(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を有し、外部から入力される直流電圧を交流電圧に変換し、当該変換によって交流電流を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路から入力される前記交流電流によって駆動するモータと、
前記モータの駆動に伴って正転又は逆転するとともに、前記モータの駆動が停止している状態で気流又は惰性により回転自在な羽根車を有するジェットファンと、
前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備える換気システムであって、
前記制御手段は、
前記モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して前記直流電圧を用いた直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを起動させ、
前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、予め設定された第２の時間前記モータの駆動を停止させることによって、前記羽根車の回転速度を所定値以下に落とし、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を前記第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させる
ことを特徴とする換気システム。
【請求項２】
スイッチング素子を有し、外部から入力される直流電圧を交流電圧に変換し、当該変換によって交流電流を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路から入力される前記交流電流によって駆動するモータと、
前記モータの駆動に伴って正転又は逆転するとともに、前記モータの駆動が停止している状態で気流又は惰性により回転自在な羽根車を有するジェットファンと、
前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備える換気システムであって、
前記制御手段は、
前記モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して前記直流電圧を用いた直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを起動させ、
前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記羽根車の回転速度を所定速度まで低下させ、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を予め設定された第３の時間行うことによって、前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させる
ことを特徴とする換気システム。
【請求項３】
前記ジェットファン付近の気流が通流する向きを少なくとも検出する気流検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記モータの駆動が停止している状態から起動させる際に、
前記気流検出手段から入力される気流の向きに逆らって前記羽根車を回転させようとする場合に、前記直流制動を行ってから前記モータを起動させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の換気システム。
【請求項４】
外部の交流電源から入力される交流電力を、前記インバータ回路を介さずに前記モータに入力するためのバイパス回路と、
前記制御手段からの指令に従って、前記インバータ回路を介した経路と、前記バイパス回路を介した経路とで、前記モータへの電力供給の経路を切り替える切替手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記直流制動を行って前記羽根車の回転を停止させた後に、前記バイパス回路を介して前記モータに交流電流を入力させるように前記切替手段を制御し、前記交流電流によって前記モータを起動させること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の換気システム。
【請求項５】
スイッチング素子を有し、外部から入力される直流電圧を交流電圧に変換し、当該変換によって交流電流を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路から入力される前記交流電流によって駆動するモータと、
前記モータの駆動に伴って正転又は逆転するとともに、前記モータの駆動が停止している状態で気流又は惰性により回転自在な羽根車を有するジェットファンと、
前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備える換気システムで用いられる換気方法であって、
前記制御手段は、
前記モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して前記直流電圧を用いた直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを起動させ、
前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、予め設定された第２の時間前記モータの駆動を停止させることによって、前記羽根車の回転速度を所定値以下に落とし、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を前記第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させる
ことを特徴とする換気方法。
【請求項６】
スイッチング素子を有し、外部から入力される直流電圧を交流電圧に変換し、当該変換によって交流電流を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路から入力される前記交流電流によって駆動するモータと、
前記モータの駆動に伴って正転又は逆転するとともに、前記モータの駆動が停止している状態で気流又は惰性により回転自在な羽根車を有するジェットファンと、
前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備える換気システムで用いられる換気方法であって、
前記制御手段は、
前記モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して前記直流電圧を用いた直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを起動させ、
前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記羽根車の回転速度を所定速度まで低下させ、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を予め設定された第３の時間行うことによって、前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させる
ことを特徴とする換気方法。
【請求項７】
スイッチング素子を有し、外部から入力される直流電圧を交流電圧に変換し、当該変換によって交流電流を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路から入力される前記交流電流によって駆動するモータと、
前記モータの駆動に伴って正転又は逆転するとともに、前記モータの駆動が停止している状態で気流又は惰性により回転自在な羽根車を有するジェットファンと、を有する換気システムを制御するための制御装置であって、
前記モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して前記直流電圧を用いた直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記モータを起動させ、
前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、予め設定された第２の時間前記モータの駆動を停止させることによって、前記羽根車の回転速度を所定値以下に落とし、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を前記第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させる
ことを特徴とする制御装置。
【請求項８】
スイッチング素子を有し、外部から入力される直流電圧を交流電圧に変換し、当該変換によって交流電流を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路から入力される前記交流電流によって駆動するモータと、
前記モータの駆動に伴って正転又は逆転するとともに、前記モータの駆動が停止している状態で気流又は惰性により回転自在な羽根車を有するジェットファンと、を有する換気システムを制御するための制御装置であって、
前記モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して前記直流電圧を用いた直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記モータを起動させ、
前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記羽根車の回転速度を所定速度まで低下させ、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を予め設定された第３の時間行うことによって、前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させる
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットファンを用いて換気を行う換気システム、換気方法、及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トンネルの天井面には、トンネル内の換気を行うためのジェットファンが複数台設置されている。ジェットファンを用いた換気システムにおいて、従来は台数制御が主流であったが、近年、省エネを目的としてインバータ制御によりジェットファンを駆動する方法が開発されつつある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、予備用誘導電動機（モータ）を交流電源に直接接続して起動させ、当該予備用誘導電動機の回転速度が所定値に達したら交流電源から切り離してフリーランさせ、同期速度まで減速したときにインバータに接続する技術について記載されている。
また、特許文献２には、複数のジェットファンに対して、インバータにより同一の可変周波数電力を供給し、前記した複数のジェットファンを一体的に駆動する技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２８８０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６５６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、トンネルには、一方側の開口から他方側の開口に向けて自然風が通流しており、その向きは気候などの影響により経時的に変化する。
また、特に、対面交通が行われるトンネルでは、自動車などの移動に伴って気流（以下、交通風と記す）が生じる。このような交通風は、一方の向きに移動する車両数と、当該向きとは逆向きに移動する車両数との比や、各車両の位置及び速度によって経時的に変化する。
その結果、前記した自然風及び交通風の影響によってトンネル内の気流は経時的に変化することとなる。
【０００６】
したがって、ジェットファンの羽根車を回転させるモータが停止状態である場合（つまり、モータによる回転トルクを発生させていない場合）、自然風及び交通風の影響により羽根車が空転状態となっている可能性が高い。また、インバータによる起動では始動トルクが小さいため、前記した空転に逆らう向きにモータを起動させると、過負荷により停止状態からの起動に比べて起動時間が長くなり、最悪の場合、トリップしてしまう可能性がある。
なお、ジェットファンはトンネルの天井面に設置されているため、起動時における羽根車の空転状態（回転している向き及び速度）を確認することができない。
【０００７】
前記した特許文献１，２では、通常のインバータ制御により起動するため、モータを駆動（回転）させる向きと羽根車の空転の向きとが逆である場合には、前記したトリップが生じてしまう可能性がある。トンネル内を良好に換気しつつ安全を保つためには、このような事態を避けることが望まれる。
【０００８】
そこで、本発明は、安全性の高い換気システム、換気方法、及び制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを起動させ、前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、予め設定された第２の時間前記モータの駆動を停止させることによって、前記羽根車の回転速度を所定値以下に落とし、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を前記第１の時間行うことによって前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させることを特徴とする。
また、本発明は、モータの駆動が停止している状態から起動させる場合に、前記モータに対して直流制動を予め設定された第１の時間行うことによって羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを起動させ、前記モータの回転を正転から逆転に切り替える場合に、前記スイッチング素子に制御信号を出力することによって、前記羽根車の回転速度を所定速度まで低下させ、さらに、前記モータに対し、前記直流制動を予め設定された第３の時間行うことによって、前記羽根車の回転を停止させた後に、前記モータを前記正転とは逆向きの回転で起動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、安全性の高い換気システム、換気方法、及び制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る換気システムの構成図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る換気システムに用いられるジェットファンの側面図であり、（ｂ）はジェットファンの正面図であり、（ｃ）はジェットファンをトンネルに設置した状態を示す模式図である。
【図３】換気システムが備える電力変換器の構成図である。
【図４】インバータの定格電流の５０％で直流制動を行った場合と、インバータの定格電流の７０％で直流制動を行った場合において、直流制動を開始してから羽根車の回転が停止するまでの時間を示すグラフである。
【図５】換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る換気システムにおいて、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】定格回転速度で回転しているジェットファンの電源を遮断して羽根車を空転状態とし、停止に至るまでの回転速度の時間的変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る換気システムにおいて、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態に係る換気システムにおいて、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る換気システムにおいて、換気制御盤置及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１３】
≪第１実施形態≫
＜換気システムの構成＞
以下では、一例として、トンネルの天井面に設置された複数台のジェットファンを、それぞれインバータで個別に制御する場合について説明する。
図１に示すように、換気システムＳは、交流電源１０と、受電設備２０と、変電設備３０と、動力盤４０と、換気制御盤５０と、電力変換器５１，５２，・・・と、バイパス回路５１ｐ，５２ｐ，・・・と、手元開閉器６１，６２，・・・と、ジェットファン７１，７２，・・・と、一酸化炭素濃度計８０ａと、煙霧透過率計８０ｂと、風向風速計８０ｃと、トラフィックカウンタ８０ｄと、換気計測盤８０ｅと、消防隊操作盤９０と、を備えている。
【００１４】
交流電源１０は、換気システムＳに交流電力を供給する電源（発電所など：図示せず）を模式的に示すものである。
受電設備２０は、発電所などから送配電される交流電力を受電するための設備である。
変電設備３０は、受電設備２０を介して受電した交流電力を変換・調整するための設備である。すなわち、変電設備３０は、受電設備２０から入力される交流電圧を降圧して所定の電圧に変換し、動力盤４０に出力する。
【００１５】
動力盤４０は、換気制御盤５０から入力される運転指令信号に従って、変電設備３０から入力される交流電力を、電力変換器５１，５２，・・・、又は、バイパス回路５１ｐ、５２ｐ、・・・を介してそれぞれのジェットファン７１，７２，・・・に対して出力する。例えば、動力盤４０は、電力変換器５１を介してジェットファン７１に交流電力を出力するか、バイパス回路５１ｐを介してジェットファン７１に交流電力を出力するか、を換気制御盤５０からの運転指令信号に従って切替可能な構成となっている。
【００１６】
電力変換器５１，５２，・・・は、動力盤４０を介して変電設備３０から入力される交流電圧を所定の３相交流電圧に変換し、ジェットファン７１，７２，・・・にそれぞれ設置されているモータに、前記変換による３相交流電流を出力する。
バイパス回路５１ｐは、動力盤４０を介して入力される交流電力を、電力変換器５１を介さずにジェットファン７１に出力するための回路である。すなわち、バイパス回路５１ｐは、一端が動力盤４０に接続されており、他端がケーブル５１ｑに接続されている。そして、ジェットファン７１を直入れ起動する際には、動力盤４０が換気制御盤５０からの運転指令信号に従い、バイパス回路５１ｐを介してジェットファン７１に直接的に交流電力を出力するようになっている。なお、直入れ起動の詳細については、後記する。
また、バイパス回路５２ｐ，・・・は、前記したバイパス回路５１ｐと同様に、それぞれの電力変換器５２，・・・と１対１に対応して設けられている。
【００１７】
手元開閉器６１は、前記したバイパス回路５１ｐの他端側と、ジェットファン７１との間に介在し、ジェットファン７１付近に設置されている。手元開閉器６１は、例えばジェットファン７１のメンテナンス時において作業員の操作によりジェットファン７１への給電を遮断する際に用いられる。なお、ジェットファン７１の通常運転時において、手元開閉器６１は閉状態（導通状態）となっている。
なお、手元開閉器６２，・・・については、手元開閉器６１と同様であるから説明を省略する。
【００１８】
ジェットファン７１は、換気用の軸流ファンであり、手元開閉器６１を介して電力変換器５１及びバイパス回路５１ｐに接続されている。なお、ジェットファン７２，・・・についてもジェットファン７１と同様である。
ジェットファン７１，７２，・・・の詳細については、後記する。
【００１９】
一酸化炭素濃度計（ＣＯ計）８０ａは、例えば、トンネル２００の排気口（図示せず）付近に設置され、トンネル２００内の一酸化炭素濃度を所定時間ごとに検出し、換気計測盤８０ｅに出力するようになっている。
煙霧透過率計（ＶＩ計）８０ｂは、例えば、トンネル２００の排気口（図示せず）付近に設置され、トンネル２００における煙霧透過率を所定時間ごとに検出し、換気計測盤８０ｅに出力するようになっている。
【００２０】
風向風速計（ＡＶ計）８０ｃは、トンネル２００の天井面に一つ又は複数設置されており、ジェットファン７１，７２，・・・付近を通流する気流の速度（向きも含める）を所定時間ごとに検出し、換気計測盤８０ｅに出力するようになっている。
トラフィックカウンタ８０ｄは、例えば、トンネル２００の天井面に設置された撮像手段（図示せず）から入力される画像情報に基づいて、トンネル２００内を通過する車両の交通量を検出する。そして、トラフィックカウンタ８０ｄは、所定時間ごとの交通量を、検出信号として換気制御盤５０に出力するようになっている。ちなみに、トラフィックカウンタ８０ｄとして、前記した撮像手段に代えて、音波を用いた交通量を計測する手段を用いることとしてもよい。
【００２１】
なお、トンネル２００に設置される計測手段は、前記した一酸化炭素濃度計（ＣＯ計）８０ａ、煙霧透過率計（ＶＩ計）８０ｂ、風向風速計（ＡＶ計）８０ｃ、及びトラフィックカウンタ８０ｄに限定されず、用途に応じて種々の計測手段を設置することができる。
換気計測盤８０ｅは、一酸化炭素濃度計（ＣＯ計）８０ａ、煙霧透過率計（ＶＩ計）８０ｂ、及び風向風速計（ＡＶ計）８０ｃから入力される各種情報を、所定のプログラムに従って収集、加工、及び保存すると共に、換気制御盤５０に逐次出力するようになっている。
消防隊操作盤９０は、トンネル２００内で火災が発生した場合に、消防隊員の手動操作によって、火災により発生する煙をトンネル２００外に迅速に排出するために設けられている。消防隊操作盤９０は、例えばトンネル２００の坑口付近に設置され、所定の操作信号が換気制御盤５０に出力されるようになっている。
【００２２】
換気制御盤５０は、トラフィックカウンタ８０ｄから入力される検出信号と、換気計測盤８０ｅから入力される所定の電気信号と、火災時において消防隊操作盤９０から入力される操作信号に応じて、ジェットファン７１，７２，・・・の動作を統括制御する。すなわち、換気制御盤５０は、前記した各種信号に応じて、動力盤４０に運転指令信号を出力し、電力変換器５１，５２，・・・とバイパス回路５１ｐ，５２ｐ,・・・の切替えや、電力変換器５１，５２，・・・から出力する交流電力の制御などを実行する。
【００２３】
例えば、換気制御盤５０は、一酸化炭素濃度計（ＣＯ計）８０ａ、煙霧透過率計（ＶＩ計）８０ｂ、及び風向風速計（ＡＶ計）８０ｃから入力される計測信号に基づいて換気計測盤８０ｅから入力される所定の電気信号に応じて、電力変換器５１，５２，・・・に運転又は停止の指令信号を出力する。
また、換気制御盤５０の記憶手段（図示せず）にジェットファン７１，７２，・・・の駆動開始時刻及び停止時刻などを予め記憶させ、当該時刻情報に基づいて電力変換器５１，５２，・・・に運転又は停止の指令信号を出力することとしてもよい。
【００２４】
また、ジェットファン７１，７２，・・・の点検時などには、換気制御盤５０が備えるタッチパネル（図示せず）を作業員が操作することによって、当該操作に基づく運転又は停止の指令信号を電力変換器５１，５２，・・・に直接的に出力することとしてもよい。
また、トンネル２００内で火災が発生した場合には、消防隊操作盤９０を消防隊員が操作することによって、当該操作に基づく運転又は停止の指令信号を電力変換器５１，５２，・・・に直接的に出力することとしてもよい。
さらに、例えば、トラフィックカウンタ８０ｄから入力される車両の交通量に関する情報に基づいて、換気制御盤５０から電力変換器５１，５２，・・・に運転又は停止の指令信号を出力することとしてもよい。
【００２５】
なお、以下の記載において、電力変換器５１，５２，・・・がそれぞれ備える制御装置（図３参照）に対して、モータを駆動させるために換気制御盤５０から入力される信号を、「運転指令信号」と記す。
【００２６】
図２（ａ）は換気システムに用いられるジェットファンの側面図であり、図２（ｂ）はジェットファンの正面図である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、ジェットファン７１は、円筒状のケーシング７１ａと、このケーシング７１ａと軸方向が略一致するように設置されたモータ７１ｂと、モータ７１ｂの回転軸に固定された一対の羽根車７１ｃと、空気抵抗や乱流を軽減するために羽根車７１ｃに設置された一対の内筒７１ｄと、モータ７１ｂを下方から支持する支持部材７１ｅと、を備えている。
そして、ジェットファン７１は、モータ７１ｂの駆動に伴って羽根車７１ｃが回転することによって、ケーシング７１ａの一方側の開口部から空気を吸い込んで昇圧し、他方側の開口部から吐出するようになっている。このようにして、ジェットファン７１は、トンネル２００の一端側から他端側に向かう空気の流れをつくってトンネル２００内を換気する。
【００２７】
図２（ｃ）は、ジェットファンをトンネルに設置した状態を示す模式図である。図２（ｃ）に示すように、ジェットファン７１は、一端がトンネル２００の天井面に固定され、他端がケーシング７１ａに固定された複数のターンバックル７１ｆによってトンネル２００の天井面に設置されている。ここで、ジェットファン７１は、ターンバックル７１ｆではなく、金具によって強固に固定してもよい。なお、ジェットファン７２，・・・についても前記と同様である。
ジェットファン７１，７２，・・・は、その軸方向が車両の走行方向（トンネル２００が延びる方向）と略一致すると共に、トンネル２００の長さ方向において略等間隔に設置されている。以下では、換気制御盤５０から入力される運転指令信号に従ってモータ７１ｂを駆動させ、これに伴ってジェットファン７１の羽根車７１ｃを回転させる場合について説明するが、他のジェットファン７２，・・・についても同様である。
【００２８】
ジェットファン７１は、モータ７１ｂの駆動に伴って正転又は逆転するとともに、モータ７１ｂの駆動が停止している状態で気流又は惰性により回転自在である。ここで、「正転」とは、前記した回転軸を中心とする所定の向きの回転（モータ７１ｂが発生する回転トルクによる回転）を意味する。また、「逆転」とは、正転に対して逆向きの回転（モータ７１ｂが発生する回転トルクによる回転）を意味する。
また、「気流」による回転とは、前記した自然風又は交通風の風圧によって、羽根車７１ｃが回転することを意味する。また、「惰性」による回転とは、モータ７１ｂが駆動状態から停止状態に切り替わった場合や、前記した気流を受けた場合に、惰性（慣性）によって羽根車７１ｃが回転することを意味する。なお、「気流」による回転、及び、「惰性」による回転は、いずれもモータ７１ｂが回転トルクを発生させていないときの回転である。
【００２９】
＜電力変換器の構成＞
図３は、換気システムが備える電力変換器の構成図である。なお、図３に示す交流電源１０ｉは、変電設備３０（図１参照）を介して供給される交流電力を、電源として模式的に表している。
電力変換器５１は、外部の交流電源１０ｉから供給される交流電圧を直流電圧に変換し、さらに、換気制御盤５０から入力される運転指令信号に従って、前記直流電圧を所定の振幅・位相・周波数の三相交流電圧に変換する。なお、電力変換器５１は、換気制御盤５０から入力される運転指令信号に従ってモータ７１ｂの駆動を開始する際には、直流制動を実行して羽根車７１ｃの回転（空転）をいったん停止させた後に、モータ７１ｂを駆動させる。なお、直流制動の詳細については後記する。
電力変換器５１は、整流回路５１ａと、平滑回路５１ｂと、インバータ回路５１ｃと、制御装置５１０と、を備えている。
【００３０】
整流回路５１ａは、少なくとも一つのダイオードを有しており、交流電源１０ｉから供給される交流電圧を整流し、平滑回路５１ｂに出力する。
平滑回路５１ｂは、整流回路５１ａと並列に接続されたコンデンサＣを有しており、整流回路５１ａで整流された電圧を平滑化し、直流電圧としてインバータ回路５１ｃに出力する。
【００３１】
インバータ回路５１ｃは、平滑回路５１ｂから入力される直流電圧を交流電圧に変換し、当該変換によってモータ７１ｂに三相交流電流を出力する。
インバータ回路５１ｃは、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を備える第１レグと、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を備える第２レグと、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６を備える第３レグと、が互いに並列に接続されている。また、転流によるスイッチング素子の破壊を防止するため、それぞれのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には還流ダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列に接続されている。
なお、図２に示す電力変換器５１では、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いている。
【００３２】
制御装置５１０から指令信号が入力されると、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦが切り替わり、所定の三相交流電圧（ｕ相、ｖ相、ｗ相の交流電圧）がモータ７１ｂに出力される。そして、当該三相交流電圧によって三相交流電流がモータ７１ｂに流入する。
【００３３】
モータ７１ｂは、ケーブル５１ｑ及び手元開閉器６１（図１参照）を介して電力変換器５１に接続されており、インバータ回路５１ｃから入力される３相交流電流によって駆動する。モータ７１ｂは、例えば、かご形三相誘導モータであり、一次側の固定子（ステータ：図示せず）に三相交流電流が流れると回転磁界が発生し、これに伴い二次側に誘導電流が流れることによって回転子（ロータ：図示せず）が駆動するようになっている。
そして、モータ７１ｂの前記回転子の駆動に伴ってジェットファン７１の羽根車７１ｃ（図２（ａ），（ｂ）参照）が回転するようになっている。
【００３４】
＜制御装置の構成＞
制御装置５１０は、インバータ回路５１ｃが備えている複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６（図２参照）に制御信号を出力することによってモータ７１ｂの駆動を制御する。
制御装置５１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェースなどの電子回路（図示せず）を含んで構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
【００３５】
制御装置５１０は、駆動制御部５１ｄと、直流制動制御部５１ｅと、タイマ５１ｆと、ｆ／Ｖ変換部５１ｇと、ＰＷＭ回路５１ｈと、ドライバ回路５１ｉと、を備えている。
駆動制御部５１ｄは、換気制御盤５０から入力される駆動指令信号に従ってモータ７１ｂの駆動を制御する。
【００３６】
例えば、換気制御盤５０からモータ７１ｂの駆動を開始する旨の運転指令信号が入力された場合、駆動制御部５１ｄは、直流制動制御部５１ｅを起動させて直流制動を実行させる。また、直流制動が終了した旨の信号が直流制動制御部５１ｅから入力された場合、駆動制御部５１ｄは、モータ７１ｂを駆動させるためのＰＷＭ制御処理を開始する。
【００３７】
直流制動制御部５１ｅは、モータ７１ｂの駆動が停止している状態から起動させる場合に、モータ７１ｂに対して直流制動を予め設定された所定時間ｔ０（第１の時間）行うことによって、羽根車７１ｃ（図２（ａ），（ｂ）参照）の回転（空転）を停止させる。つまり、モータ７１ｂを駆動させる前に、まず、直流制動制御部５１ｅが直流制動を行う。
前記したように、ジェットファン７１を回転させるモータ７１ｂが停止状態である場合、気流や惰性により羽根車７１ｃ（図２（ａ），（ｂ）参照）が空転している可能性が高い。したがって、直流制動制御部５１ｅがモータ７１ｂに直流制動をかけて羽根車７１ｃの回転（空転）をいったん停止させた後に、駆動制御部５１ｄによってモータ７１ｂを起動させる。ちなみに、直流制動とは、直流電圧を印加することによってモータ７１ｂを制動する（回転を止める）機能である。これによってモータ７１ｂを起動させる場合に、羽根車７１ｃの回転（空転）を停止させ、モータ７１ｂのトリップを回避して確実に起動させることができる。
【００３８】
なお、直流制動は、例えば、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６を継続的にＯＮ状態とし、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５を継続的にＯＦＦ状態とすることで実行することができる。その他、モータ７１ｂに直流電圧を印加することが可能な所定の組み合わせで直流制動を実行することができる。
ちなみに、直流制動を行う場合、前回の直流制動とは異なるスイッチング素子をＯＮ状態とすることが好ましい。これによって、直流制動に伴う発熱をそれぞれのスイッチング素子に分散することができる。また、直流制動は、整流回路５１ａ及び平滑回路５１ｂを介してインバータ回路５１ｃに入力される直流電圧を用いる。
【００３９】
図４は、インバータの定格電流の５０％で直流制動を行った場合と、インバータの定格電流の７０％で直流制動を行った場合において、直流制動を開始してから羽根車の回転が停止するまでの時間を示すグラフである。なお、当該実験では、２種類のジェットファン（ＪＦ１，ＪＦ２）について、定格回転速度の２５％で空転させた状態から直流制動をかけた場合に、ジェットファンの羽根車の回転が停止するまでの時間を計測した。
ちなみに、ジェットファンＪＦ１は、定格出力３３ｋＷ、吐出風速３５ｍ／ｓである。また、のジェットファンＪＦ２は、定格出力５０ｋＷ、吐出風速３５ｍ／ｓである。
【００４０】
図４に示すように、直流制動電流値が大きくなるほどジェットファンの羽根車の回転（空転）が停止するまでの時間が短くなる。また、ＪＦ１，ＪＦ２のいずれを用いた場合でも、定格電流の５０％又は７０％の直流制動電流によって、１０ｓｅｃ以内に羽根車の回転を停止できることが判明した。
【００４１】
ちなみに、モータ７１ｂの駆動が停止している場合において、気流又は惰性により羽根車７１ｃ（図２（ａ），（ｂ）参照）が空転する際の回転速度は、定格回転速度の２５％未満である。したがって、図３に示す２種類のジェットファンのいずれを用いた場合でも、定格電流の５０％又は７０％の電流で１０ｓｅｃの直流制動をかけると、確実に羽根車の空転を停止させることができる。
なお、図３に示すように、ジェットファンＪＦ１において定格電流の７０％の電流を用いる場合には、５ｓｅｃの直流制動でも羽根車の空転を停止させることができる。
【００４２】
再び図２に戻って説明を続ける。図２に示す直流制動制御部５１ｅが備える記憶手段（図示せず）には、例えば、ジェットファンＪＦ１について、定格電流の５０％の直流電流をモータ７１ｂに流し、１０ｓｅｃの直流制動をかけることが記憶されている。
駆動制御部５１ｄからの指令信号によって起動された直流制動制御部５１ｅは、トンネル２００に設置されている各ジェットファンの型式、制動電流値、直流制動の実行時間などを記憶手段（図示せず）から読み出して、直流制動を所定時間ｔ０だけ実行する。
ちなみに、直流制動を行う時間ｔ０は、例えばプログラマブル・カウンタを用いたタイマ５１ｆによって計測することができる。
【００４３】
直流制動制御部５１ｅは、前記した直流制動が終了すると、直流制動の終了信号を駆動制御部５１ｄに出力する。直流制動制御部５１ｅから前記信号が入力された場合、駆動制御部５１ｄは、記憶手段（図示せず）からＰＷＭ制御を行うためのプログラムを読み出して実行する。
具体的には、駆動制御部５１ｄは、所定の周波数指令値ｆ１を目標値として、ｆ／Ｖ変換部５１ｇ及びＰＷＭ回路５１ｈに出力する周波数ｆを徐々に高めていく。
【００４４】
ｆ／Ｖ変換部５１ｇは、駆動制御部５１ｄから入力される周波数ｆに応じた電圧Ｖを算出し、ＰＷＭ回路５１ｈに出力する。
ＰＷＭ回路５１ｈは、駆動制御部５１ｄから入力される周波数ｆと、ｆ／Ｖ変換部５１ｇから入力される電圧（振幅値）Ｖとに対応する正弦波信号を生成し、ドライバ回路５１ｉに出力する。
ドライバ回路５１ｉは、ＰＷＭ回路５１ｈから入力される正弦波信号と、所定の三角波とを比較することによってＰＷＭ信号を生成し、インバータ回路５１ｃに出力する。
そして、ドライバ回路５１ｉからのＰＷＭ信号が、インバータ回路５１ｃのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に入力されることによって、所定の三相交流電力がモータ７１ｂに供給される。なお、ＰＷＭ制御の詳細については説明を省略する。
【００４５】
＜直流制動の処理手順１＞
図５は、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。なお、図５では、モータ７１ｂを起動するまでの処理を示している。
ステップＳ１０１において制御装置５１０は、換気制御盤５０から直流制動の開始指令信号が入力されているか否かを判定する。なお、直流制動の開始指令信号は、前記した運転指令信号と紐付けて入力される。換気制御盤５０から直流制動の開始指令信号が入力されている場合（Ｓ１０１→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ１０２に進む。一方、換気制御盤５０から直流制動の開始指令信号が入力されていない場合（Ｓ１０１→Ｎｏ）、制御装置５１０はステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００４６】
ステップＳ１０２において制御装置５１０は、直流制動を開始する。ステップＳ１０３において制御装置５１０は、直流制動を開始してから所定時間ｔ０が経過したか否かを判定する。なお、所定時間ｔ０（例えば、１０ｓｅｃ：図４参照）は、実験やシミュレーションによって求められ、直流制動制御部５１ｅが備える記憶手段（図示せず）に予め記憶されている。
直流制動を開始してから所定時間ｔ０が経過した場合（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ１０４に進む。一方、直流制動を開始してから所定時間ｔ０が経過していない場合（ステップＳ１０３→Ｎｏ）、制御装置５１０はステップＳ１０３の処理を繰り返す。ステップＳ１０４において、制御装置５１０はモータ７１ｂの駆動を開始する。
【００４７】
＜効果１＞
本実施形態に係る換気システムＳによれば、モータ７１ｂを起動する前に直流制動を所定時間実行することによって、ジェットファン７１が備える羽根車７１ｃの回転（空転）を確実に停止させることができる。これによって、起動時にモータ７１ｂがトリップすることを確実に防止し、安全性の高い換気システムＳを提供することができる。
【００４８】
また、例えば、ジェットファンに羽根車の回転状態を検出するセンサを設置した場合にはコストの上昇を招くとともに、当該センサが設置されていることによりケーシング内の気流が乱れる虞がある。
これに対して本実施形態に係る換気システムＳでは、予め設定された所定時間ｔ０の直流制動を行うことによって羽根車７１ｃの回転を確実に停止させるので、前記したセンサを特に設置する必要がない。したがって、極めて簡単な構成で確実に羽根車７１ｃの回転を停止させ、モータ７１ｂを起動させることが可能となる。
【００４９】
また、前記実施形態では、羽根車７１ｃの回転（空転）を確実に停止させるために、実験やシミュレーションにより求められた直流制動の実行時間ｔ０が、直流制動制御部５１ｅの記憶手段（図示せず）に予め記憶されている。
つまり、制御装置５１０は、ジェットファン７１のモータ７１ｂを起動させる場合に、前記記憶手段に記憶されている所定時間ｔ０だけ直流制動を行った後に、ＰＷＭ制御によってモータ７１ｂを駆動させればよい。したがって、制御装置５１０の処理負荷を軽減することができる。
【００５０】
また、前記したように、従来、ジェットファンの駆動は台数制御が主流であったため、直入れ起動を行っていた。これに対してインバータ制御を行った場合には、モータ７１ｂ起動時の回転トルクが小さいために、羽根車７１ｃの空転に逆らう向きにモータ７１ｂを回して起動させる場合に、トリップが生じる可能性があった。
本実施形態に係る換気システムＳでは、モータ７１ｂの起動時に直流制動を所定時間ｔ０だけ実行することによって羽根車７１ｃの空転を確実に停止させた上で、モータ７１ｂを起動させる。したがって、トリップを回避して安全性を確保した上で、インバータ制御によってモータ７１ｂを駆動させることができる。
【００５１】
≪第２実施形態≫
本実施形態に係る換気システムＳ１（図示せず）は、第１実施形態に係る換気システムＳと比較して、トンネル２００に設置された風向風速計８０ｃ（図１参照）から入力される情報に基づいて直流制動を実行するか否かを決定する点が異なるが、その他の点は第１実施形態と同様である。したがって、当該異なる部分について説明し、その他の部分については説明を省略する。
【００５２】
風向風速計（気流検出手段）８０ｃは、トンネル２００の天井面に一つ又は複数設置されており、ジェットファン７１付近を通流する気流の速度（向きも含める）を少なくとも計測し、その計測信号を換気計測盤８０ｅ（図１参照）を介して換気制御盤５０（図１参照）に出力する。
なお、トンネル２００は筒状を呈しているため、気流が発生した場合、トンネル２００の一端側から他端側に吹き抜けることとなる。したがって、例えば、トンネル２００内に一個の風向風速計８０ｃが設置されている場合でも、当該風向風速計８０ｃによってジェットファン７１付近を含む任意の箇所での気流の向きを検出することができる。
【００５３】
仮に、ジェットファン７１の羽根車７１ｃが空転している向きと、モータ７１ｂを回転させようとする向きとが同一である場合には、直流制動を行わずにモータ７１ｂを駆動させることが望ましい。
したがって、本実施形態では、モータ７１ｂの駆動が停止している状態から起動させる際に、風向風速計（気流検出手段）８０ｃから入力される気流の向きに逆らってモータ７１ｂを駆動させようとする場合に、所定時間ｔ０だけ直流制動を行った後にモータ７１ｂの駆動を開始する。
なお、直流制動を行う時間ｔ０については第１実施形態で説明したので、その説明を省略する。
【００５４】
＜直流制動の処理手順２＞
図６は、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。なお、図６では、モータ７１ｂを起動するまでの処理を示している。
ステップＳ２０１において制御装置５１０は、換気制御盤５０から直流制動の開始指令信号が入力されているか否かを判定する。換気制御盤５０から直流制動の開始指令信号が入力されている場合（Ｓ２０１→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ２０２に進む。一方、換気制御盤５０から直流制動の開始指令信号が入力されていない場合（Ｓ２０１→Ｎｏ）、制御装置５１０はステップＳ２０１の処理を繰り返す。
【００５５】
ステップＳ２０２において制御装置５１０は、気流による羽根車７１ｃの回転（空転）と逆向きに回転（モータ７１ｂを駆動）させるか否かを判定する。なお、当該判定は、羽根車７１ｃの空転に対応する気流の向き（つまり、風向風速計８０ｃから入力される気流の向き）と、モータ７１ｂの駆動に伴う羽根車７１ｃの回転で生じる気流の向きとを比較することによって行う。
気流による羽根車７１ｃの回転と逆向きにモータ７１ｂを駆動させる場合（Ｓ２０２→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ２０３に進む。一方、気流による羽根車７１ｃの回転と同じ向きにモータ７１ｂを駆動させる場合（Ｓ２０２→Ｎｏ）、制御装置５１０の処理はステップＳ２０６に進む。
【００５６】
ステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理は、図５に示すステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理と同様であるから説明を省略する。
ステップＳ２０６において制御装置５１０は、ＰＷＭ制御を行う際の周波数ｆ及び電圧Ｖを調整する。すなわち、制御装置５１０は、風向風速計８０ｃから入力される検出値に応じた周波数ｆ及び電圧Ｖの値を算出する。
ステップＳ２０７において制御装置５１０は、ＰＷＭ制御に基づいてモータ７１ｂの駆動を開始する。
【００５７】
＜効果２＞
本実施形態に係る換気システムＳ１によれば、風向風速計８０ｃから入力される気流の向きに逆らって羽根車７１ｃを回転させようとする場合に、所定時間ｔ０の直流制動を行って羽根車７１ｃの回転（空転）を停止させる。
つまり、羽根車７１ｃを回転させようとする向きが、風向風速計８０ｃから入力される気流を強める向きである場合には、直流制動を行わずにモータ７１ｂを起動させて羽根車７１ｃを回転させる。
したがって、モータ７１ｂの起動前に直流制動を行わない場合があるぶん、第１実施形態よりも消費電力を低減することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、羽根車７１ｃの回転速度を直接的に検出するのではなく、風向風速計８０ｃから入力される検出値に基づいて羽根車７１ｃが空転している向きを推定する。つまり、ジェットファン７１自体に回転速度センサを設ける必要がないので、ケーシング７１ａ（図１参照）内において気流をスムーズに通流させることができる。
【００５９】
≪第３実施形態≫
本実施形態に係る換気システムＳ２（図示せず）は、羽根車７１ｃの回転を正転から逆転に切り替える際に、所定時間モータ７１ｂの駆動を停止させた後に直流制動を行う点が異なる。したがって、当該異なる部分について説明し、その他の部分については説明を省略する。
【００６０】
例えば、トンネル２００内で火災が発生した場合、消防士などがトンネル２００に設置されている消防隊操作盤９０（図１参照）を操作することによって、モータ７１ｂの駆動により回転している羽根車７１ｃの回転方向を強制的に切り替えることがある。
ここで、羽根車７１ｃの回転を正転から逆転に切り替える際に、いったん停止させずにただちに逆転に切り替えた場合、モータ７１ｂに過大な負荷がかかるためトリップを起こす可能性が高くなる。
【００６１】
したがって、本実施形態では、モータ７１ｂの駆動により回転している羽根車７１ｃの回転方向を正転から逆転に切り替える場合に、予め設定された所定時間ｔ１（第２の時間）だけモータ７１ｂの駆動を停止させることによって羽根車７１ｃの回転速度を所定値以下に落とす。その後、第１実施形態と同様に、モータ７１ｂに対して直流制動を所定時間ｔ０（第１の時間）だけ行うことによって羽根車７１ｃの回転を停止させた後に、モータ７１ｂを駆動（逆転）させる。
【００６２】
図７は、定格回転速度で回転しているジェットファンの電源を遮断して羽根車を空転状態とし、停止に至るまでの回転速度の時間的変化を示すグラフである。なお、図７に示す横軸は、制御装置５１０が停止指令信号を出力した時刻からの経過時間であり、縦軸は、モータ７１ｂの定格回転速度を１００％とした場合の回転速度である。
【００６３】
当該実験では、羽根車７１ｃ近傍に磁力式ギャップセンサ（図示せず）を取り付けて羽根車７１ｃの回転速度を検出し、データレコーダ（図示せず）にてタイムチャートを記録した。ちなみに、当該実験では直流制動を行っていない。
図７に示すように、定格回転速度で駆動しているモータ７１ｂの電源を遮断して空転状態にすると、機械的な摩擦力及び空気抵抗によって、羽根車７１ｃの回転速度は減少していく。なお、回転速度の時間的変化率の絶対値は、電源を遮断した直後が最も大きく（急激な減少）、時間が経過するにしたがって小さくなる（緩やかな減少）。
【００６４】
実験の結果、ジェットファンＪＦ１は電源を遮断してから約１０ｓｅｃ後、ジェットファンＪＦ２は電源を遮断してから約１７ｓｅｃ後に回転速度が定格の２５％まで低下し、その後、約１０％程度の回転速度で惰走を続けて停止に至ることが判明した。
【００６５】
一般に、直流制動によって得られる制動トルクは、定格トルクの１０％程度であり、直流制動を行う際の電流値及び時間には制限がある。このような制限を考慮し、本実施形態では、ジェットファン７１の羽根車７１ｃが定格の２５％以下の回転速度で回転（空転）している状態において直流制動を開始することとした。
例えば、ジェットファンＪＦ１の羽根車７１ｃを正転から逆転に切り替える場合、予め設定された所定時間ｔ１（≧ｔ１Ａ≒１０ｓｅｃ）だけ羽根車を空転させ、羽根車７１ｃの回転速度を所定値（例えば、定格回転速度の２５％）以下に落としてから直流制動を開始する。なお、当該直流制動は、第１実施形態で説明した場合と同様に、予め設定された所定時間ｔ０だけ行って羽根車７１ｃの回転を停止させる。
また、ジェットファンＪＦ２を使用する際には、羽根車７１ｃを予め設定された所定時間ｔ１´（≧ｔ１Ｂ≒１７ｓｅｃ）だけ空転させてから直流制動を開始する。
【００６６】
これによって、直流制動を行う際の電流値及び時間の制限を超えず、かつ、羽根車７１ｃの回転を確実に停止させることができる。そして、羽根車７１ｃの回転（正転）を停止させた後に、前記回転とは逆向きにモータ７１ｂを駆動して羽根車７１ｃを回転（逆転）させる。
なお、図６に示す回転速度が定格の２５％以下の状態から直流制動を行った後の直流制動については、図３を用いて前記したので説明を省略する。
【００６７】
＜直流制動の処理手順３＞
図８は、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。なお、図８に示す「ＳＴＡＲＴ」の時点において、羽根車７１ｃはモータ７１ｂの駆動によって所定の向きに回転（正転）しているものとする。
ステップＳ３０１において制御装置５１０は、換気制御盤５０（図１参照）から逆転指令信号が入力されたか否かを判定する。なお、本実施形態における前記逆転指令信号は、例えば火災時に消防隊操作盤９０（図１参照）から入力される指令信号に応じて、羽根車７１ｃの回転を正転から逆転に迅速に切り替えるためのものである。
【００６８】
換気制御盤５０から逆転指令信号が入力された場合（Ｓ３０１→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ３０２に進む。一方、換気制御盤５０から逆転指令信号が入力されていない場合（Ｓ３０１→Ｎｏ）、制御装置５１０はステップＳ３０１の処理を繰り返す。
ステップＳ３０２において制御装置５１０は、モータ７１ｂの駆動を停止させる。具体的には、制御装置５１０は、モータ７１ｂに出力する指令周波数及び電圧をゼロとする。これによって、モータ７１ｂは駆動を停止し、ジェットファン７１の羽根車７１ｃは惰性により空転しつつ減速していく（図７参照）。
ステップＳ３０３において制御装置５１０は、停止指令信号を受信してから所定時間ｔ１（第２の時間）が経過したか否かを判定する。当該所定時間ｔ１は、羽根車７１ｃの回転速度が定格の２５％以下となるまでの時間であり、駆動制御部５１ｄ（図３参照）記憶手段（図示せず）に予め記憶されている。
【００６９】
停止指令信号を受信してから所定時間ｔ１が経過した場合（Ｓ３０３→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ３０４に進む。停止指令信号を受信してから所定時間ｔ１が経過していない場合（Ｓ３０３→Ｎｏ）、制御装置５１０はステップＳ３０３の処理を繰り返す。
ステップＳ３０４において制御装置５１０は、直流制動を開始する。次に、ステップＳ３０５において制御装置５１０は、直流制動を開始してから所定時間ｔ０（第１の時間）が経過したか否かを判定する。なお、当該処理は、第１実施形態で説明した直流制動と同様である。
【００７０】
直流制動を開始してから所定時間ｔ０が経過した場合（Ｓ３０５→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ３０６に進む。一方、直流制動を開始してから所定時間ｔ０が経過していない場合（Ｓ３０５→Ｎｏ）、制御装置５１０はステップＳ３０５の処理を繰り返す。
次に、ステップＳ３０６において制御装置５１０は、モータ７１ｂの駆動（逆転）を開始する。
【００７１】
＜効果３＞
本実施形態に係る換気システムＳ２によれば、モータ７１ｂの駆動に伴う羽根車７１ｃの回転を正転から逆転に切り替える場合に、制御装置５１０がモータ７１ｂの駆動を停止させて所定時間ｔ１だけ惰性により羽根車７１ｃを空転させる。
そして、前記所定時間ｔ１が経過した時点では、羽根車７１ｃの回転速度は、定格回転速度の２５％以下となっている。したがって、直流制動を実行する際の電流値及び時間の制限を超えない範囲で羽根車７１ｃの空転を確実に停止させ、その後モータ７１ｂを駆動（逆転）することができる。
これによって、例えば、トンネル２００内で火災が起こった場合に、気流を速やかに所定の向きに通流させて煙を排出し、トンネル２００内を換気することができる。
【００７２】
また、モータ７１ｂの駆動を停止させてから直流制動を開始するまでの時間ｔ１、及び、直流制動の実行時間ｔ０は、実験やシミュレーションによって求められ、記憶手段（図示せず）に予め記憶されている。
したがって、例えば羽根車７１ｃの回転速度をセンサで検出し、当該回転速度に応じて直流制動を行う場合と比較して、制御装置５１０の処理負荷を軽減できる。また、前記センサを設置しないぶんコストを軽減することができる。
【００７３】
≪第４実施形態≫
本実施形態に係る換気システムＳ３（図示せず）は、前記した第３実施形態と比較して、モータ７１ｂの駆動に伴う羽根車７１ｃの回転を正転から逆転に切り替える際に、直入れでモータ７１ｂを駆動（逆転）させる点が異なる。したがって、当該異なる部分について説明し、その他の部分については説明を省略する。
なお、本実施形態も、例えばトンネル２００内で火災が発生した際に、消防隊操作盤９０（図１参照）からの操作信号に従って羽根車７１ｃの回転方向を強制的に切り替える場合を想定している。
【００７４】
図９は、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。なお、図９に示す「ＳＴＡＲＴ」の時点において、羽根車７１ｃはモータ７１ｂの駆動によって所定の向きに回転（正転）しているものとする。
図９に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０５までの処理は、第３実施形態で説明したステップＳ３０１〜Ｓ３０５（図８参照）と同様であるから説明を省略する。
【００７５】
ステップＳ４０６において、換気制御盤５０は、バイパス回路５１ｐを介してモータ７１ｂに交流電力を供給する旨の指令信号を、動力盤４０（図１参照）に対して出力する。当該指令信号に従って、動力盤４０は、電力変換器５１（図１参照）を介しての電力供給から、バイパス回路５１ｐを介してモータ７１ｂに直接的に交流電力を供給する（直入れ起動する）ように切り替える。
ステップＳ４０７において換気制御盤５０は、直入れでモータ７１ｂの駆動（逆転）を開始する。当該モータ７１ｂの駆動に伴って、羽根車７１ｃが回転（逆転）することとなる。
【００７６】
＜効果４＞
本実施形態に係る換気システムＳ３によれば、モータ７１ｂの駆動を停止させた後に（ステップＳ４０２）、直流制動によって羽根車７１ｃの空転（正転）を確実に停止させる（ステップＳ４０４）。
そして、モータ７１ｂを駆動（逆転）する際には、バイパス回路５１ｐに切り替えて直入れでモータ７１ｂを起動する。ちなみに、電力変換器５１を用いてインバータ制御によりモータ７１ｂを起動した場合には、起動開始から定格回転速度に達するまでにおよそ３０ｓｅｃの時間を要する。しかし、前記したように、例えばトンネル２００内で火災が発生した場合には、羽根車７１ｃの回転（逆転）をできる限り迅速に定格回転速度とすることが要請される。
【００７７】
本実施形態に係る換気システムＳ３によれば、バイパス回路５１ｐを介した直入れ起動によってモータ７１ｂを起動させる。この場合には、モータ７１ｂの駆動を開始してからおよそ１０ｓｅｃで定格の回転速度とすることができる。したがって、前記した電力変換器５１を用いてモータ７１ｂを起動させる場合（第３実施形態）と比べて、２０ｓｅｃ早く定格の回転速度に達することができる。
したがって、火災などが発生した際には、迅速に所望の向きに排煙することができる。
【００７８】
≪第５実施形態≫
本実施形態に係る換気システムＳ４（図示せず）は、前記した第３実施形態と比較して、モータ７１ｂの駆動に伴う羽根車７１ｃの回転を正転から逆転に切り替える際に、電力変換器５１のインバータ制御により定格の２５％までモータ７１ｂの回転速度を落とす点が異なる。したがって、当該異なる部分について説明し、その他の部分については説明を省略する。
【００７９】
図１０は、換気制御盤及び制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１０に示す「ＳＴＡＲＴ」の時点において、羽根車７１ｃはモータ７１ｂの駆動によって所定の向きに回転（正転）しているものとする。
図１０に示すステップＳ５０１の処理は、第３実施形態で説明したステップＳ３０１（図８参照）と同様であるから説明を省略する。
【００８０】
ステップＳ５０２において制御装置５１０は、定格の２５％を目標回転速度として、インバータ回路５１ｃ（図３参照）のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の駆動を制御する。
ステップＳ５０３において制御装置５１０は、前記制御を開始してから所定時間ｔ２（第３の時間）が経過したか否かを判定する。当該所定時間ｔ２は、モータ７１ｂの回転速度を定格の２５％まで落とすのに要する時間であり、駆動制御部５１ｄ（図３参照）が備える記憶手段（図示せず）に予め記憶されている。
【００８１】
前記制御を開始してから所定時間ｔ２が経過した場合（Ｓ５０３→Ｙｅｓ）、制御装置５１０の処理はステップＳ５０４に進む。前記制御を開始してから所定時間ｔ２が経過していない場合（Ｓ５０３→Ｎｏ）、制御装置５１０はステップＳ５０３の処理を繰り返す。
ステップＳ５０４〜Ｓ５０６は、第３実施形態で説明したステップＳ３０４〜Ｓ３０６と同様であるから説明を省略する。
【００８２】
＜効果５＞
本実施形態に係る換気システムＳ４によれば、モータ７１ｂの駆動に伴う羽根車７１ｃの回転を正転から逆転に切り替える場合に、制御装置５１０によるインバータ制御によって、積極的にモータ７１ｂの駆動を２５％の回転まで落としてから直流制動を実行する。
ちなみに、インバータ制御によって定格の２５％の回転速度を目標値とした制御を行う場合には、モータ７１ｂの駆動を停止させて羽根車７１ｃを空転させた場合と比較して、定格の２５％となるまでの時間をおよそ５ｓｅｃ短縮することができる。
【００８３】
前記したように、例えばトンネル２００内で火災が発生した場合には、羽根車７１ｃの回転（逆転）をできる限り迅速に定格の回転速度とすることが要請される。
本実施形態に係る換気システムＳ４によれば、インバータ制御を行って積極的に羽根車７１ｃの回転速度を定格の２５％まで落としてから、直流制動を実行する。したがって、モータ７１ｂの駆動を停止させて羽根車７１ｃを空転させる場合（第３実施形態）と比べて、およそ５ｓｅｃ早く羽根車７１ｃの回転（空転）を停止させることができる。これによって、火災などが発生した際には、迅速に所望の向きに排煙することができる。
【００８４】
≪変形例≫
以上、本発明に係る換気システムについて、各実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。
例えば、前記各実施形態では、電力変換器５１，５２，・・・とジェットファン７１，７２，・・・とを１対１で対応させる構成としたが（図１参照）、これに限らない。例えば、１台の電力変換器で複数台のジェットファンを一括して制御することとしてもよい。
【００８５】
また、前記各実施形態では、インバータ回路５１ｃ（図３参照）を構成するスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６としてＩＧＢＴを用いた例を示したが、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）など他のスイッチング素子を用いてもよい。
また、前記各実施形態では、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ／ＯＦＦをＰＷＭ制御によって制御することとしたが、ＰＡＭ制御（Pulse Amplitude Modulation）など他の制御方法を用いて制御してもよい。
【００８６】
また、前記各実施形態では、制御装置５１０が記憶手段（図示せず）を備える場合について説明したが、記憶手段を制御装置５１０の外部に設置してもよい。
また、前記各実施形態では、モータ７１ｂとして誘導モータを用いる場合について説明したが、同期モータなど他の種類のモータを使用してもよい。
【００８７】
また、前記した第５実施形態では、直流制動を実行した後にインバータ制御によってモータ７１ｂを駆動（逆転）することとしたが、これに限らない。すなわち、直流制動を実行した後に、第４実施形態で説明した直入れ起動によってモータ７１ｂを駆動（逆転）することとしてもよい。
この場合には、インバータ制御によってモータ７１ｂの駆動を定格の２５％の回転速度まで落とすのに要する時間を第３実施形態と比較して、およそ５ｓｅｃ短縮することができる。さらに、直入れ起動を実行することによって、モータ７１ｂの駆動を定格回転速度とするのに要する時間を第３実施形態と比較して、およそ１０ｓｅｃ短縮することができる。したがって、逆転指令を受けてから羽根車７１ｃの回転（逆転）が定格回転速度に達するまでの時間を、第３実施形態の場合と比較して、およそ１５ｓｅｃ短縮することができる。
これによって、火災時などにおいて迅速に所望の向きに排煙し、救出作業などを早急に行うことが可能となる。
【００８８】
また、前記各実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、モータ７１ｂを起動させる際には第２実施形態の方法で起動し、モータ７１ｂを正転から逆転に切り替える際には第３実施形態の方法で切り替えることとしてもよい。
また、前記各実施形態では、ジェットファン７１，７２，・・・を用いてトンネル２００内の換気を行う場合について説明したが、トンネル以外の設備内の換気（通気）を行う場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４  換気システム
１０，１０ｉ  交流電源
２０  受電設備
３０  変電設備
４０  動力盤(切替手段)
５０  換気制御盤（制御手段、制御装置）
５１０  制御装置（制御手段）
５１，５２，・・・  電力変換器
５１ａ  整流回路
５１ｂ  平滑回路
５１ｃ  インバータ回路
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６  スイッチング素子
５１ｄ  駆動制御部（制御手段、制御装置）
５１ｅ  直流制動制御部（制御手段、制御装置）
５１ｆ  タイマ
５１ｇ  ｆ／Ｖ変換部
５１ｈ  ＰＷＭ回路
５１ｉ  ドライバ回路
５１ｐ，５２ｐ，・・・  バイパス回路
６１，６２，・・・  手元開閉器
７１，７２，・・・  ジェットファン
７１ａ  ケーシング
７１ｂ  モータ
７１ｃ  羽根車
７１ｄ  内筒
７１ｅ  支持部材
７１ｆ  ターンバックル
８０ａ  一酸化炭素濃度計
８０ｂ  煙霧透過率計
８０ｃ  風向風速計（気流検出手段）
８０ｄ  トラフィックカウンタ
８０ｅ  換気計測盤
９０  消防隊操作盤
【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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