９）の切替
によってＰＡＭモータの回転数をかえ、回転数はＰＡＭ
モータの回転子ＱＱ１　シャフト＠を介して通風機ＣＩ
＋）に伝達さａｔ。

必要とする風量値と現状の風量値の変差信号が制御信号
（至）として風路抵抗制御機構Ｑ４に与えられ、制御信
号０３によりバー（１４ａ）が上下してダンパ（１４ｂ
）を動かして風量を制御する。

従来の風量制御装置は以上のように溝成さ１”している
ので、ＰＡＭモータを高速から低速へ、あるいは低速か
ら高速に切替えるとき、ＰＡＭモータの回転数が変化す
る過渡状態に於て回転数変化壷こよる風量変化とダンパ
（１４ｂ）による風量変化の協調カニとれず、ファン（
ロ）の負荷がボイラーのような場合には燻燃中のボイラ
の火が消えるとかボイラの内圧の変化がボイラ爆発限界
まで達する等の危険力５あり、ＰＡＭモータの適用が出
来ない火点があつｔコ。

この発明は以上のような従来のもの一火点を除去するた
めになさｌ’したもので、風路抵抗制御機構に対して、
ＰＡＭモータの回転数切替指令を開閉器に与える前に先
行指令して、回転数変化による風量変化と風路抵抗制御
機構による風量変化とを協調のとれたものとし、ボイラ
の失火や爆発等の危険をなくする風量制御方式を提供す
ることを目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第８図に於て、第２図と同一符号は同一物を示し、（１
７ａ）、　（１７ｂ）は先行制御量発生器、　（１８ａ
）。

（１８ｂ）は先行、制御量発生器（１７ａ）　、　（１
７ｂ）の起動信号である。

第４図は第８図の起動信号（ｘｓａ）　、　（１８ｂ）
とＰＡＭモータの極致変換指令のタイミングを説明する
シーケンス図の一実施例で、（１８ａ）　、　（ｔａｂ
）はリレーのコイル（第２図の（ｉｓａ）　、　（ｕ＋
ｂ）は第８図のり一°レー（１８ａ）、　（１８ｂ）が
それぞれ動作し接点がメークしたとき信号が与えられる
ものとする）　、Ｃｌ８ａＴ）。

（１ｓｂｒ）はタイマー、ＨはＰＡＭモータ極数切換ス
イッチで、（１９ａ）　、　（１９ｂ）はそｎぞれ高速
、低速側を示している。（７ｃ）　、　（８ｃ）　、　
（９ｃ）は開閉器（７）　、　（８）　、　（９）の投
入コイル、（７Ｔ）、（８Ｔ）、（９Ｔ）は開閉器（７
）　、　（８）　。

（９）のトリップコイル、　ｇＪ、　＠◇は制御電源の
（ト）と（へ）をそれぞれ示す。

第５図はＰＡＭモータの回転数（２つの状態）に対する
風量とダンパ開度（１００％が全開で風路抵抗最小、０
％が全閉で風路抵抗最大）の関係を示す例で、（財）は
低速運転時、に）は高速運転時をそれぞれ示し、第８図
の先行制御量発生器（１７ａ）　、　（１７ｂ）の特性
例を説明するものである。

従来の第２図ではＰＡＭモータの極数切換を開閉器（７
）　、　（８）　、　（９）で行い、風量制御はダンパ
（１４ｂ）の追従にまかせていたが、この発明の一実施
例である第８図では次のよう作動する。即ち、ＰＡＭモ
ータの極数切換指令が発せられるとまず信号０ａａ）。

（１８ｂ）のいずｎかゾ発せられ、制御量発生器（１７
ａ）（１７ｂ）のいずれかゾ起動される。制御量発生器
（１７ａ）　＋　（１７ｂ）は前もって設定さｎた関数
値の制御１１を風路抵抗制御機構σ◆に与え、ダンパー
０４ｂ）を開、閉させるようにしである。信号（１８ａ
）　、　（１８ｂ）が発せらｎて、所定の時限後にＰＡ
Ｍモータの切換開閉器（７）　、　（８）　、　（９）
　＋こ切替信号を与えＰＡＭモータの極数が切換えられ
る。これらの様子を具体例の１つである第４図、第５図
により更に詳しく説明する。

第４図でＰＡＭモータ画数切換スイッチ（６）により高
速から低速に切換指令が出され（図示の通り）、スイッ
チ０１が接点ｍｂ）側にメークすαば１ルー（１８ｂ）
が動作し、第８図の起動信号（１８ｂ）が与えられると
同時に、タイ゛ｑ　−（ｌｓｂＴ）がカウントを始める
。タイマー（１８ｂＴ）が所定時限後に動作すれば開閉
器（８）　、　（９）のトリップコイル（８Ｔ）　、　
（９Ｔ）が駆動され、同時に開閉器（７）の投入コイル
（７ｃ）が駆動される。従って開閉器（７）　、　（８
）　、　（９）はそれぞれ閉、開。

開となり、ＰＡＭモータは低速に切換えられる。

同様にスイッチ０嗜が接点（１９ａ）側にメークすれば
、まず第８図の起動信号（ｔｅａ）が与えられ、タイマ
ー（１８ａＴ）の時限後回閉器（７）　、　（８）　、
　（９）はそれぞれ閉、閉、開となり、ＰＡＭモータは
高速側に切換えらｌる。このようにして第８図の信号（
１８ａ）。

（１８ｂ）はＰＡＭモータの画数切替たる開閉器（７）
　、　（８）　。

（９）の指令に先行して与えられる。

第８図で制御量発生器（１７ａ）　、　（１７ｂ）の具
体例について、第５図により説明する。ＡＰＭモータは
２速であるから、運転状態の風量が判・つているのでそ
の２速に対するダンパ開度はきまっている。例えび第６
図で風量が６０％で運転される時には低速時のカーブ（
５）と高速時のカーブに）によりダンパ開度はそれぞれ
低速時９０％と高速時６０％である。現在高速で運転さ
れていて、低速に切換える場合を考えると、制御量発生
器（１７ｂ）の値は６０％−９０％＝−８０％のダンパ
開度変化又はこれに関係した開度変化を与えるように設
定する。逆に低速から高速に切替る場合には制御量発生
器（１７ａ）の値が＋３０％のダンパ開度変化又はこれ
１こ関係した開度変化を与えるように設定する。

以上の説明ではボイラーファンの場合についてダンパ制
御の例で説明したが、ベーン制御等の他のどんな風路抵
抗制御機構でもよく、またボイラーでなくて他のどんな
対象でもよい。

また制御量発生器（１７ａ）、（１７ｂ）を高低速切換
別にもうけたが、一体化してもよく、また制御信号Ｑａ
によって与えてもよい。

更に図では説明を簡単にするために制御量発生器（１７
ａ）　、　（１７ｂ）の出力を開閉器（７）　、　（８
）　、　（９）の開閉指令に先だって一定時限（第４図
のタイマー（１８ａＴ）。

（１８ｂ丁）で与えたが、運転風量によってダンパを制
御するに必要な時限が異るので、一定時限とせずに運転
風量、始めのダンパ開度等の関数としてよい。また制御
量発生器（１７ａ）　、　（ｕｂ）の値は運転範囲の平
均値的値としてもよい。

以上のように、この発明によればＰＡＭモータの極数の
切換に先だって応答速度の遅０風路抵抗制御機構を先行
して作動させるようにしたので、ＰＡＭモータの回転数
変化による風量変化と風路抵抗制御機構による風量変化
を協調あるものとし、ＰＡＭモータの適用範囲を拡大す
ることが出来る。

従って安価に省電力の電動機運転ができること＼なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、極数変換電動機の原理を説明する溝成図、第
２図は従来の風量制御方式を説明する結線図、第８図は
この発明の一実施例による風量制御方式を説明する結線
図、第４図および第５図は第８図の制御を説明するため
のシーケンス図Ｊ６よび動作特性図である。（６）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・極数変換電動機（７）　
、　（８）　、　（９戸・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・開閉器α時・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・極数変
換電動機の回転子（１１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・パ・・・通風機α◆・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・風路抵抗制御機溝（１４ｂ）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ダンパ（１７ａ）
　、　（１７ｂ）・・・・・・・・・・・・制御量発生
器（１８ａ）”、　（１８ｂ）・・・・・・・・・・・
・　起動信号Ｑ１・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・切換スイッチ（１８
ａＴ）　（１８ｂＴ）・・・・・・・・・・・・タイマ
（７ｃ）、　（８ｃ）　、　（９ｃ）−−・・開閉器（
７）　、　（８）　、　（９）の投入コ・ｆル（７Ｔ）　、　（８Ｔ）　、　（９Ｔ）・・・・・・・
・・開閉器（７）　、　（８）　、　（９）のトリップ
コイルなお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。代理人　大岩増雄

Claims

【特許請求の範囲】

電動機の固定子巻線の一部分に流れる電流又はその極性
を変えて極数を変換し回転数を変えるようにした極致変
換電動機、該電動機により駆動さｎる通風機、該通風機
の風路にもうけられた風路抵抗制御８ＩＡ溝、前記電動
機の極数変換時に極数の増減指令に対応して出力を出す
信号発生装置を備え、電動機の極致切替指令によって、
前記信号発生装置を駆動して前記風路抵抗制御機構を作
動させ、所定時限後に電動機の極数を切替えるようにし
たことを特徴とする風量制御方式。