WO2023100580A1 - モータ駆動制御装置、モータユニット、および、モータ駆動制御方法 - Google Patents

モータ駆動制御装置、モータユニット、および、モータ駆動制御方法 Download PDF

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WO2023100580A1
WO2023100580A1 PCT/JP2022/040849 JP2022040849W WO2023100580A1 WO 2023100580 A1 WO2023100580 A1 WO 2023100580A1 JP 2022040849 W JP2022040849 W JP 2022040849W WO 2023100580 A1 WO2023100580 A1 WO 2023100580A1
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WO
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current
motor
drive
unit
drive control
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/040849
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩之 海津
智敬 佐久間
政人 青木
剛 田端
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions

Definitions

  • the present invention relates to a motor drive control device, a motor unit, and a motor drive control method.
  • fans fan motors
  • PQ characteristics air volume-static pressure characteristics
  • the PQ characteristic expresses the relationship between the loss (static pressure) due to the pressure between the fan's suction port and discharge port and the air volume.
  • the air volume of the fan becomes zero when the static pressure is maximum (draft resistance is maximum), and the air volume of the fan becomes maximum when the static pressure is zero (ventilation resistance is zero).
  • a state in which the static pressure is zero, ie, the air volume of the fan is maximum, is also referred to as a “free air state”.
  • the current limit is requested according to the customer's request and specifications even in the air volume range other than the operation point in the PQ characteristics (the operating area defined by the air volume and static pressure required by the customer). There is something to be done.
  • Patent Document 1 proposes a motor control device that limits current by detecting overcurrent with an overcurrent detection circuit that uses an overcurrent protection algorithm.
  • the peak value of the current is used as a general algorithm for overcurrent protection to determine whether or not there is an overcurrent.
  • the variation in values is large, and it is necessary to make the current limit value (current threshold) smaller than the user's request in advance when determining whether or not there is an overcurrent.
  • the drive current of the motor may be limited too much, so the drive current may be limited even at the operation point (operating point), and the desired PQ characteristics may not be satisfied.
  • the present invention is intended to solve the above-described problems, and is a motor drive control device that satisfies the desired air volume-static pressure characteristics without excessively restricting the drive current of the motor while satisfying the constraints of the power supply capacity. , to provide a motor unit and a motor drive control method.
  • a motor drive control device provides control for generating a drive control signal for controlling the actual number of rotations of the motor, based on a speed command signal indicating a target number of rotations of the motor. and a motor drive unit for driving the motor based on the drive control signal, wherein the control circuit unit controls the drive control signal so that the actual rotation speed of the motor matches the target rotation speed. and a current feedback control mode for generating the drive control signal so that the drive current of the motor matches a target current;
  • the control unit sets a current threshold corresponding to a power supply voltage supplied from the outside as the target current, and when detecting that the drive current exceeds the current threshold, the current feedback control is switched from the speed feedback control mode. switch to mode.
  • a motor drive control device that can satisfy a desired air volume-static pressure characteristic without excessively restricting the drive current of the motor while satisfying the constraint of the power supply capacity.
  • a method can be implemented.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a fan system according to an embodiment
  • FIG. 7 is a flow chart showing an example of the flow of motor drive control processing based on the operation of the power control unit in the motor drive control device for the fan system according to the present embodiment
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of change (A) in drive current due to velocity feedback control using conventional overcurrent protection and change (B) in drive current due to power control according to the present embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of limitation of a drive current value by conventional overcurrent protection
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of limiting the drive current value in the current feedback control mode according to the embodiment
  • FIG. 7 is a diagram showing a comparative example of changes in the actual number of rotations of the motor with respect to the air volume in each of the conventional speed feedback control and the power control according to the present embodiment;
  • FIG. 1 is a diagram showing an example configuration of a fan system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a fan system 1 shown in FIG. 1 includes a host device 2 and a motor unit 10 .
  • the motor drive control device 3 of the motor unit 10 is a device for controlling the drive of the motor 100 as a drive target.
  • the motor 100 is, for example, a three-phase brushless motor.
  • the type of motor 100 is not particularly limited, and the number of phases is not limited to three.
  • An output shaft of the motor 100 is connected to, for example, an impeller (not shown).
  • An impeller (not shown) is a component that generates wind, and is configured to be rotatable by the rotational force of the motor 100 .
  • the rotating shaft of the impeller is coaxially connected to the output shaft of the motor 100 .
  • the impeller and the motor 100 constitute one fan (fan motor).
  • the motor 100 and the motor drive control device 3 constitute one motor unit 10 .
  • the motor unit 10 is arranged, for example, in a closed space inside the server, and a cooling system that cools various electronic components and the like that constitute the server by means of an impeller (not shown) connected to the motor 100. shall constitute The motor unit 10 (motor drive control device 3 and motor 100 ) operates based on various commands from the host device 2 .
  • the motor drive control device 3 rotates the motor 100 by periodically applying a drive current to the three-phase coils that constitute the motor 100 .
  • the motor drive control device 3 has a control circuit section 4 , a current detector 70 and a motor drive section 90 . Note that the components of the motor drive control device 3 shown in FIG. 1 are a part of the whole. The motor drive control device 3 may have other components in addition to those shown in FIG.
  • the motor drive section 90 outputs a drive signal generated based on the drive control signal Sd output from the control circuit section 4 of the motor drive control device 3 to the motor 100 to drive the motor 100 .
  • the motor drive unit 90 selectively energizes the three-phase coils of the motor 100 .
  • the motor driving section 90 has an inverter circuit 91 and a pre-drive circuit (not shown).
  • the predrive circuit generates an output signal for driving the inverter circuit 91 based on the drive control signal Sd output from the control circuit section 4 and outputs the output signal to the inverter circuit 91 .
  • the inverter circuit 91 generates and outputs a drive signal based on the output signal from the pre-drive circuit, and energizes the three-phase coils of the motor 100 .
  • the current detector 70 is a functional unit for detecting the driving current flowing through the motor 100 , that is, the driving current flowing through each coil of the motor 100 .
  • Current detector 70 outputs voltage Vm corresponding to the driving current of motor 100 to control circuit section 4 .
  • the current detector 70 includes a resistor (not shown) connected in series between each coil of the motor 100 and the ground potential via the motor drive section 90, and the voltage Vm generated across the resistor is It is output as a driving current (detection current) flowing through each coil of the motor 100 .
  • the host device 2 is a control device that controls the motor drive control device 3 .
  • the host device 2 is a program processing device for realizing the main functions as a server.
  • the host device 2 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit), various storage devices such as RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory), a counter (timer), an A/D (Analog-Digital )
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit)
  • various storage devices such as RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory)
  • a counter timer
  • an A/D Analog-Digital
  • a program having a configuration in which peripheral circuits such as a conversion circuit, a D/A (Digital-Analog) conversion circuit, a clock generation circuit, and an input/output I/F (Interface) circuit are connected to each other via a bus or dedicated line.
  • a processing device for example, a microcontroller
  • housing the motor unit 10 in one housing.
  • the host device 2 controls the rotation of the motor 100 so that the air volume of the impeller (not shown) is appropriate according to, for example, changes in the environment (changes in the processing load, changes in the temperature inside the server, etc.).
  • the host device 2 controls the motor drive of the motor unit 10 with a speed command signal Sc that indicates a target rotation speed (hereinafter referred to as "target rotation speed") Rtg of the motor 100. It has a speed command section 21 that transmits to the device 3 and a power supply section 22 that supplies a power supply voltage Vdd for driving the control circuit section 4 .
  • the speed command unit 21 is, for example, a program processing device that constitutes the host device 2.
  • a processor executes various arithmetic processing according to a program stored in a memory, and controls peripheral circuits such as a counter and an A/D conversion circuit. It is realized by
  • the speed command unit 21 outputs a rotation speed signal So (for example, FG (Frequency Generator) signal) is received via a communication unit (not shown) to monitor the rotation state of the motor 100 by the motor drive control device 3 .
  • a rotation speed signal So for example, FG (Frequency Generator) signal
  • the transmission and reception of the rotational speed signal So may be realized, for example, by using a dedicated line connecting the host device 2 and the motor drive control device 3, or may be realized by serial communication.
  • the motor drive control device 3 has, as its main functions, a motor drive control function for controlling the rotation of the motor 100, a communication function for communicating with the host device 2, and a monitoring function for monitoring the operating state of the motor 100. ing.
  • the motor drive control device 3 as a motor drive control function, generates a drive control signal Sd by the drive control signal generation unit 40 of the control circuit unit 4 according to the speed command signal Sc from the host device 2, This drive control signal Sd is output to the motor 100 via the motor drive section 90 .
  • the motor drive control device 3 causes the motor drive unit 90 to output a drive signal corresponding to the drive control signal Sd to the motor 100 , and periodically causes a drive current to flow through each phase coil of the motor 100 . to rotate.
  • the motor drive control device 3 receives various commands (speed command signal Sc, etc.) from the host device 2 by transmitting and receiving data to and from the host device 2, and responds to the received commands. to the host device 2.
  • various commands speed command signal Sc, etc.
  • the motor drive control device 3 monitors the operating state of the motor 100 by measuring the physical quantity related to the operation of the motor 100 to be driven, and based on the measurement result, the fan by the motor 100 controls the desired air volume. - Control to satisfy static pressure characteristics (PQ characteristics).
  • PQ characteristics static pressure characteristics
  • the physical quantities related to the operating state of the motor 100 include, for example, the drive current (coil current) of the motor 100, the actual number of revolutions, the drive voltage (coil voltage), the ambient temperature, and the like.
  • the drive current (coil current) of motor 100 and the actual number of revolutions Rmv of motor 100 are mainly used.
  • the motor drive control device 3 has a control circuit section 4 as a functional section for realizing each function described above.
  • the control circuit section 4 has, for example, a drive control signal generation section 40, a power control section 60, a rotational speed monitoring section 51, an FG signal generation section 52, a current monitoring section 53, a power supply voltage monitoring section 54, and the like.
  • the drive control signal generation unit 40, the power control unit 60, the rotation speed monitoring unit 51, the FG signal generation unit 52, the current monitoring unit 53, and the power supply voltage monitoring unit 54 are For example, it is realized by a program processing device. Specifically, a processor such as a CPU, various storage devices such as RAM and ROM, a counter (timer), an A/D conversion circuit, a D/A conversion circuit, a clock generation circuit, an input/output I/F circuit, etc.
  • a processor such as a CPU, various storage devices such as RAM and ROM, a counter (timer), an A/D conversion circuit, a D/A conversion circuit, a clock generation circuit, an input/output I/F circuit, etc.
  • a program processing device such as a microcontroller having a configuration in which peripheral circuits are connected to each other via a bus or a dedicated line
  • the CPU executes various arithmetic processing according to the program stored in the memory, and the processing result is
  • peripheral circuits such as an A/D conversion circuit and an input/output interface circuit.
  • the motor drive control device 3 may have a configuration in which the control circuit section 4, the motor drive section 90, and at least part of other functional sections are packaged as a single integrated circuit device (IC).
  • the control circuit section 4, the motor drive section 90, and other functional sections may be individually packaged as individual integrated circuit devices.
  • the drive control signal generation section 40 is a functional section for generating a drive control signal Sd for controlling the driving of the motor 100 .
  • the drive control signal generator 40 matches the actual rotation speed Rmv of the motor 100 with the target rotation speed Rtg specified by the speed command signal Sc.
  • the drive control signal Sd is generated as follows.
  • the drive control signal Sd is, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal.
  • the drive control signal generation unit 40 includes a speed command analysis unit 41, a duty ratio determination unit 42, and an energization control unit 43.
  • the speed command analysis unit 41 receives the speed command signal Sc output from the speed command unit 21 of the host device 2 and analyzes the target rotation speed Rtg specified by the speed command signal Sc. For example, when the speed command signal Sc is a PWM signal having a duty ratio corresponding to the target rotation speed Rtg, the speed command analysis unit 41 analyzes the duty ratio of the speed command signal Sc and determines the rotation speed corresponding to the duty ratio. is output as the target rotation speed information S1.
  • the duty ratio determination unit 42 performs drive control based on the target rotation speed information S1 output from the speed command analysis unit 41 and current feedback instruction information S5 or speed feedback instruction information S6 supplied from the electric power control unit 60, which will be described later. It determines the duty ratio of the PWM signal as the signal Sd and outputs the duty ratio information S2 to the energization control unit 43 .
  • the energization control unit 43 generates a PWM signal according to the duty ratio information S2 determined by the duty ratio determination unit 42, and outputs this PWM signal to the motor driving unit 90 as the drive control signal Sd.
  • the motor drive section 90 drives the motor 100 based on the drive control signal Sd generated by the drive control signal generation section 40 .
  • the inverter circuit 91 of the motor driving section 90 outputs a driving signal to the motor 100 based on the output signal output from the pre-drive circuit described above, and energizes the coil of the motor 100 .
  • the rotation speed monitoring unit 51 is a functional unit that measures the actual rotation speed Rmv of the motor 100 .
  • the rotation speed monitoring unit 51 measures the actual rotation speed Rmv of the motor 100 based on the position detection signal Sh of the Hall element as the position detector 101 arranged near the motor 100, and uses the measurement result as the motor.
  • 100 rotation speed information Sr is output to the operation command unit 61 of the power control unit 60 .
  • the position detection signal Sh is a Hall signal output from a Hall element as the position detector 101, and is a signal indicating the rotational position of the motor 100, that is, a signal corresponding to the rotation of the motor 100.
  • the FG signal generation unit 52 generates an FG signal as a rotational speed signal So indicating the actual rotational speed Rmv of the motor 100 .
  • the FG signal generator 52 generates a signal (FG signal).
  • the FG signal output from the FG signal generator 52 is input to the host device 2 as the rotation speed signal So.
  • the current monitoring unit 53 receives the voltage Vm detected by the current detector 70 as a detected current, and based on the voltage Vm, the measured value of the drive current flowing through the motor 100 (hereinafter simply referred to as the "measured current value"). ), and outputs the measured current value to the operation command unit 61 of the power control unit 60 as the drive current information Si.
  • the current monitoring unit 53 acquires the smoothed current of the motor 100 by smoothing the voltage Vm detected by the current detector 70 .
  • the current monitoring unit 53 includes a ⁇ ADC ( ⁇ modulation type analog/digital conversion circuit) that AD-converts the detected current or the smoothed current.
  • the current monitoring unit 53 converts the detected current based on the voltage Vm (analog signal) input from the current detector 70 into a digital signal by the ⁇ modulation method, thereby obtaining the average value of the values obtained by integrating the detected current over time. Calculate the measured current value.
  • the current monitoring unit 53 outputs the calculated measured current value to the operation command unit 61 of the power control unit 60 as drive current information Si.
  • a ⁇ ADC either the detected current or the smoothed current may be converted.
  • SAR uccessive approximation
  • the power supply voltage monitoring unit 54 monitors the voltage value of the power supply voltage Vdd supplied from the power supply unit 22 of the host device 2 to the motor drive control device 3, and uses the voltage value as power supply voltage information Sv to issue an operation command to the power control unit 60. Output to unit 61 .
  • the power control section 60 has an operation command section 61 , a current feedback section 62 and a speed feedback section 63 .
  • the operation command unit 61 receives target rotation speed information S1 from the speed command analysis unit 41, rotation speed information Sr from the rotation speed monitoring unit 51, drive current information Si from the current monitoring unit 53, and power supply voltage monitoring unit 54. is input, and based on this information, the motor 100 is controlled in a speed feedback control mode (hereinafter also referred to as a "speed FB control mode") or in a current feedback control mode (hereinafter referred to as This is also referred to as “current FB control mode”).
  • speed FB control mode a speed feedback control mode
  • current FB control mode current feedback control mode
  • the speed feedback control mode is a mode in which the drive control signal Sd is generated so that the actual rotation speed Rmv of the motor 100 matches the target rotation speed Rtg.
  • the current feedback control mode is a mode in which the drive control signal Sd is generated so that the drive current of the motor 100 matches the target current. Specifically, it is a mode in which the motor 100 is driven so that the measured current value (driving current information Si) of the motor 100 coincides with the current threshold value Sth (for example, 5.0 (A)), which is the target current.
  • the operation command unit 61 constantly monitors the driving current information Si from the current monitoring unit 53, and based on the driving current information Si, the actual current value of the motor 100 is less than a predetermined current threshold Sth, or the current It is determined whether or not it is equal to or greater than the threshold value Sth.
  • the current threshold Sth is a threshold set by the operation command section 61 according to the voltage value of the power supply voltage Vdd indicated by the power supply voltage information Sv from the power supply voltage monitoring section 54 . That is, the operation command unit 61 changes the current threshold value Sth according to the value of the power supply voltage Vdd so that the electric power of the motor 100 becomes a desired value.
  • the operation command unit 61 sets the current threshold Sth to 5.0 (A) if the voltage value of the power supply voltage Vdd is 12 V.
  • the current threshold Sth is set to 6.0 (A) if the voltage value of the power supply voltage Vdd is 10V. That is, the current feedback control mode can also be called the power feedback control mode.
  • the current threshold Sth will be described as 5.0 (A).
  • the operation command unit 61 compares the drive current information Si (measured current value) from the current monitoring unit 53 with the current threshold value Sth, and if the drive current information Si (measured current value) is less than the current threshold value Sth (Si ⁇ Sth), generates operation command information S4 for driving and controlling the motor 100 in the speed feedback control mode, and outputs the operation command information S4 to the speed feedback section 63 .
  • the operation command unit 61 operates based on the target rotation speed Rtg calculated based on the target rotation speed information S1 input from the speed command analysis unit 41 and the rotation speed information Sr input from the rotation speed monitoring unit 51.
  • the actual rotation speed Rmv of the motor 100 is compared with the calculated actual rotation speed Rmv of the motor 100, and the operation command information S4 instructing that the actual rotation speed Rmv of the motor 100 matches the target rotation speed Rtg is output to the speed feedback unit 63.
  • the operation command unit 61 compares the drive current information Si (measured current value) with the current threshold value Sth. ), generates operation command information S3 for driving and controlling the motor 100 in the current feedback control mode, and outputs the operation command information S3 to the current feedback unit 62 .
  • the speed feedback unit 63 Upon receiving the operation command information S4 from the operation command unit 61, the speed feedback unit 63 generates speed feedback instruction information S6 based on the operation command information S4. Output to the duty ratio determination unit 42 .
  • the current feedback unit 62 upon receiving the operation command information S3 from the operation command unit 61, the current feedback unit 62 generates current feedback instruction information S5 based on the operation command information S3, and transmits the current feedback instruction information S5 to the drive control signal generation unit. 40 to the duty ratio determination unit 42 .
  • the operation command unit 61 outputs either the operation command information S3 or the operation command information S4 based on the result of comparison between the drive current information Si (actual current value) and the current threshold value Sth. , only one of the current feedback instruction information S5 and the speed feedback instruction information S6 is output to the duty ratio determining section 42.
  • the operation command unit 61 outputs the operation command information S3 for executing the current feedback control mode or the operation command information S4 for executing the speed feedback control mode in the entire air volume range determined by the PQ characteristic.
  • the total air volume range determined by the PQ characteristic is the range from the minimum (maximum pressure) to the maximum (minimum pressure) of the air volume.
  • the power control unit 60 operates in the speed feedback control mode for generating the drive control signal Sd so that the actual rotation speed Rmv of the motor 100 matches the target rotation speed Rtg, and in the current measurement mode, which is the drive current of the motor 100. Any of the current feedback control modes that generate the drive control signal Sd such that the value matches the target current can be selected.
  • the power control unit 60 sets the current threshold Sth set according to the power supply voltage Vdd supplied from the outside (in this embodiment, the host device 2) as the target current, and the drive current (actual current value) is the current When it is detected that the threshold value Sth or higher is detected, the speed feedback control mode is switched to the current feedback control mode.
  • the power control unit 60 controls the driving current of the motor 100 based on the current threshold value Sth set according to the voltage value of the power supply voltage Vdd indicated by the power supply voltage information Sv from the power supply voltage monitoring unit 54. , the control by the power control unit 60 is collectively referred to as "power control”.
  • the duty ratio determination unit 42 combines the target rotation speed information S1 output from the speed command analysis unit 41 with the current feedback instruction information S5 input from the current feedback unit 62 or the speed feedback instruction information S6 input from the speed feedback unit 63. Based on this, the duty ratio of the PWM signal as the drive control signal Sd is determined.
  • the duty ratio determination unit 42 receives the current feedback instruction information S5
  • the actual current value of the motor 100 matches the current threshold value Sth of 5.0 (A) based on the current feedback instruction information S5.
  • the duty ratio information S2 is determined so that
  • the duty ratio determination unit 42 receives the speed feedback instruction information S6, based on the speed feedback instruction information S6, the actual rotation speed Rmv of the motor 100 is set to the target rotation speed information S1 (target The duty ratio information S2 is determined so as to match the rotational speed Rtg).
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the flow of motor drive control processing based on the operation of power control section 60 in motor drive control device 3 of fan system 1 according to the present embodiment.
  • the operation command unit 61 of the electric power control unit 60 calculates the target rotation speed Rtg (rpm) based on the target rotation speed information S1 input from the speed command analysis unit 41 (step S1). Next, immediately after the motor 100 starts to be driven, the operation command unit 61 calculates the actual rotation speed Rmv (rpm) of the motor 100 being driven based on the rotation speed information Sr input from the rotation speed monitoring unit 51 (step S2). ).
  • step S3 Immediately after the motor 100 starts to be driven, the operation command unit 61 outputs to the speed feedback unit 63 operation command information S4 instructing that the actual rotation speed Rmv of the motor 100 matches the target rotation speed Rtg, thereby performing speed feedback control. mode is executed (step S3).
  • the motor drive control device 3 drives and controls the motor 100 so that the actual number of revolutions Rmv of the motor 100 matches the target number of revolutions Rtg during execution of the speed feedback control mode.
  • the speed feedback unit 63 generates speed feedback instruction information S6 including the actual rotation speed Rmv of the motor 100 according to the operation command information S4 received from the operation command unit 61, and the drive control signal generation unit 40 is output to the duty ratio determination unit 42 of .
  • Duty ratio determination unit 42 calculates the difference between actual rotation speed Rmv and target rotation speed Rtg of motor 100 based on speed feedback instruction information S6 received from speed feedback unit 63, and adjusts the difference so that the difference becomes zero.
  • the duty ratio of the PWM signal as the drive control signal Sd is determined, and the determined duty ratio information S2 is output to the energization control section 43 .
  • the energization control unit 43 drives the motor 100 so that the actual rotation speed Rmv of the motor 100 matches the target rotation speed Rtg.
  • the operation command unit 61 monitors drive current information Si, which is a measured current value corresponding to the detected current (voltage Vm) detected by the current detector 70 (step S4).
  • drive current information Si is a measured current value corresponding to the detected current (voltage Vm) detected by the current detector 70 (step S4).
  • the drive current of the motor 100 increases when the load on the motor 100 increases for some reason in order to match the actual rotation speed Rmv of the motor 100 with the target rotation speed Rtg.
  • the current monitoring unit 53 calculates the actual current value of the motor 100 by, for example, ⁇ ADC, and calculates the driving current information Si.
  • the drive current information Si is specifically an integrated value of the detected current (voltage Vm) in a certain period, and is not an instantaneous peak value of the drive current at a certain point in time.
  • the operation command unit 61 compares the measured current value (drive current information Si) calculated by the current monitoring unit 53 with a current threshold value Sth set according to the voltage value of the power supply voltage Vdd, and outputs the measured current value (drive current information Si). It is determined whether or not the information Si) is greater than or equal to the current threshold Sth (step S5).
  • step S5 NO
  • the operation command unit 61 returns to step S3 to set the actual rotation speed Rmv of the motor 100 while maintaining the speed feedback control mode. Drive control is performed so as to match the target rotation speed Rtg. In this case, since the measured current value (drive current information Si) is less than the current threshold value Sth, the load on the motor 100 has not increased and the drive current of the motor 100 has not increased.
  • step S5 when the measured current value (driving current information Si) is equal to or greater than the current threshold value Sth (step S5: YES), the operation command unit 61 stops the speed feedback control mode, changes the speed feedback control mode to the current Switch to the feedback control mode (step S6).
  • the measured current value becomes equal to or greater than the current threshold value Sth in the speed feedback control mode, even though the actual rotation speed Rmv of the motor 100 is being matched with the target rotation speed Rtg for some reason. This is because, when the load on the motor 100 increases due to the above, a large amount of drive current is required.
  • the operation command unit 61 stops outputting the operation command information S4 to the speed feedback unit 63, and outputs to the current feedback unit 62 the operation command information S3 for executing the current feedback control mode.
  • the current feedback section 62 generates current feedback instruction information S5 according to the operation command information S3 received from the operation command section 61 and outputs the current feedback instruction information S5 to the duty ratio determination section 42 of the drive control signal generation section 40 .
  • the duty ratio determination unit 42 determines the duty ratio so that the measured current value (drive current information Si) matches the current threshold value Sth of 5.0 (A).
  • the information S2 is determined and output to the energization control section 43 .
  • the energization control unit 43 outputs the drive control signal Sd generated based on the duty ratio information S2 via the motor drive unit 90, so that the measured current value (drive current information Si) becomes 5.0 (A) of the current threshold value Sth. ) to drive the motor 100 .
  • FIG. 3A is a diagram showing an example of changes in drive current in speed feedback control by conventional overcurrent protection
  • FIG. 3B is a diagram showing changes in drive current by power control according to the present embodiment. It is a figure which shows an example. In both figures, the curve indicated by symbol W indicates the required air volume-static pressure characteristic (PQ characteristic).
  • PQ characteristic the required air volume-static pressure characteristic
  • the operation command unit 61 of the power control unit 60 commands switching from the speed feedback control mode to the current feedback control mode.
  • the operation command unit 61 causes the current feedback control mode to be executed by controlling the drive current of the motor 100 such that the measured current value (drive current information Si) matches the current threshold value Sth (step S7).
  • the current information Si) does not exceed the current threshold Sth of 5.0 (A). Therefore, the motor drive control device 3 can prevent the motor 100, the motor drive section 90, and the like from being damaged by an increase in drive current.
  • the motor drive control device 3 performs control so that the measured current value (drive current information Si) matches the current threshold value Sth of 5.0 (A).
  • the desired air volume-static pressure characteristic (P- Q characteristic) can be obtained.
  • the determination criterion when returning from the current feedback control mode to the speed feedback control mode, is whether or not the actual rotation speed Rmv of the motor 100 exceeds a predetermined ratio (X%) with respect to the target rotation speed Rtg.
  • the present invention is not limited to this, and the determination criterion is whether or not the actual rotation speed Rmv of the motor 100 exceeds a predetermined value (Yrpm) with respect to the target rotation speed Rtg (whether "Rmv>Rtg+Y"). good too.
  • possible numerical values of X and Y can be set arbitrarily. That is, the determination criterion is whether or not the actual rotation speed Rmv of the motor 100 is within a predetermined range of the target rotation speed Rtg.
  • the fact that the actual rotation speed Rmv of the motor 100 exceeds the target rotation speed Rtg+X% means that the measured current value (drive current information Si) obtained by smoothing the detected current in the current feedback control mode becomes less than the current threshold value Sth. Therefore, the operation command unit 61 switches from the current feedback control mode to the speed feedback control mode.
  • the operation command unit 61 repeats the processing of steps S3 to S8, and drives and controls the motor 100 while switching between the speed feedback control mode and the current feedback control mode.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of drive current limitation by conventional overcurrent protection.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of limiting the drive current in the current feedback control mode according to this embodiment.
  • the current waveform of the detected current and the value of the motor driving current (actually flowing current) before the upper row is limited, and the current waveform of the detected current and the motor driving current after the lower row is limited (
  • the upper row shows the current waveform of the detected current before the limit and the value of the actual current (current that actually flows)
  • the current monitoring unit 53 integrates the voltage Vm (analog signal) corresponding to the detected current with time using a ⁇ ADC, thereby obtaining a digital value.
  • An actual current value (drive current information Si) is calculated.
  • the motor drive control device 3 can maintain the originally required PQ characteristic of the motor 100, as shown in FIG. 3B.
  • the drive current is less than 5.0 (A) at all times, the measured current value, which is the average value of the drive current, is less than the current threshold value Sth. , in this case as well, the drive current is supplied without reduction.
  • the detected current (peak value) exceeds 5.0 (A) at a certain timing, and the current threshold value Sth is reduced to 5.33 (A). Even if it exceeds, instead of stopping the drive current, the drive current is reduced so that the measured current value matches the current threshold value Sth (5.0 (A)). As a result, the motor drive control device 3 can suppress the drive current so as not to exceed the current threshold value Sth that meets the customer's requirements or specifications.
  • FIG. 6 is a diagram showing a comparative example of changes in the actual number of rotations of the motor with respect to the air volume in each of the conventional speed feedback control and the power control according to the present embodiment.
  • the waveform Wm shows the change in the actual motor rotation speed with respect to the air volume in the conventional speed feedback control
  • the waveform Im shows the change in the actual motor rotation speed Rmv with respect to the air volume in the power control according to the present embodiment.
  • the actual rotation speed of the motor indicated by the waveform Wm is approximately constant at approximately 17000 rpm over the entire air volume range.
  • the waveform Im in which the motor 100 is driven and controlled while switching between the speed feedback control mode (speed FB control mode) and the current feedback control mode (current FB control mode), the waveform Im
  • the actual rotation speed Rmv fluctuates between about 17000 rpm and about 15700 rpm when compared with the waveform Wm of the conventional speed feedback control.
  • the actual rotation speed of the motor is controlled so as to match the target rotation speed. , the drive current is increasing.
  • the actual rotation speed Rmv of motor 100 is approximately It is controlled to be around 17000 rpm.
  • the actual rotation speed Rmv of the motor 100 is far from around 17000 rpm compared to the conventional speed feedback control. This is because, in the current feedback control mode, even when the load on the motor 100 is large and the actual rotation speed Rmv is low, the driving current is set to around 5.0 (A) so as to match the current threshold value Sth. because it is restricted.
  • the actual number of rotations of the motor in the conventional speed feedback control is about 17000 rpm
  • the actual number of rotations Rmv of the motor 100 in the operating region in the current feedback control mode according to the present embodiment drops to about 16700 rpm.
  • the drop rate (16700 rpm drop rate against 17000 rpm) is about 2%, and this rate is well within the specification range (for example, target rotation speed ⁇ 5%). , does not matter.
  • the motor drive control device 3 controls the motor 100 so that the actual rotation speed Rmv matches the target rotation speed Rtg, and the measured current value as the drive current information Si is When the current threshold Sth or more is reached, the speed feedback control mode is stopped and switched to the current feedback control mode. As a result, even when the load on the motor 100 becomes large, by executing the current feedback control mode, it is possible to prevent the drive current that greatly exceeds the current threshold value Sth from flowing through the motor 100 .
  • the motor drive control device 3 controls the drive current for the motor 100 so that it matches the current threshold value Sth. can be prevented.
  • the speed feedback is performed.
  • the operation command unit 61 of the electric power control unit 60 monitors the actual rotation speed Rmv of the motor 100, and the actual rotation speed Rmv of the motor 100 is set at a predetermined ratio (X%) to the target rotation speed Rtg.
  • the current feedback By returning from the control mode to the speed feedback control mode, it is possible to avoid applying an extra drive current to the motor 100 .
  • the motor drive control device 3 switches between the current feedback control mode and the speed feedback control mode based on the current threshold value Sth, thereby suppressing wasteful power consumption and reducing the air volume required for the motor 100 to the static electricity.
  • Pressure characteristics PQ characteristics
  • the motor drive control device 3 drives and controls the motor 100 while switching between the speed feedback control mode and the current feedback control mode according to the load on the motor 100 in the entire air volume range, thereby controlling not only the operating range but also It is possible to satisfy the current limit required by the customer's requirements and specifications in the entire air volume range determined by the air volume-static pressure characteristics (PQ characteristics).
  • PQ characteristics air volume-static pressure characteristics
  • the operation command unit 61 executes the speed feedback control mode at the beginning of driving the motor 100, and then switches to the current feedback control mode.
  • the current feedback control mode may be executed at the beginning of driving the motor 100 and then switched to the speed feedback control mode. That is, either control mode may be executed first, and the point is that the speed feedback control mode and the current feedback control mode can be alternately switched.
  • the number of phases of the motor 100 driven by the motor drive control device 3 of the above embodiment is not limited to three. Also, the number of Hall elements is not limited to three.
  • the method of detecting the actual rotation speed Rmv of the motor 100 is not particularly limited.
  • a position sensorless system that detects the actual number of revolutions Rmv using a back electromotive force induced in the motor coil without using a position detector such as a Hall element may be used.

Abstract

電源容量の制約を満たしつつ、駆動電流を制限し過ぎることなく、所望の風量－静圧特性を満足させる。　モータ（１００）の目標回転数を指示する速度指令信号に基づいてモータの実回転数を制御するための駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する制御回路部（４）と、駆動制御信号（Ｓｄ）に基づいてモータ（１００）を駆動するモータ駆動部（９０）とを備え、制御回路部（４）は、モータ（１００）の実回転数が目標回転数と一致するように駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する速度フィードバック制御モードとモータ（１００）の駆動電流が目標電流と一致するように駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する電流フィードバック制御モードのいずれかを選択可能とする電力制御部（６０）を有し、電力制御部（６０）は、外部から供給される電源電圧（Ｖｄｄ）に応じた電流閾値を目標電流として設定し、駆動電流が電流閾値以上であることを検出すると、速度フィードバック制御モードから電流フィードバック制御モードに切り替える。

Description

モータ駆動制御装置、モータユニット、および、モータ駆動制御方法
　本発明は、モータ駆動制御装置、モータユニット、および、モータ駆動制御方法に関する。
　従来、家電機器やＯＡ機器等において、その内部に設けられた部品等を冷却するための装置として、ファン（ファンモータ）が広く知られている。一般に、ファンの性能は、風量－静圧特性（以下、「Ｐ－Ｑ特性」とも称する。）によって表される。
　Ｐ－Ｑ特性は、ファンの吸込口と吐出口との間の圧力による損失（静圧）と風量との関係を表したものである。Ｐ－Ｑ特性において、静圧が最大（通風抵抗が最大）の場合にファンの風量がゼロになり、静圧がゼロ（通風抵抗がゼロ）の場合にファンの風量は最大となる。なお、静圧がゼロ、すなわちファンの風量が最大の状態を、「フリーエア状態」とも称する。
　昨今、ファンモータにおいては、例えば、サーバシステムにおいて１０台のモータを駆動する上位装置の電流制限値が３０（Ａ）であった場合、それぞれのモータの電流制限値を３（Ａ）に設定しなければならないといった電源容量の制約が生じる。
　このような状況下において、ファンモータではＰ－Ｑ特性におけるオペレーションポイント（客先が要求する風量と静圧で規定される動作領域）以外の風量範囲でも客先要求や仕様等によって電流制限を求められる事がある。
　ファンモータにおいて、モータの実回転数を一定に維持する従来の速度フィードバック制御を行う場合、Ｐ－Ｑ特性における静圧が高いポイントではオペレーションポイント（動作点）やフリーエア領域（ファンの風量が最大となる領域）に比べてモータの駆動電流を増大させる必要が生じる。モータの駆動電流を制限なく増大させると、モータやモータの駆動回路等を損傷させるおそれがあるため、何らかの対策が必要になる。
　従来、例えば、特許文献１には、過電流保護のアルゴリズムを用いた過電流検出回路によって過電流を検出することにより電流制限を行うモータ制御装置が提案されている。
特開２０１６－１５８４４３号公報
　しかしながら、特許文献１のモータ制御装置においては、一般的な過電流保護のアルゴリズムとして電流のピーク値を過電流であるか否かの判定に用いているため、進角の度合や個体差によりピーク値のばらつきが大きく、過電流であるか否かを判定する際の電流制限値（電流閾値）を予めユーザの要求よりも小さくする必要がある。
　このような場合、モータの駆動電流が制限され過ぎてしまうことがあるので、オペレーションポイント（動作点）においても駆動電流が制限されてしまい、所望のＰ－Ｑ特性を満たせなくなるおそれがあった。
　本発明は、上述した課題を解消するためのものであり、電源容量の制約を満たしつつ、モータの駆動電流を制限し過ぎることなく、所望の風量－静圧特性を満足させ得るモータ駆動制御装置、モータユニットおよびモータ駆動制御方法を提供することを目的とする。
　本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置は、モータの目標回転数を指示する速度指令信号に基づいて、前記モータの実回転数を制御するための駆動制御信号を生成する制御回路部と、前記駆動制御信号に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動部と、を備え、前記制御回路部は、前記モータの実回転数が前記目標回転数と一致するように前記駆動制御信号を生成する速度フィードバック制御モードと、前記モータの駆動電流が目標電流と一致するように前記駆動制御信号を生成する電流フィードバック制御モードのいずれかを選択可能とする電力制御部を有し、前記電力制御部は、外部から供給される電源電圧に応じた電流閾値を前記目標電流として設定し、前記駆動電流が前記電流閾値以上になったことを検出すると、前記速度フィードバック制御モードから前記電流フィードバック制御モードに切り替える。
　本発明の一態様によれば、電源容量の制約を満たしつつ、モータの駆動電流を制限し過ぎることなく、所望の風量－静圧特性を満足させ得るモータ駆動制御装置、モータユニットおよびモータ駆動制御方法を実現することができる。
本実施の形態に係るファンシステムの構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るファンシステムのモータ駆動制御装置における電力制御部の動作に基づくモータ駆動制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 従来の過電流保護を用いた速度フィードバック制御による駆動電流の変化（Ａ）、および、本実施の形態に係る電力制御による駆動電流の変化（Ｂ）の一例を示す図である。 従来の過電流保護による駆動電流値の制限に関する一例を示す図である。 本実施の形態に係る電流フィードバック制御モードにおける駆動電流値の制限に関する一例を示す図である。 従来の速度フィードバック制御および本実施の形態に係る電力制御のそれぞれにおいての風量に対するモータの実回転数の変化の比較例を示す図である。
＜本発明の実施の形態＞
　以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
　図１は、本発明の実施の形態に係るファンシステム１の構成の一例を示す図である。図１に示されるファンシステム１は、上位装置２、および、モータユニット１０を備えている。モータユニット１０のモータ駆動制御装置３は、駆動対象としてのモータ１００の駆動を制御するための装置である。
　モータ１００は、例えば、３相のブラシレスモータである。なお、モータ１００の種類は特に限定されず、相数も３相に限定されない。モータ１００の出力軸には、例えば、図示しないインペラ（羽根車）が接続されている。インペラ（図示せず）は、風を発生させる部品であり、モータ１００の回転力によって回転可能に構成されている。例えば、インペラの回転軸がモータ１００の出力軸に対して同軸に連結されている。
　本発明の実施の形態では、例えば、インペラとモータ１００とが一つのファン（ファンモータ）を構成している。また、モータ１００とモータ駆動制御装置３とは一つのモータユニット１０を構成している。
　この場合、モータユニット１０は、例えば、サーバ内の閉ざされた空間に配置されて、当該サーバを構成する各種の電子部品等をモータ１００に接続されたインペラ（図示せず）によって冷却する冷却システムを構成しているものとする。モータユニット１０（モータ駆動制御装置３およびモータ１００）は、上位装置２からの各種指令に基づいて動作する。
　モータ駆動制御装置３は、モータ１００を構成する３相のコイルに周期的に駆動電流を流すことによりモータ１００を回転させる。モータ駆動制御装置３は、制御回路部４と、電流検出器７０と、モータ駆動部９０とを有している。なお、図１に示されているモータ駆動制御装置３の構成要素は全体の一部である。モータ駆動制御装置３は、図１に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。
　モータ駆動部９０は、モータ駆動制御装置３の制御回路部４から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて生成した駆動信号をモータ１００に出力し、当該モータ１００を駆動させる。モータ駆動部９０は、モータ１００における３相のコイルに対して選択的に通電する。
　具体的には、モータ駆動部９０は、インバータ回路９１及びプリドライブ回路（図示せず）を有する。プリドライブ回路は、制御回路部４から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、インバータ回路９１を駆動するための出力信号を生成し、その出力信号をインバータ回路９１に出力する。インバータ回路９１は、プリドライブ回路からの出力信号に基づいて駆動信号を生成して出力し、モータ１００が備える３相のコイルを通電させる。
　電流検出器７０は、モータ１００に流れる駆動電流、すなわちモータ１００の各コイルに流れる駆動電流を検出するための機能部である。電流検出器７０は、モータ１００の駆動電流に応じた電圧Ｖｍを制御回路部４へ出力する。
　電流検出器７０は、モータ駆動部９０を介してモータ１００の各コイルとグラウンド電位との間に直列に接続された抵抗（図示せず）を含み、その抵抗の両端に発生した電圧Ｖｍを、モータ１００の各コイルに流れる駆動電流（検出電流）として出力する。
　上位装置２は、モータ駆動制御装置３を制御する制御装置である。例えば、モータユニット１０（モータ駆動制御装置３およびモータ１００）がサーバ用の冷却システムを構成している場合、上位装置２は、サーバとしての主たる機能を実現するためのプログラム処理装置である。
　例えば、上位装置２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等のプロセッサと、ＲＡＭ(Random Access Memory)，ＲＯＭ(Read Only Memory)等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ(Analog-Digital)変換回路、Ｄ／Ａ(Digital-Analog)変換回路、クロック発生回路、および入出力Ｉ／Ｆ(Interface)回路等の周辺回路とを、バスや専用線を介して互いに接続した構成を有するプログラム処理装置（例えばマイクロコントローラ）が、モータユニット１０とともに一つの筐体内に収容されることによって実現されている。
　上位装置２は、例えば、環境変化（処理負荷の変化やサーバ内部の温度の変化など）に応じてインペラ（図示せず）の風量が適切になるように、モータ１００の回転を制御する。
　図１に示すように、上位装置２は、モータ１００の目標となる回転数（以下、これを「目標回転数」と言う。）Ｒｔｇを指示する速度指令信号Ｓｃをモータユニット１０のモータ駆動制御装置３へ送信する速度指令部２１と、制御回路部４を駆動するための電源電圧Ｖｄｄを供給する電源部２２とを有している。
　速度指令部２１は、例えば、上位装置２を構成するプログラム処理装置において、プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行するとともに、カウンタやＡ／Ｄ変換回路等の周辺回路を制御することによって実現される。
　速度指令部２１は、モータ駆動制御装置３の制御回路部４から出力されるモータ１００の実際の回転数（以下、これを「実回転数」と言う。）Ｒｍｖを表す回転数信号Ｓｏ（例えばＦＧ（Frequency Generator）信号）を、通信部（図示せず）を介して受信することにより、モータ駆動制御装置３によるモータ１００の回転状態を監視する。なお、回転数信号Ｓｏの送受信は、例えば、上位装置２とモータ駆動制御装置３とを接続する専用線を用いて実現してもよいし、シリアル通信によって実現してもよい。
　モータ駆動制御装置３は、主たる機能として、モータ１００の回転を制御するモータ駆動制御機能、上位装置２との間で通信を行う通信機能、および、モータ１００の動作状態を監視する監視機能を備えている。
　具体的には、モータ駆動制御装置３は、モータ駆動制御機能として、上位装置２からの速度指令信号Ｓｃに応じて制御回路部４の駆動制御信号生成部４０により駆動制御信号Ｓｄを生成し、この駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部９０経由でモータ１００に出力する。
　これにより、モータ駆動制御装置３は、モータ駆動部９０により駆動制御信号Ｓｄに応じた駆動信号をモータ１００に出力し、当該モータ１００の各相のコイルに周期的に駆動電流を流してモータ１００を回転させる。
　モータ駆動制御装置３は、通信機能として、上位装置２との間でデータの送受信を行うことにより、上位装置２から各種指令（速度指令信号Ｓｃ等）を受信するとともに、受信した指令に対する応答等を上位装置２へ送信する。
　モータ駆動制御装置３は、監視機能として、駆動対象のモータ１００の動作に関連する物理量を計測することによりモータ１００の動作状態を監視し、計測結果に基づいて、モータ１００によるファンが所望の風量－静圧特性（Ｐ－Ｑ特性）を満たすように制御する。
　ここで、モータ１００の動作状態に関連する物理量には、例えば、モータ１００の駆動電流（コイル電流）、実回転数、駆動電圧（コイル電圧）、周辺の温度等が含まれる。本実施の形態では、特に、モータ１００の駆動電流（コイル電流）、および、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを主に用いるものとする。
　モータ駆動制御装置３は、上述した各機能を実現するための機能部として制御回路部４を有している。制御回路部４は、例えば、駆動制御信号生成部４０、電力制御部６０、回転数監視部５１、ＦＧ信号生成部５２、電流監視部５３、電源電圧監視部５４等を有している。
　これらの制御回路部４の機能部のうち、駆動制御信号生成部４０、電力制御部６０、回転数監視部５１、ＦＧ信号生成部５２、電流監視部５３、および、電源電圧監視部５４は、例えば、プログラム処理装置によって実現されている。具体的には、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭ等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、および入出力Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路とがバスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置（例えばマイクロコントローラ）において、ＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムに従って各種演算処理を実行し、その処理結果に基づいてＡ／Ｄ変換回路や入出力インターフェース回路等の周辺回路を制御することによって、上述した機能ブロックが実現されている。
　なお、モータ駆動制御装置３は、制御回路部４とモータ駆動部９０とその他の機能部の少なくとも一部とが一つの集積回路装置（ＩＣ）としてパッケージ化された構成であってもよいし、制御回路部４とモータ駆動部９０とその他の機能部がそれぞれ個別の集積回路装置として夫々パッケージ化された構成であってもよい。
　以下、モータ駆動制御装置３の制御回路部４を構成する各機能部について詳細に説明する。
　駆動制御信号生成部４０は、モータ１００の駆動を制御するための駆動制御信号Ｓｄを生成するための機能部である。駆動制御信号生成部４０は、例えば、上位装置２から出力された速度指令信号Ｓｃを受信した場合に、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが速度指令信号Ｓｃによって指定された目標回転数Ｒｔｇと一致するように駆動制御信号Ｓｄを生成する。ここで、駆動制御信号Ｓｄは、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。
　駆動制御信号生成部４０は、速度指令解析部４１、デューティ比決定部４２、および、通電制御部４３を備えている。
　速度指令解析部４１は、上位装置２の速度指令部２１から出力された速度指令信号Ｓｃを受信し、その速度指令信号Ｓｃによって指定された目標回転数Ｒｔｇを解析する。例えば、速度指令信号Ｓｃが目標回転数Ｒｔｇに対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号である場合、速度指令解析部４１は、速度指令信号Ｓｃのデューティ比を解析し、そのデューティ比に対応する回転数の情報を目標回転数情報Ｓ１として出力する。
　デューティ比決定部４２は、速度指令解析部４１から出力された目標回転数情報Ｓ１と、後述する電力制御部６０から供給される電流フィードバック指示情報Ｓ５または速度フィードバック指示情報Ｓ６とに基づいて駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を決定し、そのデューティ比情報Ｓ２を通電制御部４３に出力する。
　通電制御部４３は、デューティ比決定部４２によって決定したデューティ比情報Ｓ２に応じたＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号を駆動制御信号Ｓｄとしてモータ駆動部９０へ出力する。
　モータ駆動部９０は、駆動制御信号生成部４０によって生成された駆動制御信号Ｓｄに基づいてモータ１００を駆動する。モータ駆動部９０のインバータ回路９１は、上述したプリドライブ回路から出力された出力信号に基づいてモータ１００に駆動信号を出力し、モータ１００のコイルに通電する。
　回転数監視部５１は、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを計測する機能部である。回転数監視部５１は、例えば、モータ１００の近傍に配置された位置検出器１０１としてのホール素子の位置検出信号Ｓｈに基づいて、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを計測し、その計測結果をモータ１００の回転数情報Ｓｒとして電力制御部６０の動作指令部６１に出力する。ここで、位置検出信号Ｓｈは、位置検出器１０１としてのホール素子から出力されるホール信号であり、モータ１００の回転位置を示す信号、すなわち、モータ１００の回転に対応する信号である。
　ＦＧ信号生成部５２は、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを示す回転数信号ＳｏとしてのＦＧ信号を生成する。ＦＧ信号生成部５２は、位置検出器１０１（ホール素子）から出力された位置検出信号（ホール信号）Ｓｈに基づいて、モータ１００の実回転数Ｒｍｖに比例する周期（周波数）を有する信号（ＦＧ信号）を生成する。
　ＦＧ信号生成部５２から出力されたＦＧ信号は、回転数信号Ｓｏとして上位装置２に入力される。
　電流監視部５３は、電流検出器７０によって検出された電圧Ｖｍが検出電流として入力され、その電圧Ｖｍに基づいてモータ１００に流れる駆動電流の実測値（以下、単に、「電流実測値」と言う。）を算出し、その電流実測値を駆動電流情報Ｓｉとして電力制御部６０の動作指令部６１に出力する。
　具体的には、電流監視部５３は、電流検出器７０により検出した電圧Ｖｍを平滑化することにより、モータ１００の平滑電流を取得する。さらに、電流監視部５３は、検出電流あるいは平滑電流をＡＤ変換するΔΣＡＤＣ（ΔΣ変調型のアナログ／デジタル変換回路）を含む。例えば、電流監視部５３は、電流検出器７０から入力された電圧Ｖｍ（アナログ信号）に基づく検出電流をΔΣ変調方式によりデジタル信号に変換することにより、検出電流を時間で積分した値の平均値である電流実測値を算出する。電流監視部５３は、算出した電流実測値を駆動電流情報Ｓｉとして電力制御部６０の動作指令部６１に出力する。なお、ΔΣＡＤＣの場合は検出電流あるいは平滑電流のどちらかを変換すればよいが、例えば、ＳＡＲ（逐次比較）型ＡＤＣを用いる場合は平滑電流を変換する。
　電源電圧監視部５４は、上位装置２の電源部２２からモータ駆動制御装置３に供給される電源電圧Ｖｄｄの電圧値を監視し、その電圧値を電源電圧情報Ｓｖとして電力制御部６０の動作指令部６１に出力する。
　電力制御部６０は、動作指令部６１、電流フィードバック部６２、および、速度フィードバック部６３を有している。
　動作指令部６１は、速度指令解析部４１からの目標回転数情報Ｓ１、回転数監視部５１からの回転数情報Ｓｒ、電流監視部５３からの駆動電流情報Ｓｉ、および、電源電圧監視部５４からの電源電圧情報Ｓｖが入力され、これらの情報に基づいて、速度フィードバック制御モード（以下、これを「速度ＦＢ制御モード」とも表す。）によりモータ１００を制御するか、電流フィードバック制御モード（以下、これを「電流ＦＢ制御モード」とも表す。）によりモータ１００を制御するかを決定する機能部である。
　ここで、速度フィードバック制御モードとは、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇと一致するように駆動制御信号Ｓｄを生成するモードである。一方、電流フィードバック制御モードとは、モータ１００の駆動電流が目標電流と一致するように駆動制御信号Ｓｄを生成するモードである。具体的には、モータ１００の電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が目標電流である電流閾値Ｓｔｈ（例えば５．０（Ａ））と一致するようにモータ１００を駆動するモードである。
　動作指令部６１は、電流監視部５３からの駆動電流情報Ｓｉを常時監視しており、駆動電流情報Ｓｉに基づいてモータ１００の電流実測値が所定の電流閾値Ｓｔｈ未満であるか、或いは、電流閾値Ｓｔｈ以上であるかを判別する。ここで電流閾値Ｓｔｈは、電源電圧監視部５４からの電源電圧情報Ｓｖが示す電源電圧Ｖｄｄの電圧値に応じて動作指令部６１が設定する閾値である。すなわち、動作指令部６１は、モータ１００の電力が所望の値になるように、電源電圧Ｖｄｄの値に応じて電流閾値Ｓｔｈを変更する。
　例えば、モータ１００を６０Ｗの電力で駆動しなければならないとする制約がある場合、動作指令部６１は電源電圧Ｖｄｄの電圧値が１２Ｖであれば５．０（Ａ）に電流閾値Ｓｔｈを設定し、電源電圧Ｖｄｄの電圧値が１０Ｖであれば６．０（Ａ）に電流閾値Ｓｔｈを設定する。つまり電流フィードバック制御モードは、電力フィードバック制御モードと言い換えることもできる。以下、具体例として、電流閾値Ｓｔｈが５．０（Ａ）として説明する。
　動作指令部６１は、電流監視部５３からの駆動電流情報Ｓｉ（電流実測値）と電流閾値Ｓｔｈとを比較し、駆動電流情報Ｓｉ（電流実測値）が電流閾値Ｓｔｈ未満であれば（Ｓｉ＜Ｓｔｈ）、速度フィードバック制御モードによりモータ１００を駆動制御するための動作指令情報Ｓ４を生成し、当該動作指令情報Ｓ４を速度フィードバック部６３に出力する。
　具体的には、動作指令部６１は、速度指令解析部４１から入力した目標回転数情報Ｓ１に基づいて算出した目標回転数Ｒｔｇと、回転数監視部５１から入力した回転数情報Ｓｒに基づいて算出したモータ１００の実回転数Ｒｍｖとを比較し、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇと一致するように指示する動作指令情報Ｓ４を速度フィードバック部６３に出力する。
　一方、動作指令部６１は、駆動電流情報Ｓｉ（電流実測値）と電流閾値Ｓｔｈとを比較し、その結果、駆動電流情報Ｓｉ（電流実測値）が電流閾値Ｓｔｈ以上であれば（Ｓｉ≧Ｓｔｈ）、電流フィードバック制御モードによりモータ１００を駆動制御するための動作指令情報Ｓ３を生成し、当該動作指令情報Ｓ３を電流フィードバック部６２に出力する。
　速度フィードバック部６３は、動作指令部６１から動作指令情報Ｓ４を受け取ると、その動作指令情報Ｓ４に基づいて速度フィードバック指示情報Ｓ６を生成し、この速度フィードバック指示情報Ｓ６を駆動制御信号生成部４０のデューティ比決定部４２に出力する。
　一方、電流フィードバック部６２は、動作指令部６１から動作指令情報Ｓ３を受け取ると、その動作指令情報Ｓ３に基づいて電流フィードバック指示情報Ｓ５を生成し、この電流フィードバック指示情報Ｓ５を駆動制御信号生成部４０のデューティ比決定部４２に出力する。
　ここで動作指令部６１は、駆動電流情報Ｓｉ（電流実測値）と電流閾値Ｓｔｈとの比較結果に基づいて動作指令情報Ｓ３または動作指令情報Ｓ４のいずれかを出力するため、電力制御部６０からは電流フィードバック指示情報Ｓ５または速度フィードバック指示情報Ｓ６のいずれか一方だけがデューティ比決定部４２に出力される。
　なお、動作指令部６１は、Ｐ－Ｑ特性により定まる全風量範囲において電流フィードバック制御モードを実行させる動作指令情報Ｓ３または速度フィードバック制御モードを実行させる動作指令情報Ｓ４を出力する。ここで、Ｐ－Ｑ特性により定まる全風量範囲とは、風量が最小（最大圧力）から最大（最小圧力）までの範囲である。
　以上のように、電力制御部６０は、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇと一致するように駆動制御信号Ｓｄを生成する速度フィードバック制御モードと、モータ１００の駆動電流である電流実測値が目標電流と一致するように駆動制御信号Ｓｄを生成する電流フィードバック制御モードのいずれかを選択可能である。
　電力制御部６０は、外部（本実施の形態では、上位装置２）から供給される電源電圧Ｖｄｄに応じて設定された電流閾値Ｓｔｈを目標電流として設定し、駆動電流（電流実測値）が電流閾値Ｓｔｈ以上になったことを検出すると、速度フィードバック制御モードから電流フィードバック制御モードに切り替える。
　なお、本発明においては、電力制御部６０は、電源電圧監視部５４からの電源電圧情報Ｓｖが示す電源電圧Ｖｄｄの電圧値に応じて設定された電流閾値Ｓｔｈをもとにモータ１００の駆動電流を制御することをふまえ、電力制御部６０による制御を「電力制御」と総称する。
　デューティ比決定部４２は、速度指令解析部４１から出力された目標回転数情報Ｓ１と、電流フィードバック部６２から入力した電流フィードバック指示情報Ｓ５または速度フィードバック部６３から入力した速度フィードバック指示情報Ｓ６とに基づいて、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。
　具体的には、デューティ比決定部４２は、電流フィードバック指示情報Ｓ５を受け取った場合、電流フィードバック指示情報Ｓ５に基づいて、モータ１００の電流実測値が電流閾値Ｓｔｈの５．０（Ａ）と一致するようにデューティ比情報Ｓ２を決定する。
　また、デューティ比決定部４２は、速度フィードバック指示情報Ｓ６を受け取った場合、速度フィードバック指示情報Ｓ６に基づいて、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが速度指令解析部４１からの目標回転数情報Ｓ１（目標回転数Ｒｔｇ）と一致するようにデューティ比情報Ｓ２を決定する。
　続いて、電力制御部６０によるモータ１００の駆動制御処理手順について説明する。
　図２は、本実施の形態に係るファンシステム１のモータ駆動制御装置３における電力制御部６０の動作に基づくモータ駆動制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　電力制御部６０の動作指令部６１は、速度指令解析部４１から入力した目標回転数情報Ｓ１に基づいて目標回転数Ｒｔｇ（ｒｐｍ）を算出する（ステップＳ１）。次に、動作指令部６１は、モータ１００の駆動開始直後、回転数監視部５１から入力した回転数情報Ｓｒに基づいて駆動中のモータ１００の実回転数Ｒｍｖ（ｒｐｍ）を算出する（ステップＳ２）。
　動作指令部６１は、モータ１００の駆動開始直後においては、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇと一致するように指示する動作指令情報Ｓ４を速度フィードバック部６３に出力し、速度フィードバック制御モードを実行させる（ステップＳ３）。モータ駆動制御装置３は、速度フィードバック制御モードを実行中、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇと一致するよう駆動制御する。
　具体的には、速度フィードバック部６３は、動作指令部６１から受け取った動作指令情報Ｓ４に応じて、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを含む速度フィードバック指示情報Ｓ６を生成し、駆動制御信号生成部４０のデューティ比決定部４２に出力する。デューティ比決定部４２は、速度フィードバック部６３から受け取った速度フィードバック指示情報Ｓ６に基づいて、モータ１００の実回転数Ｒｍｖと目標回転数Ｒｔｇとの差分を算出し、当該差分がゼロになるように駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を決定し、その決定したデューティ比情報Ｓ２を通電制御部４３に出力する。通電制御部４３は、デューティ比情報Ｓ２に基づいて駆動制御信号Ｓｄを生成することにより、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇと一致するようにモータ１００を駆動させる。
　動作指令部６１は、速度フィードバック制御モードを実行中、電流検出器７０により検出された検出電流（電圧Ｖｍ）に対応する電流実測値である駆動電流情報Ｓｉを監視する（ステップＳ４）。速度フィードバック制御モードにおいては、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを目標回転数Ｒｔｇと一致させようとするために、何らかの原因によってモータ１００に対する負荷が大きくなると当該モータ１００の駆動電流が増加してしまう。
　このとき、電流監視部５３は、例えば、ΔΣＡＤＣによりモータ１００の電流実測値を算出し、駆動電流情報Ｓｉを算出する。ここで、駆動電流情報Ｓｉは、具体的には、一定期間における検出電流（電圧Ｖｍ）の積分値であって、ある時点における瞬間的な駆動電流のピーク値ではない。
　動作指令部６１は、電流監視部５３によって算出された電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）と、電源電圧Ｖｄｄの電圧値に応じて設定した電流閾値Ｓｔｈとを比較し、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
　動作指令部６１は、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈ未満である場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ３に戻って速度フィードバック制御モードのまま、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを目標回転数Ｒｔｇと一致させるように駆動制御する。この場合、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈ未満であるため、モータ１００に対する負荷が大きくなっておらず、当該モータ１００の駆動電流についても増加していない状態である。
　これに対して、動作指令部６１は、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈ以上となった場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、速度フィードバック制御モードを停止し、速度フィードバック制御モードから電流フィードバック制御モードに切り替える（ステップＳ６）。
　電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈ以上になるのは、速度フィードバック制御モードにおいて、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを目標回転数Ｒｔｇと一致させようとしているにも拘わらず、何らかの原因によりモータ１００に対する負荷が大きくなった場合、多くの駆動電流が必要となるからである。
　具体的には、動作指令部６１は、速度フィードバック部６３に対する動作指令情報Ｓ４の出力を停止し、電流フィードバック部６２に対して、電流フィードバック制御モードを実行させる動作指令情報Ｓ３を出力する。電流フィードバック部６２は、動作指令部６１から受け取った動作指令情報Ｓ３に応じて、電流フィードバック指示情報Ｓ５を生成し、駆動制御信号生成部４０のデューティ比決定部４２に出力する。デューティ比決定部４２は、電流フィードバック部６２から受け取った電流フィードバック指示情報Ｓ５に基づいて、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈの５．０（Ａ）と一致するようにデューティ比情報Ｓ２を決定し、通電制御部４３に出力する。通電制御部４３では、デューティ比情報Ｓ２に基づいて生成した駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部９０経由で出力することにより、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈの５．０（Ａ）と一致するようにモータ１００を駆動させる。
　次に、従来の過電流保護を用いた速度フィードバック制御による駆動電流の変化と本実施の形態に係る電力制御による駆動電流の変化について説明する。
　図３（Ａ）は、従来の過電流保護による速度フィードバック制御における駆動電流の変化の一例を示す図であり、図３（Ｂ）は、本実施の形態に係る電力制御による駆動電流の変化の一例を示す図である。なお、両図において、符号Ｗで示す曲線は、要求される風量－静圧特性（Ｐ－Ｑ特性）を示している。
　図３（Ａ）に示すように、従来の過電流保護を用いた速度フィードバック制御だけを行っている場合、破線で囲った２つの風量領域（風量が０～ｑ１の領域、および、ｑ２～ｑ３の間の領域）ではモータ１００に対する負荷が大きくなっており、駆動電流を５．０（Ａ）に制限しなければならない場合であっても、モータ１００の駆動電流が増大して、電流閾値Ｓｔｈである５．０（Ａ）を超えてしまう。
　このような事態を回避するため、本実施の形態に係る電力制御部６０の動作指令部６１は、速度フィードバック制御モードから電流フィードバック制御モードに切り替えるように指令する。動作指令部６１は、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈと一致するようにモータ１００の駆動電流を制御することにより、電流フィードバック制御モードを実行させる（ステップＳ７）。
　これによりモータ駆動制御装置３では、図３（Ｂ）に示すように、Ｐ－Ｑ特性により定められた全ての風量範囲（０～ｑ３の領域）において、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈである５．０（Ａ）を超えることがないように制御することができる。
　特に、図３（Ｂ）に示すように、領域Ｂおよび領域Ｄで実行される速度フィードバック制御モードに限らず、領域Ａおよび領域Ｃで実行される電流フィードバック制御モードにおいても、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈの５．０（Ａ）を超えることがない。このためモータ駆動制御装置３は、駆動電流の増大によってモータ１００やモータ駆動部９０等が損傷することを未然に防止することができる。
　かくして、モータ駆動制御装置３は、電流フィードバック制御モードにおいては、電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈの５．０（Ａ）と一致するように制御しているので、モータ１００等の損傷のリスクを見越して駆動電流を必要以上に制限することがなく、また動作領域において要求される風量－静圧特性（Ｐ－Ｑ特性）Ｗを上回る所望の風量－静圧特性（Ｐ－Ｑ特性）を得ることができる。
　動作指令部６１は、電流フィードバック制御モードを実行中（ステップＳ７）、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇに対して所定の割合（Ｘ％）を超えたか否か（「Ｒｍｖ＞Ｒｔｇ＋Ｘ（％）」と表記する。）を判定する。例えば、目標回転数Ｒｔｇが１６８００ｒｐｍであってＸ＝５％であれば、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが１７６４０ｒｐｍを超えると、モータ１００の負荷が減っており、現時点よりも駆動電流を下げられることを意味する。このため動作指令部６１はステップＳ３に戻り、電流フィードバック制御モードから速度フィードバック制御モードに戻すことができる（ステップＳ３）。
　本実施の形態では、電流フィードバック制御モードから速度フィードバック制御モードに戻す場合、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇに対して所定の割合（Ｘ％）を超えたか否かを判断基準としているが、これに限らず、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇに対して所定の値（Ｙｒｐｍ）を超えたか否か（「Ｒｍｖ＞Ｒｔｇ＋Ｙ」であるか否か）を判断基準としてもよい。なお、Ｘ、Ｙの取り得る数値は任意に設定可能である。すなわち、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが、目標回転数Ｒｔｇの所定の範囲内になったか否かを判断基準とする。
　ここで、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇ＋Ｘ％を超えたということは、電流フィードバック制御モードにおいて検出電流を平滑化した電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）が電流閾値Ｓｔｈ未満になったと考えられるため、動作指令部６１は、電流フィードバック制御モードから速度フィードバック制御モードに切り替えるのである。
　その後、動作指令部６１は、ステップＳ３乃至ステップＳ８の処理を繰り返し、速度フィードバック制御モードと電流フィードバック制御モードとを切り替えながらモータ１００を駆動制御する。
　次に、従来の過電流保護による電流制限機能と本実施の形態に係る電流フィードバック制御モードによる電流制限機能との相違点について説明する。
　図４は、従来の過電流保護による駆動電流の制限に関する一例を示す図である。また、図５は、本実施の形態に係る電流フィードバック制御モードにおける駆動電流の制限に関する一例を示す図である。なお、図４では、上段が制限される前の検出電流の電流波形とモータの駆動電流（実際に流れる電流）の値、下段が制限された後の検出電流の電流波形とモータの駆動電流（実際に流れる電流）の値を示しており、図５では、上段が制限される前の検出電流の電流波形と電流実測値（実際に流れる電流）の値、下段が制限された後の検出電流の電流波形と電流実測値（実際に流れる電流）の値を示している。また、図４、および、図５の（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、電流波形のパターン例を示している。
　図４に示すように、従来のモータ駆動制御装置において、過電流保護により電流のピーク値を用いて電流閾値を超えた過電流の状態であるか否かを判定した場合、（ａ）、（ｃ）、（ｄ）では、あるタイミングにおいてピーク電流の値が５．０（Ａ）を超えているため、その時点で、ピーク電流の値が５．０（Ａ）以下になるまで、駆動電流を一時的に停止することになる。
　例えば、図４（ａ）の場合、駆動電流の平均値が５．０（Ａ）であっても、あるタイミングにおいて検出電流（ピーク値）が５．０（Ａ）を超えているので、駆動電流を一時的に停止する。そのため、駆動電流の実効値は４．６６（Ａ）になってしまう。このため、本来必要とされる風量－静圧特性（Ｐ－Ｑ特性）を得ることができない。
　図４（ｂ）の場合、検出電流（ピーク値）が５．０（Ａ）を超えていないため、駆動電流を停止することがなく、駆動電流の実効値も５．０（Ａ）のままである。しかしながら、図４（ｃ）、（ｄ）の場合においては、あるタイミングにおいて検出電流（ピーク値）が５．０（Ａ）を超えているので駆動電流を停止する。このため、図４（ａ）と同様に、駆動電流の実効値は４．６６（Ａ）になってしまう。つまり、従来の過電流保護による電流制限においては、駆動電流の実効値が所望の値より下がってしまうので、本来必要とされるＰ－Ｑ特性を得ることができない。
　これに対して、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置３では、電流監視部５３は、一例として、ΔΣＡＤＣによって検出電流に対応する電圧Ｖｍ（アナログ信号）を時間で積分することによりデジタル値の電流実測値（駆動電流情報Ｓｉ）を算出している。
　図５（ａ）、（ｃ）に示すように、あるタイミングにおいて検出電流（ピーク値）が５．０（Ａ）を超えていたとしても、電流実測値が５．０（Ａ）未満であれば、駆動電流を低減することなく供給することになる。これにより、モータ駆動制御装置３では、図３（Ｂ）に示したように、本来必要とされるモータ１００のＰ－Ｑ特性を維持することができる。
　また、図５（ｂ）に示すように、全ての時点において駆動電流が５．０（Ａ）未満であれば、駆動電流の平均値である電流実測値が電流閾値Ｓｔｈ未満になっているので、この場合も駆動電流を低減することなく供給することになる。
　一方、図５（ｄ）に示すように、あるタイミングにおいて検出電流（ピーク値）が５．０（Ａ）を超えており、電流実測値が５．３３（Ａ）のように電流閾値Ｓｔｈを超えている場合であっても、駆動電流を停止するのではなく、電流実測値が電流閾値Ｓｔｈ（５．０（Ａ））と一致するように駆動電流を低減させる。これにより、モータ駆動制御装置３としては、客先の要求または仕様に合わせた電流閾値Ｓｔｈを超えないように駆動電流を抑制することができる。
　すなわち、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置３では、瞬間の検出電流（ピーク値）が５．０（Ａ）を超えていたとしても、駆動電流が電流閾値Ｓｔｈの５．０（Ａ）と一致するように制御した駆動電流を供給することができる。
　図６は、従来の速度フィードバック制御および本実施の形態に係る電力制御のそれぞれにおいての風量に対するモータの実回転数の変化の比較例を示す図である。具体的には、波形Ｗｍが従来の速度フィードバック制御における風量に対するモータの実回転数の変化、波形Ｉｍが本実施の形態に係る電力制御における風量に対するモータの実回転数Ｒｍｖの変化を示している。
　図６に示すように、従来の速度フィードバック制御のみによる制御では、全風量範囲において、波形Ｗｍが示すモータの実回転数は約１７０００ｒｐｍでほぼ一定である。これに対し、本実施の形態に係る、速度フィードバック制御モード（速度ＦＢ制御モード）と電流フィードバック制御モード（電流ＦＢ制御モード）とを切り替えながらモータ１００を駆動制御する電力制御では、波形Ｉｍが示すように、電流フィードバック制御モードにおいて、従来の速度フィードバック制御の波形Ｗｍと比較すると、実回転数Ｒｍｖが約１７０００ｒｐｍ付近と約１５７００ｒｐｍ付近との間で変動している。
　従来の速度フィードバック制御では、モータの実回転数が目標回転数と一致するように制御しているため、モータの実回転数は約１７０００ｒｐｍ付近で一定であるが、モータに対する負荷が大きい風量の領域では、駆動電流が増大している。
　これに対して、本実施の形態に係る、速度フィードバック制御モードおよび電流フィードバック制御モードを切り替えながら実行する電力制御の場合、速度フィードバック制御モードを実行中においては、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが約１７０００ｒｐｍ付近になるように制御されている。
　一方、電流フィードバック制御モードを実行中においては、従来の速度フィードバック制御のときと比較すると、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが約１７０００ｒｐｍ付近から離れている。これは、電流フィードバック制御モードでは、モータ１００の負荷が大きく、実回転数Ｒｍｖが低下している場合であっても、駆動電流が電流閾値Ｓｔｈと一致するように５．０（Ａ）付近に制限しているからである。
　従来の速度フィードバック制御におけるモータの実回転数が約１７０００ｒｐｍであるところ、本実施の形態に係る電流フィードバック制御モードにおける動作領域のモータ１００の実回転数Ｒｍｖが約１６７００ｒｐｍまで落ち込んでいる。しかしながら、実際上、その落ち込みの割合（１７０００ｒｐｍに対する１６７００ｒｐｍの低下率）は約２％程度であり、この割合は仕様の範囲（例えば、目標回転数±５％）に対して十分に収まっているため、問題にはならない。
　以上、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置３は、速度フィードバック制御モードにおいてモータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇと一致するように制御し、駆動電流情報Ｓｉとしての電流実測値が電流閾値Ｓｔｈ以上になると、速度フィードバック制御モードを停止して電流フィードバック制御モードに切り替える。これによりモータ１００の負荷が大きくなった場合でも、電流フィードバック制御モードを実行することにより、電流閾値Ｓｔｈを大きく超える駆動電流をモータ１００に流すことを防止することができる。
　モータ駆動制御装置３は、電流フィードバック制御モードにおいては、モータ１００に対する駆動電流が電流閾値Ｓｔｈと一致するように駆動電流を制御するので、モータ１００やモータ駆動部９０等を損傷させることを未然に防止することができる。
　モータ駆動制御装置３の電力制御部６０は、電流フィードバック制御モードを実行中に、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇに対して所定の範囲内になったことを検出すると、速度フィードバック制御モードに切り替える。具体的には、電力制御部６０の動作指令部６１は、モータ１００の実回転数Ｒｍｖを監視しており、モータ１００の実回転数Ｒｍｖが目標回転数Ｒｔｇに対して所定の割合（Ｘ％）、あるいは目標回転数Ｒｔｇに対して所定の値（Ｙｒｐｍ）（ＸとＹは任意の数値）を超えた場合、モータ１００の負荷が軽くなったと判断し、電流フィードバック制御モードから速度フィードバック制御モードに戻す。
　上記のように、電流フィードバック制御モードを実行中に、モータ１００の負荷が軽くなることによりモータ１００の駆動電流を電流閾値Ｓｔｈよりも低い値にすることができる状態になったときは、電流フィードバック制御モードから速度フィードバック制御モードに戻すことで、モータ１００に余分な駆動電流を流すことを回避することができる。
　このように、モータ駆動制御装置３では、電流フィードバック制御モードと速度フィードバック制御モードとを電流閾値Ｓｔｈに基づいて切り替えることにより、無駄な電力消費を抑制しながら、モータ１００に要求される風量－静圧特性（Ｐ－Ｑ特性）を維持することができる。
　なお、モータ駆動制御装置３では、全風量範囲において、モータ１００に対する負荷に応じて速度フィードバック制御モードと電流フィードバック制御モードとを切り替えながら当該モータ１００を駆動制御することにより、動作領域だけではなく、風量－静圧特性（Ｐ－Ｑ特性）により定められる全風量範囲において、客先の要求や仕様によって求められる電流制限を満足させることができる。
＜本発明の実施の形態の拡張＞
　以上、本発明者らによってなされた本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
　例えば、本実施の形態では、動作指令部６１は、モータ１００の駆動当初において速度フィードバック制御モードを実行し、その後、電流フィードバック制御モードに切り替えるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、モータ１００の駆動当初において電流フィードバック制御モードを実行し、その後、速度フィードバック制御モードに切り替えるようにしてもよい。つまり、どちらの制御モードを先に実行してもよく、要は速度フィードバック制御モードと電流フィードバック制御モードとを交互に切り替えることができればよい。
　上述の実施の形態のモータ駆動制御装置３により駆動されるモータ１００の相数は、３相に限られない。また、ホール素子の数についても、３個に限られない。
　また、モータ１００の実回転数Ｒｍｖの検出方法は特に限定されない。例えば、ホール素子などの位置検出器を用いず、モータコイルに誘起する逆起電圧を用いて実回転数Ｒｍｖを検出する位置センサレス方式であってもよい。
　上述のフローチャートは具体例であって、このフローチャートに限定されるものではなく、例えば、各ステップ間に他の処理が挿入されていてもよいし、処理が並列化されていてもよい。
　１…ファンシステム、２…上位装置、３…モータ駆動制御装置、４…制御回路部、１０…モータユニット、２１…速度指令部、２２…電源部、４０…駆動制御信号生成部、４１…速度指令解析部、４２…デューティ比決定部、４３…通電制御部、５１…回転数監視部、５２…ＦＧ信号生成部、５３…電流監視部、５４…電源電圧監視部、６０…電力制御部、６１…動作指令部、６２…電流フィードバック部、６３…速度フィードバック部、７０…電流検出器、９０…モータ駆動部、９１…インバータ回路、１００…モータ、１０１…位置検出器、Ｉｍ…実回転数を示す波形、Ｒｍｖ…実回転数、Ｒｔｇ…目標回転数、Ｓｃ…速度指令信号、Ｓｄ…駆動制御信号、Ｓｏ…回転数信号、Ｓｈ…位置検出信号、Ｓｖ…電源電圧情報、Ｓｒ…回転数情報、Ｓｉ…駆動電流情報（電流実測値）、Ｓｔｈ…電流閾値（目標電流）、Ｓ１…目標回転数情報、Ｓ２…デューティ比情報、Ｓ３，Ｓ４…動作指令情報、Ｓ５…電流フィードバック指示情報、Ｓ６…速度フィードバック指示情報、Ｖｄｄ…電源電圧、Ｖｍ…電圧、Ｗ…風量－静圧特性、Ｗｍ…実回転数を示す波形。

Claims (10)

  1. 　モータの目標回転数を指示する速度指令信号に基づいて、前記モータの実回転数を制御するための駆動制御信号を生成する制御回路部と、
    　前記駆動制御信号に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動部と、を備え、
    　前記制御回路部は、前記モータの実回転数が前記目標回転数と一致するように前記駆動制御信号を生成する速度フィードバック制御モードと、前記モータの駆動電流が目標電流と一致するように前記駆動制御信号を生成する電流フィードバック制御モードのいずれかを選択可能とする電力制御部を有し、
    　前記電力制御部は、
    　外部から供給される電源電圧に応じた電流閾値を前記目標電流として設定し、前記駆動電流が前記電流閾値以上になったことを検出すると、前記速度フィードバック制御モードから前記電流フィードバック制御モードに切り替える
    　モータ駆動制御装置。
  2. 　請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記電力制御部は、前記電流フィードバック制御モードにおいて前記駆動電流が前記電流閾値未満になったことを検出すると、当該電流フィードバック制御モードから前記速度フィードバック制御モードに切り替える
    　モータ駆動制御装置。
  3. 　請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記電力制御部は、前記モータの風量－静圧特性により定まる風量が最小から最大となる全風量範囲において、前記速度フィードバック制御モードと、前記電流フィードバック制御モードとを選択可能とする
    　モータ駆動制御装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記駆動電流を検出する電流検出器と、
    　前記電流検出器により検出した検出電流を平滑化して算出した電流実測値を前記駆動電流として取得する電流監視部と
    　を備える
    　モータ駆動制御装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
    　アナログ信号である前記検出電流をΔΣＡＤＣによってデジタル信号に変換する
    　モータ駆動制御装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記電力制御部は、前記電流フィードバック制御モードの実行中に、前記モータの実回転数が目標回転数に対して所定の範囲内になったことを検出すると、前記速度フィードバック制御モードに切り替える
    　モータ駆動制御装置。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記電力制御部は、
    　前記速度フィードバック制御モードと、前記電流フィードバック制御モードとを選択可能に切り替える動作指令部と、
    　前記動作指令部からの指令に応じて前記駆動電流が目標電流と一致するように制御する電流フィードバック制御部と、
    　前記動作指令部からの指令に応じて前記モータの実回転数が前記目標回転数と一致するように制御する速度フィードバック制御部と
    　を備える
    　モータ駆動制御装置。
  8. 　請求項７に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記動作指令部は、前記モータの電力が所望の値になるように、前記電源電圧の値に応じて前記電流閾値を変更する
    　モータ駆動制御装置。
  9. 　駆動対象のモータと、
    　前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置と、を備え、
    　前記モータ制御装置は、
    　前記モータの目標回転数を指示する速度指令信号に基づいて、前記モータの実回転数を制御するための駆動制御信号を生成する制御回路部と、
    　前記駆動制御信号に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動部と、を備え、
    　前記制御回路部は、駆動制御モードとして、前記モータの実回転数が前記目標回転数と一致するように前記駆動制御信号を生成する速度フィードバック制御モードと、前記モータの駆動電流が目標電流と一致するように前記駆動制御信号を生成する電流フィードバック制御モードのいずれかを選択可能とする電力制御部を有し、
    　前記電力制御部は、
    　外部から供給される電源電圧に応じた電流閾値を前記目標電流として設定し、前記駆動電流が前記電流閾値以上になったことを検出すると、前記速度フィードバック制御モードから前記電流フィードバック制御モードに切り替える
    　モータユニット。
  10. 　駆動対象のモータの目標回転数を指示する速度指令信号に基づいて、前記モータの実回転数を制御するための駆動制御信号を制御回路部によって生成する駆動制御信号生成ステップと、
    　前記駆動制御信号に基づいて前記モータをモータ駆動部により駆動するモータ駆動ステップと、を備え、
    　前記駆動制御信号生成ステップは、電力制御部により制御する駆動制御モードとして、前記モータの実回転数が前記目標回転数と一致するように前記駆動制御信号を生成する速度フィードバック制御モードと、前記モータの駆動電流が目標電流と一致するように前記駆動制御信号を生成する電流フィードバック制御モードのいずれかを選択可能とする駆動制御ステップを有し、
    　前記駆動制御ステップでは、
    　外部から供給される電源電圧に応じた電流閾値を前記目標電流として設定し、前記駆動電流が前記電流閾値以上になったことを検出すると、前記速度フィードバック制御モードから前記電流フィードバック制御モードに切り替える
    　モータ駆動制御方法。
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