(57)【要約】      （修正有）【課題】電動機の定常風量の制御方法を提供する。【解決手段】ロートルク区間において風量を算出するための関数Q1=F1（T、n、V）及びハイトルク区間において風量を算出するための関数Q2=F2（T、n、V）を確立する。次に外部から入力される目標風量Qrefを受け、決まったトルクTで電動機をONし、電動機が定常状態になるようにする。そして定常回転数nを記録し、ロートルク区間にあるかハイトルク区間にあるかを確定し、関数算出風量のQcを確定する。目標風量Qrefと算出風量Qcを比べ、2者が異なると、電動機は出力トルクをアップ・ダウンする。電動機のトルクが定常状態になってから、新たに当該調整トルクにおける定常回転数nを記録し、風量Qcを算出する。算出風量Qcが目標風量Qrefと大体等しくなり、定常状態に入るまで繰り返す。本発明は制御精度が高く、風量計算の数学モデルが簡単であり、実施コストが低い。【選択図】図４
2014098536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記のステップを含むことを特徴とする電動機の定常風量の制御方法。
ステップ１：0から定格トルクT0までの範囲でロートルク区間0-Tmを確定し、ハイトルク区間をTm-T0にする。次に、実験により定常トルクモードで各々ロートルク区間及びハイトルク区間の複数のトルクに働かれてあるファンシステムにおける風量と回転数との関係を測定し、ロートルク区間において風量を算出するための関数関係Q1=F1（T、n、V)及びハイトルク区間において風量を算出するための関数関係Q2=F2（T、n、V)を確立する。その中、Qは風量、Tはトルク、nは回転数、Vは調整係数であり、複数のトルク段に対応する調整係数Vがあり、電動機のコントローラのマイクロプロセッサに入力される。
ステップ２：電動機のコントローラのマイクロプロセッサは外部から入力される目標風量Qrefを受ける。
ステップ３：電動機のコントローラが電動機を制御し、決まったトルクTで始動させ、定常状態に入らせ、この場合の定常回転数nを記録する。
ステップ４：ルックアップテーブル方式により当該トルクTにおける調整係数Vを取得し、トルクTを比べ、ロートルク区間にあるか、ハイトルク区間にあるかを確定する。ロートルク区間にある場合、関数関係Q1=F1（T、n、V)により風量Qcを算出するが、ハイトルク区間にある場合、関数関係Q2=F2（T、n、V)により風量Qcを算出する。
ステップ５：電動機のコントローラのマイクロプロセッサにより目標風量Qrefと算出風量Qcを比べる。目標風量Qrefが算出風量Qcと大体等しい場合、電動機が現状のトルクを保ち、定常稼動に入り、当該定常状態における回転数nを記録する。目標風量Qrefが算出風量Qc以上にある場合、電動機のコントローラにより出力トルクTをアップさせる。目標風量Qrefが算出風量Qc以下にある場合、電動機のコントローラのマイクロプロセッサにより出力トルクTをダウンさせる。
ステップ６：電動機のトルクが調整されて定常状態になってから、新たにトルクのアップ又はダウンにおける定常回転数nを記録し、再びルックアップテーブル方式により新規トルクにおけるV値を取得し、定常トルクが属する区間を確定する。次に、対応する関数関係により新たに算出風量Qcを取得する。
ステップ７：算出風量Qcと目標風量Qrefが大体等しくなるまでステップ5及びステップ6を繰り返す。トルクの調整を停止し、電動機が定常状態に入る同時に当該定常状態における回転数nを記録する。
【請求項２】
ステップ7の次に外部システムの変化が回転数及び出力風量の変化を引き起こす場合、電動機のコントローラにより新規定常回転数をステップ5又はステップ7における回転数と比べて出力風量の変化を検出でき、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返すと言うステップ8もあることを特徴とする請求項1に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【請求項３】
ステップ7の次にステップ9としての個別風量異常の記録があることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動機の定常風量の制御方法。 即ち、実際な測定・校正を行い、ある目標風量及びある静圧pの条件で実績測定風量Qmが目標風量と大いに異なると、それを異常点に設定し、この場合の目標風量を異常目標風量Qtに設定し、定常状態におけるトルクT1及び回転数n1を記録し、実績風量Qmと異常目標風量Qtが大体等しくなるまで手動で当該条件でプログラムに記録する目標風量値を直し、この場合の新規定常状態で手動で直した補償目標風量Qp、トルクT2及び回転数n2を記録する。各異常点のデータが{Qt、n1、QP、n2}と言う配列となり、若干の異常点に対応する配列を電動機のコントローラのマイクロプロセッサに記憶する。
ステップ3の次に電動機のコントローラのマイクロプロセッサでルックアップテーブル方式により判断を行い、「目標風量Qref=異常目標風量Qt」且つ「回転数n=回転数n1」と言う関数関係があり、この場合に電動機が正常な風量調節のプロセスに入っていないと、目標風量Qrefを調整し、手動で直した補償目標風量Qpを新規目標風量にし、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返すと言うステップ10としての個別風量の校正もある。この場合、ステップ7に記録する定常回転数がステップ9で言及した回転数n2である。実際な制御で、温度コントローラの状態に対するユーザの調整などの原因により、「目標風量Qref=異常目標風量Qt」且つ「回転数n=回転数n1」と言う関数関係が成立しなく、又は「回転数n≠回転数n2」となると、個別風量の校正から退出し、即ち元に入力した目標風量Qrefに戻し、再びステップ3、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返す。
【請求項４】
2014098536.tif 000032
又は
2014098536.tif 000033
、
2014098536.tif 000034
又は
2014098536.tif 000035
、
係数c0、c1、c2が基準トルクTbase1、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものであり、c3、c4及びC5 が基準トルクTbase2、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものであることを特徴とする請求項1又は2又は3に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【請求項５】
Tmがロートルク区間とハイトルク区間の臨界トルクであり、その範囲が30%T0-70%T0にあることを特徴とする請求項1又は2又は3に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【請求項６】
Tm=40%T0、ロートルク区間の基準トルクTbase1=20%T0、ハイトルク区間の基準トルクTbase2=50%T0と言うことを特徴とする請求項5に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【請求項７】
調整係数V値が0.1〜2で変わり、その中、Tmが各々ハイロートルク区間及びロートルク区間に対応する2つのV値を持つものであることを特徴とする請求項6に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【請求項８】
ステップ5及びステップ7に記載の算出風量Qcが目標風量Qrefと大体等しく、算出風量Qcが目標風量Qrefの許容誤差を超えなく、目標風量Qrefの許容誤差が一般に1〜2%にあることを特徴とする請求項7に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【請求項９】
ステップ5に記載の電動機のコントローラにより出力トルクTのアップ又はダウンを行い、主にステップ5に記載の現状のトルクで毎回に少なくとも1%T0のステップシーケンスによるアップ又はダウンのことを言い、新規トルク=現状のトルク
2014098536.tif 000036
にしてもいいと言うことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【請求項１０】
関数関係Q1=F1（T、n、V）、Q2=F2（T、n、V）が基準トルクが他のトルクと異なると言う外部静圧条件における回転数及び風量パラメータの原始データによるものであり、電動機をホイールに取り付けてエアコン設備に設置し、適切に電動機を定常トルクの稼動状態に設置し、定格トルクT0までの範囲で基準トルクを含む複数のトルクの値を選択し、電動機が各トルクで稼動するようにして、相次ぎにシステムの外部静圧を変えて回転数及び風量パラメータを含む原始データを取得すると言うことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の電動機の定常風量の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動機の定常風量の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家用エアコンの室内換気ダクトにおいて、静圧が時間の経過に伴って変わるのは普通である。例えば、ホコリがダクトし、又はフィルターが詰まられる。静圧がダクトの異なる取付によりメーカ実験室からの名目上のシステム標準静圧より高いことも普通である。こんな場合、定常風量制御によりユーザに定常の風量を引き起こして、広範な静圧条件で快適な換気、冷房又は暖房の効果を保つことができる。
【０００３】
定常風量制御を実現するために、直接に風量計を取り付けるソリューションはコストアップにつながるだけでなく、風量計の失効による制御失敗のおそれもある。現在、風量計無しの定常風量の制御方法を利用するエアコンのメーカは多数である。
【０００４】
また、静圧の変化を監視して速度を調整するソリューションもある。例えば、米国特許US 4806833は静圧測定により回転数を調整し、定常風量を図る。米国特許US201000298993A1は直接に外部静圧を測定して風量を決める。この場合、事前に静圧と風量との関係及び電動機トルクを測定して、所定の風量で対応する静圧により静圧の変化を計算、監視して速度を調整しなければいけない。対数計算又は高次多項式に関する算出式もある。この場合、電動機のコントローラのマイクロプロセッサMCUに強い計算力がなければいけないので、更に高いコストにつながる。
【０００５】
そこで、申請者は2012年5月に電動機の定常風量の制御方法を発明し、特許（PCT/CN2012/078545、PCT/CN2012/078749）を請求した。この特許は1次又は2次関数でシステムを説明し、静圧のリアルタイム測定が不要となり、ファンシステムの構成を簡単にすることができ、数学モデルが簡単であり、電動機のコントローラのマイクロプロセッサMCUの計算力に対する要求が高くなく、一層コストをダウンしたが、ある場合に制御精度が悪い、個別風量の校正のステップがないと言う欠点があるので、全体結果のテストで大丈夫であったが、少数の動作点における精度が充分ではなく、他の動作を妨害しないで補償方法で個別動作点の精度をアップできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は効率が高く、速度が速く、風量計算の数学モデルが簡単であり、実施コストが低く、制御精度が一層高くなり、自動的に広範な静圧範囲に適することができる電動機の定常風量の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電動機の定常風量の制御方法のソリューションを下記に示す。
下記のステップを含むことを特徴とする電動機の定常風量の制御方法。
【０００８】
ステップ１：0から定格トルクT0までの範囲でロートルク区間0-Tmを確定し、ハイトルク区間をTm-T0にする。次に、実験により定常トルクモードで各々ロートルク区間及びハイトルク区間の複数のトルクに働かれてあるファンシステムにおける風量と回転数との関係を測定し、ロートルク区間において風量を算出するための関数関係Q1=F1（T、n、V)及びハイトルク区間において風量を算出するための関数関係Q2=F2（T、n、V)を確立する。その中、Qは風量、Tはトルク、nは回転数、Vは調整係数であり、複数のトルク段に対応する調整係数Vがあり、電動機のコントローラのマイクロプロセッサに入力される。
【０００９】
ステップ２：電動機のコントローラのマイクロプロセッサは外部から入力される目標風量Qrefを受ける。
【００１０】
ステップ３：電動機のコントローラが電動機を制御し、決まったトルクTで始動させ、定常状態に入らせ、この場合の定常回転数nを記録する。
【００１１】
ステップ４：ルックアップテーブル方式により当該トルクTにおける調整係数Vを取得し、トルクTを比べ、ロートルク区間にあるか、ハイトルク区間にあるかを確定する。ロートルク区間にある場合、関数関係Q1=F1（T、n、V)により風量Qcを算出するが、ハイトルク区間にある場合、関数関係Q2=F2（T、n、V)により風量Qcを算出する。
【００１２】
ステップ５：電動機のコントローラのマイクロプロセッサにより目標風量Qrefと算出風量Qcを比べる。目標風量Qrefが算出風量Qcと大体等しい場合、電動機が現状のトルクを保ち、定常稼動に入り、当該定常状態における回転数nを記録する。目標風量Qrefが算出風量Qc以上にある場合、電動機のコントローラにより出力トルクTをアップさせる。目標風量Qrefが算出風量Qc以下にある場合、電動機のコントローラのマイクロプロセッサにより出力トルクTをダウンさせる。
【００１３】
ステップ６：電動機のトルクが調整されて定常状態になってから、新たにトルクのアップ又はダウンにおける定常回転数nを記録し、再びルックアップテーブル方式により新規トルクにおけるV値を取得し、定常トルクが属する区間を確定する。次に、対応する関数関係により新たに算出風量Qcを取得する。
【００１４】
ステップ７：算出風量Qcと目標風量Qrefが大体等しくなるまでステップ5及びステップ6を繰り返す。トルクの調整を停止し、電動機が定常状態に入る同時に当該定常状態における回転数nを記録する。
【００１５】
前記のステップ7の次に外部システムの変化が回転数及び出力風量の変化を引き起こす場合、電動機のコントローラにより新規定常回転数をステップ5又はステップ7における回転数と比べて出力風量の変化を検出でき、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返すと言うステップ8もある。
【００１６】
前記のステップ7の次にステップ9としての個別風量異常の記録がある。 即ち、実際な測定・校正を行い、ある目標風量及びある静圧pの条件で実績測定風量Qmが目標風量と大いに異なると、それを異常点に設定し、この場合の目標風量を異常目標風量Qtに設定し、定常状態におけるトルクT1及び回転数n1を記録し、実績風量Qmと異常目標風量Qtが大体等しくなるまで手動で当該条件でプログラムに記録する目標風量値を直し、この場合の新規定常状態で手動で直した補償目標風量Qp、トルクT2及び回転数n2を記録する。各異常点のデータが{Qt、n1、QP、n2}と言う配列となり、若干の異常点に対応する配列を電動機のコントローラのマイクロプロセッサに記憶する。
【００１７】
ステップ3の次に電動機のコントローラのマイクロプロセッサでルックアップテーブル方式により判断を行い、「目標風量Qref=異常目標風量Qt」且つ「回転数n=回転数n1」と言う関数関係があり、この場合に電動機が正常な風量調節のプロセスに入っていないと、目標風量Qrefを調整し、手動で直した補償目標風量Qpを新規目標風量にし、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返すと言うステップ10としての個別風量の校正もある。この場合、ステップ7に記録する定常回転数がステップ9で言及した回転数n2である。実際な制御で、温度コントローラの状態に対するユーザの調整などの原因により「目標風量Qref=異常目標風量Qt」且つ「回転数n=回転数n1」と言う関数関係が成立しなく、又は「回転数n≠回転数n2」となると、個別風量の校正から退出し、即ち元に入力した目標風量Qrefに戻し、再びステップ3、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返す。
【００１８】
前記のQ1=F1（T、n、V）、Q2=F2（T、n、V）関数関係式を下記に示す。
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又は
2014098536.tif 000004
、
2014098536.tif 000005
又は
2014098536.tif 000006
係数c0、c1、c2が基準トルクTbase1、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものであり、c3、c4及びC5 が基準トルクTbase2、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものである。
【００１９】
前記のTmがロートルク区間とハイトルク区間の臨界トルクであり、その範囲が30%T0-70%T0にある。
【００２０】
前記のTm=40%T0、ロートルク区間の基準トルクTbase1=20%T0、ハイトルク区間の基準トルクTbase2=50%T0。
【００２１】
前記の調整係数V値が0.1〜2で変わり、その中、Tmが各々ハイロートルク区間及びロートルク区間に対応する2つのV値を持つものである。
【００２２】
前記のステップ5及びステップ7に記載の算出風量Qcが目標風量Qrefと大体等しく、算出風量Qcが目標風量Qrefの許容誤差を超えなく、目標風量Qrefの許容誤差が一般に1〜2%にある。
【００２３】
前記のステップ5に記載の電動機のコントローラにより出力トルクTのアップ又はダウンを行い、主にステップ5に記載の現状のトルクで毎回に少なくとも1%T0のステップシーケンスによるアップ又はダウンのことを言い、新規トルク=現状のトルク
2014098536.tif 000007
にしてもいい。
【００２４】
前記の関数関係Q1=F1（T、n、V）、Q2=F2（T、n、V）が基準トルクが他のトルクと異なると言う外部静圧条件における回転数及び風量パラメータの原始データによるものであり、電動機をホイールに取り付けてエアコン設備に設置し、適切に電動機を定常トルクの稼動状態に設置し、定格トルクT0までの範囲で基準トルクを含む複数のトルクの値を選択し、電動機が各トルクで稼動するようにして、相次ぎにシステムの外部静圧を変えて、回転数及び風量のパラメータを含む原始データを取得する。
【発明の効果】
【００２５】
従来の技術と比べて、本発明は下記の長所がある。
１）適切に電動機を定常トルクの稼動状態に設置し、定格トルクまでの範囲で基準トルクを含む複数のトルクの値を選択し、電動機が各々のトルクで稼動するようにし、相次ぎにシステムの外部静圧を変えて、回転数及び風量のパラメータを含む原始データを取得する。ロートルク区間及びハイトルク区間を確立し、異なるトルクの異なる外部静圧条件における回転数及び風量パラメータの原始データを利用して、ロートルク区間において風量を算出するための関数関係Q1=F1（T、n、V)及びハイトルク区間において風量を算出するための関数関係Q2=F2（T、n、V)を確立する。算出風量の数学モデルは1次又は2次の関数だけあり、非常に簡単であり、計算が簡単であり、効率が高く、応答速度が速く、制御精度が高く、実施コストが低い。ロートルク区間及びハイトルク区間の2つの関数説明システムにより制御の精度をアップし、風量制御の誤差が0.5%-2%にあり、実用における見通しが良い。
２）本発明の方法は広範な静圧範囲、風量計算及びシステム外部の静圧に適し、製品の構成を簡単にし、コストダウンにつながる。
３）前記のステップで定常風量の精度を検証する場合、全体結果が良いが、ある又は若干の動作で精度が高くないことがあり、該当する若干の動作のみに対して単独的風量校正を行い、他の動作点で取得した良好な精度を妨害しない。即ち、実際な測定・校正を行い、ある目標風量及びある静圧pの条件で実績測定風量Qmが目標風量と大いに異なると、それを異常点に設定し、実績風量Qmと異常目標風量Qtが大体等しくなるまで手動で当該条件でプログラムに記録する目標風量値を直し、この場合の新規定常状態で手動で直した補償目標風量Qp、トルクT2及び回転数n2を記録する。各異常点のデータが{Qt、n1、QP、n2}と言う配列となり、若干の異常点に対応する配列を電動機のコントローラのマイクロプロセッサに記憶する。電動機のコントローラのマイクロプロセッサでルックアップテーブル方式により判断を行い、「目標風量Qref=異常目標風量Qt」且つ「回転数n=回転数n1」と言う関数関係があり、この場合に電動機が正常な風量調節のプロセスに入っていないと、目標風量Qrefを調整し、手動で直した補償目標風量Qpを新規目標風量にし、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返す。最終に、定常状態における回転数記録はn2となる。「個別風量の校正」モードで、目標風量Qref≠異常目標風量Qtとなり、又は回転数n≠回転数n2となると、個別風量の校正から退出し、個別風量の校正により制御精度を更にアップできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のエアコンファンシステムの構成図
【図２】本発明のエアコンシステムの制御プロセスチャート
【図３】本発明の原理ブロック図
【図４】本発明の制御プロセスチャート
【図５】本発明の実施例のロートルク区間の測定データ模擬直線図
【図６】本発明の実施例のハイトルク区間の測定データ模擬直線図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図1に示す通りに、代表的なエアコン換気ダクトに送風システム（例えばガス炉又は空気処理機）を取り付けていて、図で「電動機+ホイール」で代替し、ダクトに空気フィルターもあり、電動機ONの際に当たり送風が始まる。排出口及び吸入口の数量がルーム数に関わり、ダクトの設計に関する統一的標準もない同時に、フィルターにも異なる圧力降下があることがあるので、従来の単相交流電動機---PSC電動機を搭載した送風システムは異なるダクトで実績風量が異なることがある。
【００２８】
図2に示す通りに、本発明はECM電動機（電子方向変換電動機）の1台でホイールを回転させ、ECM電動機にエアコンシステムのコントローラに接続して通信を行う電動機のコントローラがある。例えば、エアコンシステムのコントローラは目標風量発を電動機のコントローラに送り、電動機のコントローラは電動機を制御してホイールを回転させ、目標風量を出力し、定常風量制御に該当する。
【００２９】
図3に示す通りに、エアコンシステムのコントローラは電動機のコントローラのマイクロプロセッサに目標風量Qrefを入力する。電動機のコントローラはセンサー、マイクロプロセッサ及びパワーインバータモジュールを含む。センサーは電動機の回転数信号RPM、電流信号Idcをマイクロプロセッサに入力し、パワーインバータモジュールが出力したPWM信号もマイクロプロセッサに送られて処理され、関数関係Q=F（T、n、V)に関する各係数が異なる動作トルクで対応する調整係数Vの対照表を含み、事前に電動機のコントローラのマイクロプロセッサに輸入され、マイクロプロセッサが目標風量Qrefと算出風量Qcを比べ、出力信号を調整し、トルクを制御された量として間接に風量を制御する。目標風量Qrefが算出風量Qc以上にある場合、電動機のコントローラにより出力トルクTをアップさせる。目標風量Qrefが算出風量Qc以下にある場合、電動機のコントローラのマイクロプロセッサが出力トルクTをダウンし、電動機定常状態に入ってから、新たにトルクのアップ又はダウンにおける定常回転数nを記録し、電動機のコントローラがルックアップテーブル方式により新たに対応する調整係数Vを探し、算出風量Qcが目標風量Qrefと大体等しくなるまで新たに算出風量Qcを計算し、トルクの調整を停止し、電動機が定常状態（即ち定常風量状態）に入る。目標風量Qrefは固定値であり、マイクロプロセッサで、プログラム調節Qcが目標風量Qref±誤差の範囲に入ると、要求に達していると認定し、調節を停止するに過ぎない。このやり方は長所が微小な擾乱による調節の繰返しにより安定な風量に達することができないことを防止することである。目標風量Qrefの誤差は一般に1〜2%にある。
【００３０】
図4に示す通りに、 本発明のエアコンファンシステムの定常風量の制御方法のソリューションを下記に示す。
下記のステップを含むことを特徴とする電動機の定常風量の制御方法。
【００３１】
ステップ１：0から定格トルクT0までの範囲でロートルク区間0-Tmを確定し、ハイトルク区間をTm-T0にする。次に、実験により定常トルクモードで各々ロートルク区間及びハイトルク区間の複数のトルクに働かれてあるファンシステムにおける風量と回転数との関係を測定し、ロートルク区間において風量を算出するための関数関係Q1=F1（T、n、V)及びハイトルク区間において風量を算出するための関数関係Q2=F2（T、n、V)を確立する。その中、Qは風量、Tはトルク、nは回転数、Vは調整係数であり、複数のトルク段に対応する調整係数Vがあり、電動機のコントローラのマイクロプロセッサに入力される。
【００３２】
ステップ２：電動機のコントローラのマイクロプロセッサは外部から入力される目標風量Qrefを受ける。
【００３３】
ステップ３：電動機のコントローラが電動機を制御し、決まったトルクTで始動させ、定常状態に入らせ、この場合の定常回転数nを記録する。
【００３４】
ステップ４：ルックアップテーブル方式により当該トルクTにおける調整係数Vを取得し、トルクTを比べ、ロートルク区間にあるか、ハイトルク区間にあるかを確定する。ロートルク区間にある場合、関数関係Q1=F1（T、n、V)により風量Qcを算出するが、ハイトルク区間にある場合、関数関係Q2=F2（T、n、V)により風量Qcを算出する。
【００３５】
ステップ５：電動機のコントローラのマイクロプロセッサにより目標風量Qrefと算出風量Qcを比べる。目標風量Qrefが算出風量Qcと大体等しい場合、電動機が現状のトルクを保ち、定常稼動に入り、当該定常状態における回転数nを記録する。目標風量Qrefが算出風量Qc以上にある場合、電動機のコントローラにより出力トルクTをアップさせる。目標風量Qrefが算出風量Qc以下にある場合、電動機のコントローラのマイクロプロセッサにより出力トルクTをダウンさせる。
【００３６】
ステップ６：電動機のトルクが調整されて定常状態になってから、新たにトルク下のアップ又はダウンにおける定常回転数nを記録し、再びルックアップテーブル方式により新規トルクにおけるV値を取得し、定常トルクが属する区間を確定する。次に、対応する関数関係により新たに算出風量Qcを取得する。
【００３７】
ステップ７：算出風量Qcと目標風量Qrefが大体等しくなるまでステップ5及びステップ6を繰り返す。トルクの調整を停止し、電動機が定常状態に入る同時に当該定常状態における回転数nを記録する。
【００３８】
前記のステップ7の次に外部システムの変わりが回転数及び出力風量の変わりを引き起こす場合、電動機のコントローラにより新規定常回転数をステップ5又はステップ7における回転数と比べて出力風量の変わりを検出でき、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返すと言うステップ8もある。
【００３９】
前記のステップ7の次にステップ9としての個別風量異常の記録がある。即ち、実際な測定・校正を行い、ある目標風量及びある静圧pの条件で実績測定風量Qmが目標風量と大いに異なると、それを異常点に設定し、この場合の目標風量を異常目標風量Qtに設定し、定常状態におけるトルクT1及び回転数n1を記録し、実績風量Qmと異常目標風量Qtが大体等しくなるまで手動で当該条件でプログラムに記録する目標風量値を直し、この場合の新規定常状態で手動で直した補償目標風量Qp、トルクT2及び回転数n2を記録する。各異常点のデータが{Qt、n1、QP、n2}と言う配列となり、若干の異常点に対応する配列を電動機のコントローラのマイクロプロセッサに記憶する。
【００４０】
ステップ3の次に電動機のコントローラのマイクロプロセッサでルックアップテーブル方式により判断を行い、「目標風量Qref=異常目標風量Qt」且つ「回転数n=回転数n1」と言う関数関係があり、この場合に電動機が正常な風量調節のプロセスに入っていないと、目標風量Qrefを調整し、手動で直した補償目標風量Qpを新規目標風量にし、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返すと言うステップ10としての個別風量の校正もある。この場合、ステップ7に記録する定常回転数がステップ9で言及した回転数n2である。実際な制御で、温度コントローラの状態に対するユーザの調整などの原因により「目標風量Qref=異常目標風量Qt」且つ「回転数n=回転数n1」と言う関数関係が成立しなく、又は「回転数n≠回転数n2」となると、個別風量の校正から退出し、即ち元に入力した目標風量Qrefに戻し、再びステップ3、ステップ4、ステップ5、ステップ6及びステップ7を繰り返す。
【００４１】
前記のQ1=F1（T、n、V）、Q2=F2（T、n、V）関数関係式を下記に示す。
2014098536.tif 000008
又は
2014098536.tif 000009
、
2014098536.tif 000010
又は
2014098536.tif 000011
係数c0、c1、c2が基準トルクTbase1、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものであり、c3、c4及びC5 が基準トルクTbase2、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものである。
【００４２】
前記のTmがロートルク区間とハイトルク区間の臨界トルクであり、その範囲が30%T0-70%T0にある。
【００４３】
前記のTm=40%T0、ロートルク区間の基準トルクTbase1=20%T0、ハイトルク区間の基準トルクTbase2=50%T0である。
【００４４】
前記の調整係数V値が0.1〜2で変わり、その中、Tmが各々ハイロートルク区間及びロートルク区間に対応する2つのV値を持つものである。
【００４５】
前記のステップ5及びステップ7に記載の算出風量Qcが目標風量Qrefと大体等しく、算出風量Qcが目標風量Qrefの許容誤差を超えなく、目標風量Qrefの許容誤差が一般に1〜2%にある。
【００４６】
前記のステップ5に記載の電動機のコントローラにより出力トルクTのアップ又はダウンを行い、主にステップ5に記載の現状のトルクで毎度に少なくとも1%T0のステップシーケンスによるアップ又はダウンのことを言い、新規トルク=現状のトルク
2014098536.tif 000012
にしてもいい。
【００４７】
前記の関数関係Q1=F1（T、n、V）、Q2=F2（T、n、V）が基準トルクが他のトルクと異なると言う外部静圧条件における回転数及び風量パラメータの原始データによるものであり、電動機をホイールに取り付けてエアコン設備に設置し、適切に電動機を定常トルクの稼動状態に設置し、定格トルクT0までの範囲で基準トルクを含む複数のトルクの値を選択し、電動機が各トルクで稼動するようにして、相次ぎにシステムの外部静圧を変えて、回転数及び風量のパラメータを含む原始データを取得する。
【００４８】
次に、関数関係Q1=F1（T、n、V）、Q2=F2（T、n、V）の導出過程を示す。ファン定律によると、決まった条件で、
風量が回転数と正比例となる。
ファン外部気圧が回転数の平方と正比例となる。
電動機出力トルク (即ちファンの入力トルク)が回転数の平方と正比例となる。
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その中、
n：電動機の回転数
Q：風量
P：ファンの外部気圧上昇
T：電動機の出力トルク、即ちファンの入力トルクである。
【００４９】
便利に導出できるように、基準トルクにおける「風量-回転数」の関係式を次の通りに表す。
2014098536.tif 000014
又は（二次多項式を利用する場合）
2014098536.tif 000015
【００５０】
前記の公式から、ファン定律と結び合わせて、更に任意トルクにおける回転数と風量との関係を導出できる。この目的に達するように、ロートルク区間においてT＝Tbase2の場合の等効風量Qequiv及び等効回転数ｎequivがどのようにファン定律により新規トルクに換算するかを導出しなければいけない。
2014098536.tif 000016
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線形関係式を利用する場合、
2014098536.tif 000018
二次多項式を利用する場合、
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【００５１】
実験の結果によると、風量をテストする設備が始終に動的に背圧を調節し、又は排出口の寸法を制御して外部静圧を制御する。これにより、ファン定理が風量全体の範囲で成立しなく、上式に調整係数Vを添付しなければいけない。調整後の式を下記に示す。
線形関係式を利用する場合、
2014098536.tif 000020
二次多項式を利用する場合、
2014098536.tif 000021
【００５２】
同様に、ハイトルク区間において、T=Tbase2の場合に風量計算関数が次の通りであることを導出する。
線形関係式を利用する場合、
2014098536.tif 000022
二次多項式を利用する場合、
2014098536.tif 000023
【００５３】
この調整係数V値が0.1〜2で変わり、上式により算出した風量値がテストの実績値と大体等しくなるようにして、係数c0、c1、 c2が基準トルクTbase1、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものであり、c3、c4及びC5 が基準トルクTbase2、異なる外部静圧条件で回転数及び風量パラメータの原始データに基づき、カーブフィッティングにより取得したものである。前期の内容は申請者のPCT/CN2012/078545、PCT/CN2012/078749特許に記載したので、ここで省略する。
【実施例】
【００５４】
（ある荷重に1/2HP電動機を搭載した場合のデータ）
ロートルク区間において関数
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で、ハイトルク区間において
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で風量を算出すると、定格トルクT0=3.390Nm（即ち40oz-ft）の範囲において、臨界トルクTm=1.356Nm=40%T0、ハイトルク区間が1.356〜3.390Nm、ロートルク区間が0〜1.356Nmである。ロートルク区間の基準トルクTbase1=20%TO=0.678Nm、ハイトルク区間の基準トルクTbase2=50%TO=1.695Nmとなる。
【００５５】
ロートルク区間において0-40%T0であり、実験によりデータを測定し、実績回転数n(PRM)及び実績風量Qm(CFM)の具体データを取得し、図に点で表示する。次に、直線をフィッティングし、図5に示す通りに、c1=直線AAの傾斜比、
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と水平軸との交差点との値を取得し、T＝Tbase1=20%TO、V=1の場合、c0の値を算出できる。又は最小二乗法でc0などの係数を算出し、大体に算出風量の算出式及びc0、c1の値を取得する。表1に示す通りに、T=10%T0の場合に異なる外部静圧における実績回転数n(PRM)及び実績風量Qm(CFM)を取得し、実績回転数n(PRM)及び実績風量Qm(CFM)を前記の算出式に代入し、算出風量が大体に実績風量に等しくなるまでV値を調整する。
【表１】
2014098536.tif 000027
【００５６】
ロートルク区間における異なるトルクに対応するV値は前期の方法により取得でき、ロートルク区間におけるV値表（表2参照）を取得する。前記のV値表は電動機のコントローラに記憶されている。
【表２】
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【００５７】
ハイトルク区間において40%T0-100%T0であり、実験によりデータを測定し、実績回転数n(PRM)及び実績風量Qm(CFM)の具体データを取得し、図に点で表示する。次に、直線をフィッティングし、図6に示す通りに、c4=直線BBの傾斜比、
2014098536.tif 000029
と水平軸との交差点値を取得する。T＝Tbase2＝50%TOの場合、V=1となり、c3の値を取得できる。大体に算出風量の算出式及びc4、c3の値を算出し、又は最小二乗法によりc0などの係数を算出する。表3に示す通りに、T=60%T0の場合に異なる外部静圧における実績回転数n(PRM)及び実績風量Qm(CFM)を取得し、実績回転数n(PRM)及び実績風量Qm(CFM)を前記の算出式に代入し、算出風量が大体に実績風量に等しくなるまでV値を調整する。
【表３】
2014098536.tif 000030
【００５８】
ハイトルク区間における異なるトルクに対応するV値は前記の方法で取得でき、ハイトルク区間におけるV値表（表4参照）を取得する。このV値表は電動機のコントローラに記憶されている。
【表４】
2014098536.tif 000031
【００５９】
まとめて言うと、ロートルク区間において風量を算出するための関数関係Q1=F1（T、n、V)及びハイトルク区間において風量を算出するための関数関係Q2=F2（T、n、V)を確立できる。その中、Qは風量、Tはトルク、nは回転数、Vは調整係数であり、複数のトルク段に対応する調整係数Vがあり、各トルク段の間にあるV値は線形補間値により取得し、電動機のコントローラのマイクロプロセッサに輸入される。次に、図4に示すプロセスにより実行できる。また、臨界トルクTmに対応するV値が2つある場合、ハイ・ロートルクの算出式の2つにより風量を算出してから平均値を取ることができる。下式により算出する。 Q=1/2(Q1+Q2)。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014098536.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月26日(2013.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
前記の公式から、ファン定律と結び合わせて、更に任意トルクにおける回転数と風量との関係を導出できる。この目的に達するように、ロートルク区間においてT＝Tbase1の場合の等効風量Qequiv及び等効回転数ｎequivがどのようにファン定律により新規トルクに換算するかを導出しなければいけない。
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2014098536.tif 000044
線形関係式を利用する場合、
2014098536.tif 000045
二次多項式を利用する場合、
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