(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータを搭載した遠心型のＤＣファンモータと、前記ＤＣモータに対する通電を制御する通電制御手段と、この通電制御手段の動作より前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ＤＣファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ＤＣファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために必要な雰囲気温度毎の印加電圧−回転数の関係を示す近似式を記憶する算出式記憶手段とを設け、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数と前記風量指示手段によって指示された風量と前記雰囲気温度検出手段によって検出された雰囲気温度と前記ＤＣモータへの現在の印加電圧と前記算出式記憶手段に記憶された近似式から、この近似式を満たすよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する電圧制御手段を配してなる風量一定制御ＤＣファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンジフードや天井埋め込み型の換気扇などに利用される風量一定制御ＤＣファンモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レンジフードや天井埋め込み型の換気扇などにおいては、調理の状態や居室の状況に応じて、最適な風量で換気ができるような制御性のよいファンモータが求められている。
【０００３】
従来、この種のファンモータは、ダクトの状態など外的要因によって風量が変化したり、風量検出のために専用のセンサーを必要があるなどの問題があったため、我々はすでに図１２〜図１７に示すような方法を提案している。
【０００４】
図に示すように１はＤＣモータ２を搭載したＤＣファンモータで、その吐出口８はダクト９に接続されている。ダクト９はＤＣファンモータ１によって吸い込まれたたばこの煙や調理による廃ガスによって汚染された室内空気を、建物の壁１０を通過させて室外に導くダクトである。ＤＣモータ２は回転子位置によって固定子巻線に対する通電を制御するスイッチング素子より構成された通電制御手段３によって回転を制御され、スイッチング電源１２からＤＣモータ２への電流供給をマイクロコンピュータ５３のゲート信号によって制御し、このゲート信号の変化時間から回転数検出手段４がＤＣモータ２の回転数を検出している。７は強、中、弱などのＤＣファンモータ１の運転風量を指示する風量指示手段で、強中弱それぞれの目標の風量を実現するための、ＤＣモータ２に対する各印加電圧における必要回転数を回転数記憶手段５１が記憶している。５２は電圧制御手段で、風量指示手段７に指示された風量と現在のＤＣモータ２に対する印加電圧から、指示された風量でＤＣファンモータ１を運転するための回転数を回転数記憶手段５１より選定したのち、その選定した回転数と回転数検出手段４が検出した現在の運転回転数を比較して、運転回転数が選定回転数と同一となるよう、ＤＣモータ２に対する印加電圧を制御するものであり、回転数検出手段４、電圧制御手段５２、回転数記憶手段５１はマイクロコンピュータ５３とスイッチング電源１２および周辺回路より構成されている。
【０００５】
上記構成において、予めＤＣファンモータ１を運転し、図１３に示すようにＤＣモータ２の電圧を連続的に変化させ、各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…における、ＤＣファンモータ１の強、中、弱の運転風量Ｑｈ、Ｑｍ、Ｑｌにおける回転数Ｎｈ１、Ｎｈ２、Ｎｈ３、…とＮｍ１、Ｎｍ２、Ｎｍ３、…とＮｌ１、Ｎｌ２、Ｎｌ３、…を測定し、図１０の表に示すようにそれぞれの運転風量において、各電圧に対する回転数を風量指示手段７に指示された風量で運転するために必要な回転数として、回転数記憶手段５１に記憶させておく。そして、ＤＣファンモータ１を実際に設置して予め決めておいた電圧、図におけるＶａを電圧制御手段５２によって通電制御手段３を介してＤＣモータ２に印加し運転を開始する。すると、通電制御手段３がＤＣモータ２の回転子位置に応じて巻線に対する通電を切り換え、ＤＣモータ２は風路のダクト損失、図におけるＬに応じた回転数で回転する。このとき回転数検出手段４は通電制御手段３の巻線に対する通電の切り換え速度より回転数Ｎａを検出する。次に、風量指示手段７によって運転風量、図におけるＱｍを指示すると、電圧制御手段５２が、回転数記憶手段５１に記憶された回転数より、現在の印加電圧Ｖａにおいて指示風量Ｑｍで運転するために必要な回転数Ｎｍａを検索し、ＮａとＮｍａを比較する。比較の結果、図１５および図１６に示すようにＮａ＜Ｎｍａの場合、遠心送風機であるので図からわかるように、指示風量Ｑｍより多い風量で運転されていることになるので、印加電圧を下げる必要があり、電圧制御手段５２が図におけるΔｖａだけ電圧を下げて印加電圧をＶｂとする。この状態で再び回転数検出手段４が、変更後の印加電圧Ｖｂにおける回転数、図におけるＮｂを検出するとともに電圧制御手段５２が、回転数記憶手段５１に記憶された回転数より、Ｖｂにおける指示風量Ｑｍで運転するために必要な回転数Ｎｍｂを検索し、ＮｂとＮｍｂを比較する。比較の結果、図に示すようにＮｂ＞Ｎｍｂの場合、印加電圧Ｖａで運転された場合とは逆に指示風量Ｑｍより少ない風量で運転されていることになるので、印加電圧を上げる必要があり、電圧制御手段５２が図におけるΔｖｂだけ電圧を下げて印加電圧をＶｃとするとともに、再び回転数検出手段４が、変更後の印加電圧Ｖｃにおける回転数、図におけるＮｃを検出し、電圧制御手段５２が回転数記憶手段５１に記憶された回転数より、Ｖｃにおける指示風量Ｑｍで運転するために必要な回転数Ｎｍｃを検索し、ＮｃとＮｍｃを比較する。比較の結果、図に示すようにＮｃ＜Ｎｍｃの場合、Ｖａのときと同じく、指示風量Ｑｍより多い風量で運転されていることになるので、印加電圧を下げる必要があり、電圧制御手段５２が図におけるΔｖｃだけ電圧を下げて印加電圧をＶＬとする。このとき、図に示すように印加電圧ＶＬにおける回転数ＮＬが、印加電圧ＶＬにおける指示風量Ｑｍで運転するために必要な回転数ＮｍＬと等しくなると、ＤＣファンモータ１が指示された風量Ｑｍで運転されているので、電圧制御手段５２は印加電圧ＶＬを保持して風量Ｑｍを確保するものである。各印加電圧ごとの調整電圧はΔｖａ＞Δｖｂ＞Δｖｃで徐々に指示風量に近づけていくものである。もし、何らかの理由によって風路の圧損Ｌが変化し、風量が変化した場合でも、常に運転回転数と記憶された回転数を比較し、上記と同様の動作で電圧を制御している。（例えば、特許文献１〜３）
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１４６１８９号公報
【特許文献２】
特開平５−２２３０９１号公報
【特許文献３】
特開平５−２３６７７９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の風量一定制御ＤＣファンモータでは、ＤＣファンモータを設置する雰囲気温度が回転数記憶手段に記憶された回転数を計測したときの温度よりも高くなった場合は排気風量が目標風量よりも増加し、逆の場合は排気風量が目標風量よりも減少するといった課題があった。また、必要換気量は居室の種類および収容人員または室面積によって異なるため、回転数記憶手段の標準化が図れない、回転数記憶手段を構成するマイコンのＲＯＭ容量が膨大となり、コスト高となるという課題があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するもので、ＤＣファンモータを設置する雰囲気温度が変化しても、一定風量で運転できるとともに、ＲＯＭ容量の少ないマイコンでも、ＤＣファンモータを設置する雰囲気温度が変化しても、一定風量で運転できる風量一定制御ＤＣファンモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の風量一定制御ＤＣファンモータは、ＤＣモータを搭載した遠心型のＤＣファンモータと、前記ＤＣモータに対する通電を制御する通電制御手段と、この通電制御手段の動作より前記ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ＤＣファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ＤＣファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために必要な雰囲気温度毎の印加電圧−回転数の関係を示す近似式を記憶する算出式記憶手段とを設け、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数と前記風量指示手段によって指示された風量と前記雰囲気温度検出手段によって検出された雰囲気温度と前記ＤＣモータへの現在の印加電圧と前記算出式記憶手段に記憶された近似式から、この近似式を満たすよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する電圧制御手段を配してなる風量一定制御ＤＣファンモータの構成としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、ＤＣモータの運転回転数を検出する回転数検出手段と、前記ＤＣファンモータの設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段と、前記ＤＣファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、この風量指示手段によって指示された各風量で一定運転するために必要な雰囲気温度毎の印加電圧−回転数の関係を示す近似式を記憶する算出式記憶手段とを設け、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数と前記風量指示手段によって指示された風量と前記雰囲気温度検出手段によって検出された雰囲気温度と前記ＤＣモータへの現在の印加電圧と前記算出式記憶手段に記憶された近似式から、この近似式を満たすよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する電圧制御手段を配してなる風量一定制御ＤＣファンモータの構成とすることにより、雰囲気温度と指示風量と現在の印加電圧から回転数算出手段が必要な回転数を近似により求め、運転回転数が近似により求めた回転数になるようＤＣモータに対する印加電圧を制御するので、雰囲気温度が変化しても、指示された一定風量でのファンモータの運転を可能とすることができる。
【００１１】
以下、本発明の実施例について図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００１２】
【実施例】
（実施例１）
図１〜図３を参照しながら説明する。なお、従来例と同一部分には同一番号を付し詳細な説明は省略する。図に示すように１３はＤＣファンモータ１の設置される雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段で、６は各雰囲気温度毎に風量指示手段７に指示された風量でＤＣファンモータ１を運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を記憶する回転数記憶手段で、予めＤＣファンモータ１を運転し、ＤＣモータ２の電圧を連続的に変化させ、各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…における、ＤＣファンモータ１の強、中、弱の運転風量Ｑｈ、Ｑｍ、Ｑｌにおける回転数Ｎｈ１、Ｎｈ２、Ｎｈ３、…とＮｍ１、Ｎｍ２、Ｎｍ３、…とＮｌ１、Ｎｌ２、Ｎｌ３、…を測定し、それぞれの運転風量において、各電圧に対する回転数を風量指示手段７に指示された風量で運転するために必要な回転数として記憶し、雰囲気温度を変えてこの作業を繰り返し行うことによって、マイクロコンピュータ１１のＲＯＭ内にテーブル化している。そして、５は電圧制御手段で、雰囲気温度検出手段１３によって検出された雰囲気温度と風量指示手段７に指示された風量と現在のＤＣモータ２に対する印加電圧から、指示された風量でＤＣファンモータ１を運転するための回転数を回転数記憶手段６より選定したのち、その選定した回転数と回転数検出手段４が検出した現在の運転回転数を比較して、運転回転数が選定した回転数と同一となるよう、ＤＣモータ２に対する印加電圧を制御するものであり、その他の構成は従来例の構成と同じである。
【００１３】
上記構成において、ＤＣファンモータ１の電源を投入すると、マイクロコンピュータ１１のＲＯＭに記憶されたプログラムの手順にしたがって運転が開始される。まず初期電圧を出力するとともに、初期ゲート信号を出力し、ＤＣモータ２を回転させる。次にＤＣモータ２の回転子位置を検出し、検出された位置に応じたゲート信号を出力する。このゲート信号の変化時間を計測したのちこの変化時間から運転回転数を演算し保持しておく。そして、風量指示信号を取り込んで指示風量を確認するとともに、雰囲気温度検出手段１３から雰囲気温度信号を取り込んで、予めマイクロコンピュータ１１のＲＯＭに記憶されている回転数記憶手段６のメモリーテーブルの中から、雰囲気温度と運転風量と印加電圧に合致するメモリー回転数を検索し、先程保持した運転回転数と比較する。比較の結果、回転数が同じであればスイッチング電源１２の出力電圧を維持してゲート信号の変化時間の計測にもどり、以後はこの繰り返しで運転が続行される。次に、比較の結果、運転回転数がメモリー回転数より大きい場合、風量を増加させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を上げる。比較の結果、運転回転数がメモリー回転数より小さい場合は、風量を減少させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を下げ、以後は回転数が等しくなるまで同じステップを繰り返すものである。
【００１４】
このように本発明の第１の実施例の風量一定制御ＤＣファンモータによれば、予め各雰囲気温度毎に指示された風量でＤＣファンモータ１を運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を回転数記憶手段６に記憶させ、雰囲気温度検出手段１３がＤＣファンモータ１の設置される雰囲気温度を検出し、通電制御手段３のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを回転数記憶手段６の雰囲気温度、印加電圧に対応する回転数と比較しながら、スイッチング電源１２によりＤＣモータ２への印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータ１の風量を制御しているので、雰囲気温度の影響を受けることなく常に指示風量での一定運転が可能になるという効果が得られることになる。
【００１５】
つぎに、本発明の第２の実施例について図４〜図６を参照しながら説明する。なお、第１の実施例の構成と同一部分には同一番号を付し詳細な説明は省略する。図に示すように、１４は雰囲気温度ＴＬおよびＴＨ（ＴＬ＜ＴＨ）における、風量指示手段７に指示された風量でＤＣファンモータ１を運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を記憶する回転数記憶手段で、１５は雰囲気温度検出手段１３が検出した温度Ｔと、ＤＣモータ２への印加電圧Ｖｎと、回転数記憶手段１４に記憶されている回転数ＮＴＬＶｎおよびＮＴＨＶｎから次式より必要回転数を求める回転数演算手段である。
【００１６】
【数１】
0003569702.tif 000002
【００１７】
そして、１６は回転数演算手段１５によって求められた回転数と回転数検出手段４によって検出された運転回転数を比較して、同一回転数となるよう、ＤＣモータ２に対する印加電圧を制御する電圧制御手段であり、その他の構成は第１の実施例の構成と同じである。
【００１８】
上記構成において、ＤＣファンモータ１の電源を投入すると、マイクロコンピュータ１７のＲＯＭに記憶されたプログラムの手順にしたがって運転が開始される。まず初期電圧を出力するとともに、初期ゲート信号を出力し、ＤＣモータ２を回転させる。次にＤＣモータ２の回転子位置を検出し、検出された位置に応じたゲート信号を出力する。このゲート信号の変化時間を計測したのちこの変化時間から運転回転数を演算し保持しておく。そして、風量指示信号を取り込んで指示風量Ｑｈを確認し、予めマイクロコンピュータ１７のＲＯＭに記憶されている回転数記憶手段１４のメモリーテーブルの中から指示風量と印加電圧に合致するメモリー回転数ＮｈＴＬＶｎおよびＮｈＴＨＶｎを検索し、雰囲気温度検出手段１３から雰囲気温度信号を取り込んで雰囲気温度Ｔを確認し、（数１）に基づいて回転数演算手段１５が必要回転数ＮｈＴＶｎを求め、先程保持した運転回転数と比較する。比較の結果、回転数が同じであればスイッチング電源１２の出力電圧を維持してゲート信号の変化時間の計測にもどり、以後はこの繰り返しで運転が続行される。また比較の結果、運転回転数が演算により求められた回転数より大きい場合、風量を増加させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を上げる。また比較の結果、運転回転数が演算により求められた回転数より小さい場合は、風量を減少させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を下げ、以後は回転数が等しくなるまで同じステップを繰り返すものである。
【００１９】
このように本発明の第２の実施例の風量一定制御ＤＣファンモータによれば、予め２種類の雰囲気温度において、指示された風量でＤＣファンモータ１を運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を回転数記憶手段１４に記憶させ、雰囲気温度検出手段１３がＤＣファンモータ１の設置される雰囲気温度を検出し、回転数演算手段１５が検出された雰囲気温度Ｔと、指示風量とＤＣモータ２への印加電圧Ｖｎと、回転数記憶手段１４に記憶されている回転数ＮＴＬＶｎおよびＮＴＨＶｎから比例計算により必要回転数を求め、通電制御手段３のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを演算により求められた回転数と比較しながら、スイッチング電源１２によりＤＣモータ２への印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータ１の風量を制御しているので、雰囲気温度の影響を受けることなく常に指示風量での一定運転が可能になるという効果が得られることになる。
【００２０】
つぎに、本発明の第３の実施例について図７〜図９を参照しながら説明する。なお、第１の実施例と同一部分には同一番号を付し詳細な説明は省略する。図に示すように、１９は雰囲気温度ＴＬにおいてＤＣファンモータ１を運転し、ＤＣモータ２の電圧を連続的に変化させ、各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…における、ＤＣファンモータ１の強、中、弱の運転風量Ｑｈ、Ｑｍ、Ｑｌにおける回転数Ｎｈ１、Ｎｈ２、Ｎｈ３、…とＮｍ１、Ｎｍ２、Ｎｍ３、…とＮｌ１、Ｎｌ２、Ｎｌ３、…を予め測定し、それぞれの運転風量において、印加電圧に対する回転数の関係を示す近似式とし、次に雰囲気温度ＴＨを変えてこの作業を行い、得られた各雰囲気温度における近似式を記憶する算出式記憶手段で、１８は指示風量と印加電圧と雰囲気温度検出手段１３によって検出された雰囲気温度から近似により必要回転数を算出する回転数算出手段で、ＤＣモータ２への印加電圧がＶｎのとき、雰囲気温度ＴＬにおける近似式から回転数ＮＴＬＶｎを算出し、次に雰囲気温度ＴＨにおける近似式から回転数ＮＴＨＶｎを算出し、その他の構成は第２の実施例の構成と同じである。
【００２１】
上記構成において、ＤＣファンモータ１の電源を投入すると、マイクロコンピュータ２０のＲＯＭに記憶されたプログラムの手順にしたがって運転が開始される。まず初期電圧を出力するとともに、初期ゲート信号を出力し、ＤＣモータ２を回転させる。次に、ＤＣモータ２の回転子位置を検出し、検出された位置に応じたゲート信号を出力する。このゲート信号の変化時間を計測したのちこの変化時間から運転回転数を演算し保持しておく。そして、風量指示信号を取り込んで指示風量Ｑｈを確認し、予めマイクロコンピュータ２０のＲＯＭ内の算出式記憶手段１９に記憶されている近似式の中から指示風量に合致する近似式を選定し、印加電圧に合致する回転数ＮｈＴＬＶｎおよびＮｈＴＨＶｎを算出し、雰囲気温度検出手段１３から雰囲気温度信号を取り込んで雰囲気温度Ｔを確認し、（数１）に基づいて回転数算出手段１８が必要回転数ＮｈＴＶｎを求め、先程保持した運転回転数と比較する。比較の結果、回転数が同じであればスイッチング電源１２の出力電圧を維持してゲート信号の変化時間の計測にもどり、以後はこの繰り返しで運転が続行される。次に、比較の結果、運転回転数が算出された回転数より大きい場合、風量を増加させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を上げる。また、比較の結果、運転回転数が算出された回転数より小さい場合は、風量を減少させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を下げ、以後は回転数が等しくなるまで同じステップを繰り返すものである。
【００２２】
このように本発明の第３の実施例の風量一定制御ＤＣファンモータによれば、予め２種類の雰囲気温度において、指示された風量でＤＣファンモータ１を運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を算出するための近似式を記憶し、雰囲気温度検出手段１３がＤＣファンモータ１の設置される雰囲気温度を検出し、回転数算出手段１８が検出された雰囲気温度Ｔと、指示風量とＤＣモータ２への印加電圧Ｖｎから比例計算により必要回転数を求め、通電制御手段３のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを算出された回転数と比較しながら、スイッチング電源１２によりＤＣモータ２への印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータ１の風量を制御しているので、ＲＯＭ容量の少ないマイクロコンピュータ２０を用いても、雰囲気温度の影響を受けることなく常に指示風量での一定運転が可能になるという効果が得られることになる。
【００２３】
つぎに、本発明の第４の実施例について図１０および図１１を参照しながら説明する。なお、第１の実施例と同一部分には同一番号を付し詳細な説明は省略する。図に示すように、２１は居室の種類および収容人員または室の床面積によって定まる必要換気量を設計業者あるいは施工業者が任意に設定入力することのできる風量設定手段で、２３は樹脂モールドされたＤＣモータ２の外被の温度を測定する熱電対２４の信号からＤＣモータ２の巻線の温度を推定する巻線温度検知手段で、２５は巻線温度検知手段２３で検知されたＤＣモータ２の巻線の温度から電機子回路の全抵抗を推定する抵抗値推定手段で、２２は風量設定手段２１で設定された風量でＤＣファンモータ１を運転するためのＤＣモータ２に対する印加電圧における規定回転数を演算する規定回転数演算手段で、つぎに示す方法で規定回転数を求めている。
【００２４】
まず、ＤＣモータ２の出力Ｐ（Ｗ）およびトルクＴ（Ｎ・ｍ）は次式で示される。
【００２５】
【数２】
0003569702.tif 000003
【００２６】
【数３】
0003569702.tif 000004
【００２７】
ここで、ＮはＤＣモータの回転数（ｒ／ｍｉｎ）、Ｉは電流（Ａ）、Ｋｔはトルク定数を示し、（数２）および（数３）より次式が得られる。
【００２８】
【数４】
0003569702.tif 000005
【００２９】
また、一般流体における相似則には次式の関係が知られている。
【００３０】
【数５】
0003569702.tif 000006
【００３１】
【数６】
0003569702.tif 000007
【００３２】
【数７】
0003569702.tif 000008
【００３３】
ここで、Ｌはファンの軸動力（Ｗ）、Ｑは風量（ｍ３／ｍｉｎ）、Ｐｓは静圧（ｍｍＡｑ）、ＮＦはファンの回転数（ｒ／ｍｉｎ）、Ｄは羽根車の径（ｍｍ）、ＫＬは軸動力係数、ＫＱは風量係数、ＫＰは静圧係数を示す。そして、（数５）は（数６）および（数７）から次式におきかえることができる。
【００３４】
【数８】
0003569702.tif 000009
【００３５】
そして、ファンとモータは直結していることから、ファンの軸動力Ｌと回転数ＮＦはモータの出力Ｐと回転数Ｎに等しいことから、（数４）および（数８）から次式が得られる。
【００３６】
【数９】
0003569702.tif 000010
【００３７】
また、モータへの印加電圧をＶ（Ｖ）、電機子回路の全抵抗をＲ（Ω）、誘起電圧定数をＫｅとすると、電機子回路に成立する回路方程式および誘起電圧Ｅ（Ｖ）は次式で示される。
【００３８】
【数１０】
0003569702.tif 000011
【００３９】
【数１１】
0003569702.tif 000012
【００４０】
ここで、電機子回路の全抵抗Ｒは巻線の温度によって変化する。そこで、実使用時の電機子回路の全抵抗Ｒを次式に基づいて演算する。
【００４１】
【数１２】
0003569702.tif 000013
【００４２】
ここで、Ｒ０は巻線温度Ｔ０［℃］における電機子回路の初期抵抗値で、マイクロコンピュータ２６のＲＯＭに記憶されている。
【００４３】
そして、（数９）と（数１０）と（数１１）および（数１２）から次式を得ることができる。
【００４４】
【数１３】
0003569702.tif 000014
【００４５】
ここで、静圧係数ＫＰ、羽根車の径Ｄ、トルク定数Ｋｔおよび誘起電圧定数ＫｅはＤＣファンモータ１の仕様が定まれば決定する定数であるから、設定風量ＱとＤＣモータ２への印加電圧Ｖから、規定回転数を算出することができる。そして、その他の構成は第１の実施例の構成と同じである。
【００４６】
上記構成において、ＤＣファンモータ１の設置施工時に設計業者が計算した居室の種類および収容人員または室の床面積によって定まった必要換気量を設計業者あるいは施工業者が風量設定手段に設定した後、ＤＣファンモータ１の電源を投入すると、マイクロコンピュータ２６のＲＯＭに記憶されたプログラムの手順にしたがって運転が開始される。まず初期電圧を出力するとともに、初期ゲート信号を出力し、ＤＣモータ２を回転させる。次に、ＤＣモータ２の回転子位置を検出し、検出された位置に応じたゲート信号を出力する。このゲート信号の変化時間を計測したのちこの変化時間から運転回転数を演算し保持しておく。そして、巻線温度検知手段２３が熱電対２４の信号から巻線の温度を検知し、抵抗値推定手段２５が（数１２）に基づいて電機子回路の全抵抗を推定し、規定回転数演算手段２２が設定風量信号を取り込み、（数１３）に基づいて規定回転数を演算する。そして、先程保持した運転回転数と比較する。比較の結果、回転数が同じであればスイッチング電源１２の出力電圧を維持してゲート信号の変化時間の計測にもどり、以後はこの繰り返しで運転が続行される。次に、比較の結果、運転回転数が算出された規定回転数より大きい場合、風量を増加させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を上げる。また、比較の結果、運転回転数が算出された規定回転数より小さい場合は、風量を減少させる必要があるのでスイッチング電源１２の出力電圧を下げ、以後は回転数が等しくなるまで同じステップを繰り返すものである。
【００４７】
このように本発明の第４の実施例の風量一定制御ＤＣファンモータによれば、居室の種類および収容人員または室面積によって定まる必要換気量を設計業者あるいは施工業者が任意に設定入力することのできる風量設定手段２１と、巻線温度検知手段２３と、検知された巻線温度からＤＣモータ２の電機子回路の全抵抗を推定する抵抗値推定手段２５と、風量設定手段２１によって設定された風量でＤＣモータ２を運転するための規定回転数を演算する規定回転数演算手段２２を設けることによって、通電制御手段３のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを求められた規定回転数と比較しながら、スイッチング電源１２によりＤＣモータ２への印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータ１の風量を制御しているので、ＲＯＭ容量の少ないマイクロコンピュータ２６を用いても、雰囲気温度の影響を受けることなく、常に居室の種類および収容人員または室面積によって定まる必要換気量での一定運転が可能になるという効果が得られることになる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の実施例の説明からも明らかなように、本発明によれば、予め各雰囲気温度毎に指示された風量でＤＣファンモータを運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を回転数記憶手段に記憶させ、雰囲気温度検出手段がＤＣファンモータの設置される雰囲気温度を検出し、通電制御手段のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを回転数記憶手段の雰囲気温度、印加電圧に対応する回転数と比較しながら、スイッチング電源によりＤＣモータへの印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータの風量を制御しているので、夏・冬の外気温の変化や調理器具・冷暖房機器の使用状況などによる雰囲気温度の影響を受けることなく常に指示風量での一定運転ができる高性能の風量一定制御ＤＣファンモータを提供できる。
【００４９】
また、予め２種類の雰囲気温度において、指示された風量でＤＣファンモータを運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を回転数記憶手段に記憶させ、雰囲気温度検出手段がＤＣファンモータの設置される雰囲気温度を検出し、回転数演算手段が検出された雰囲気温度Ｔと、指示風量とＤＣモータへの印加電圧Ｖｎと、回転数記憶手段に記憶されている回転数ＮＴＬＶｎおよびＮＴＨＶｎから比例計算により必要回転数を求め、通電制御手段のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを演算により求められた回転数と比較しながら、スイッチング電源によりＤＣモータへの印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータの風量を制御しているので、ＲＯＭ容量の少ないマイクロコンピュータを用いても、雰囲気温度の影響を受けることなく常に指示風量での一定運転が可能な風量一定制御ＤＣファンモータを提供できる。
【００５０】
また、予め２種類の雰囲気温度において、指示された風量でＤＣファンモータを運転するために各印加電圧毎の必要な回転数を算出するための近似式を記憶し、雰囲気温度検出手段がＤＣファンモータの設置される雰囲気温度を検出し、回転数算出手段が検出された雰囲気温度Ｔと、指示風量とＤＣモータへの印加電圧Ｖｎから比例計算により必要回転数を求め、通電制御手段のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを算出された回転数と比較しながら、スイッチング電源によりＤＣモータへの印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータの風量を制御しているので、ＲＯＭ容量の非常に少ないマイクロコンピュータを用いても、雰囲気温度の影響を受けることなく常に指示風量での一定運転が可能で、安価な風量一定制御ＤＣファンモータを提供できる。
【００５１】
また、居室の種類および収容人員または室面積によって定まる必要換気量を設計業者あるいは施工業者が任意に設定入力することのできる風量設定手段と、巻線温度検知手段と、検知された巻線温度からＤＣモータの電機子回路の全抵抗を推定する抵抗値推定手段と、風量設定手段によって設定された風量でＤＣモータを運転するための規定回転数を演算する規定回転数演算手段を設けることによって、通電制御手段のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを求められた規定回転数と比較しながら、スイッチング電源によりＤＣモータへの印加電圧を変化させ、ＤＣファンモータの風量を制御しているので、ＲＯＭ容量の少ないマイクロコンピュータを用いても、雰囲気温度の影響を受けることなく、常に居室の種類および収容人員または室面積によって定まる必要換気量での一定運転が可能で、ダクト配管設計など換気系統の設計・施工が非常に容易な風量一定制御ＤＣファンモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における風量一定制御ＤＣファンモータの構成図
【図２】同指示風量と印加電圧と回転数の関係を示す表を示す図
【図３】同要部回路図
【図４】同第２実施例の風量一定制御ＤＣファンモータの構成図
【図５】同指示風量と印加電圧と回転数の関係を示す表を示す図
【図６】同要部回路図
【図７】同第３実施例の風量一定制御ＤＣファンモータの構成図
【図８】同指示風量における印加電圧と回転数の関係を示すグラフ
【図９】同要部回路図
【図１０】同第４実施例の風量一定制御ＤＣファンモータの構成図
【図１１】同要部回路図
【図１２】従来の風量一定制御ＤＣファンモータの構成図
【図１３】同運転特性を示す静圧−風量グラフ
【図１４】同指示風量と印加電圧と回転数の関係を示す表を示す図
【図１５】同印加電圧と回転数の関係を示すグラフ
【図１６】同運転風量と静圧と回転数の関係を示すグラフ
【図１７】同要部回路図
【符号の説明】
１      ＤＣファンモータ
２      ＤＣモータ
３      通電制御手段
４      回転数検出手段
５      電圧制御手段
６      回転数記憶手段
７      風量指示手段
８      吐出口
９      ダクト
１０    壁
１１    マイクロコンピュータ
１２    スイッチング電源
１３    雰囲気温度検出手段
１４    回転数記憶手段
１５    回転数演算手段
１６    電圧制御手段
１７    マイクロコンピュータ
１８    回転数算出手段
１９    算出式記憶手段
２０    マイクロコンピュータ
２１    風量設定手段
２２    規定回転数演算手段
２３    巻線温度検知手段
２４    熱電対
２５    抵抗値推定手段
２６    マイクロコンピュータ
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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