(57)【要約】【課題】ホールＩＣの信号に基づいて電機子巻線への通電切替を行うＤＣモータを搭載したファンモータであっても、風量を指示風量に対して一定に制御できるファンモータおよびそれを搭載した換気装置を提供することを目的とする。【解決手段】特性乖離判別手段１０がＤＣモータ２に所定電圧を印加し、運転回転数と駆動電流を検出し、基準のＤＣモータの電流特性と駆動電流とを比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、駆動電流値よりも低い場合は、遅れ位相と判断し、規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆の場合は、進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定することによって、ＤＣモータ２の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。【選択図】　　図１
2004129383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
【請求項２】
ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
【請求項３】
ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
【請求項４】
ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータ。
【請求項５】
請求項１〜４記載のファンモータにおいて、特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへの所定の電流または電圧を２値供給する特性乖離判別手段に置き換えたことを特徴とするファンモータ。
【請求項６】
請求項１または２記載のファンモータにおいて、特性乖離判別手段は前記ＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別する特性乖離判別手段に置き換えたことを特徴とするファンモータ。
【請求項７】
請求項３または４のファンモータにおいて、特性乖離判別手段は前記ＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流と雰囲気温度から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別する特性乖離判別手段に置き換えたことを特徴とするファンモータ。
【請求項８】
請求項６または７記載のファンモータにおいて、特性乖離判別手段は前記ＤＣモータを所定の２つの回転数で略一定運転する特性乖離判別手段に置き換えたことを特徴とするファンモータ。
【請求項９】
特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のファンモータ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載のファンモータを搭載した電気機器。
【請求項１１】
請求項１０記載の電気機器は換気装置、空気清浄機、除湿機、ファンフィルタユニット、給湯機、給湯暖房機、乾燥機、暖房乾燥機のいずれかであることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にレンジフードや天井埋め込み型等の排気用および給気用の換気装置や給湯機、乾燥機、空気清浄機、ファンフィルタユニットに搭載するファンモータ、およびそのファンモータを搭載した電気機器に関するものである。
【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装置などにおいては、高効率化による消費電力の削減をした上で、ダクト配管形態による圧力損失や外風圧、フィルタ等の目詰まりによる圧力損失の変化の影響を受けることなく、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良いファンモータが求められている。また、２４時間常時換気の増加にともない、静音化および低消費電力化したファンモータが求められており、高効率化のために、誘導電動機からＤＣモータを搭載するようになってきた。さらには、磁石回転子の磁極数も４極から８極へと多極化してきている。そして、２５Ｗを越える出力の高いモータにおいては、トルクリップル・トルク変化率を小さくして、騒音・振動の発生を抑制するために、導通角を拡げた通電制御も必要になってきており、そのためには磁石回転子の磁極位置を誘起電圧のゼロクロスを検出して行う方法ではなく、ホールＩＣなどを用いて磁石回転子の磁極位置を検出し、通電相の切替を行う方式を採用している。このようなＤＣモータの場合は、プリント基板上にホールＩＣを実装，はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールＩＣにて検知できるように、プリント基板をＤＣモータ内部の固定子などに取り付けた構造となっている。また、２５Ｗ以下の出力のモータにおいては、制御回路の小型化を図るために、モータ駆動回路をモータ内部に内蔵したＤＣモータを採用する方式が増えてきている。このような場合は、プリント基板上にホールＩＣと、このホールＩＣの出力信号に基づいて電機子巻線への通電相を切り替えるロジック回路とスイッチング素子を内蔵した汎用の駆動ＩＣなどを実装・はんだ付けし、磁石回転子からある程度の空隙を持たせ、磁石の洩れ磁束をホールＩＣにて検知できるように、プリント基板をＤＣモータ内部の固定子などに取り付けたＤＣモータの構造となっており、このようなホールＩＣ等の磁極検出素子を内蔵したＤＣモータを搭載したファンモータでの最適風量制御が求められている。
【０００３】
従来、この種のファンモータの一例として特許文献１〜３に示されたものが知られており、その構成はＤＣモータを搭載し、ファンモータの運転回転数を検出する回転数検出手段とファンモータへの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、指示風量に対して一定運転するために必要な規定回転数を複数の印加電圧に対応して記憶する規定回転数記憶手段を設け、印加電圧検出手段によって検出された印加電圧時に必要な規定回転数を規定回転数記憶手段から選定し、回転数検出手段によって検出した運転回転数と選定した規定回転数が一致するよう印加電圧を昇圧あるいは降圧するファンモータの構成である。
【０００４】
また、特許文献４に示されたものが知られており、その構成は送排風機を所定の基準回転速度で実運転したときの、３相誘導電動機への入力電力を検出し、予め求められた、送排風機の基準回転速度における送排風量と入力電力の関係を、３相誘導電動機の効率と排送風機のファン効率が既知であることを利用した関数式から運転風量を算出し、算出された送排風量から、所望の送排風量を得られる回転速度を前記関数式から算出して制御する構成である。
【０００５】
また、特許文献５に示されたものが知られており、その構成はＤＣモータを搭載したファンモータを定電流スタートし、その時の運転回転数を検出し、この運転回転数から換気扇の負荷量としての据え付け条件を検索し、検索した負荷量に基づいて設定風量に対応したファンモータの設定回転数を求め、電圧を可変しながら設定回転数と運転回転数が一致するよう制御する（このとき電流値は制御対象ではない）構成である。
【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８−１４０３９０号公報
【特許文献４】
特開昭６２−１６２７９１号公報
【特許文献５】
特開平８−１５２１６５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のファンモータによれば、特許文献１〜３の構成において、高効率化や低振動化のために、特許文献５に示されるように、ＤＣモータの電機子巻線への通電相の切替をホールＩＣの信号出力に基づいて行う場合、プリント基板へのホールＩＣの実装は実装機のマウント精度が高いものでも、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ（平面上で）ずれてしまう。また、実装する際の接着剤の塗布量にもばらつきがあるので、磁石とホールＩＣとの空隙がばらつき、ホールＩＣの信号変化に差異が生じる。さらには、ホールＩＣのセンサ感度も±２０ｍＴのばらつきがあり、このようなばらつきを総合すると、磁石外径５０ｍｍ，磁石極数８極のＤＣモータの場合、誘起電圧位相に対する通電位相が電気角で±１０度程度ばらつくこととなり、同一のトルクと回転数を出力するために必要な印加電圧、電流が通電位相のばらつきにより大きく異なってくる。一般的に、転流タイミングが遅れ、通電位相が遅れ位相となる場合は、同一のトルクと回転数を出力するための印加電圧も電流も高くなり、逆に通電位相が進み位相の場合は、印加電圧も電流も低くなる。ここで、図１１に従来のファンモータの通電位相が進み位相のモータと、遅れ位相のモータにおける同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数特性を示す。図に示すように、同一指示風量・同一印加電圧時において通電位相が遅れ位相のモータの方が、進み位相のモータよりも回転数が高くなる。したがって、指示風量に対するＤＣモータへの印加電圧と規定回転数のテーブルが、通電位相の違いにより異なるため、通電位相が中心となるＤＣモータにてテーブルを作成した時、通電位相が遅れ位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、ＤＣモータへの印加電圧を昇圧していくので、風量が大幅に増加し、逆に通電位相が進み位相の場合は回転数を規定回転数と同一にするために、ＤＣモータへの印加電圧を降圧していくので、風量が大幅に減少するという課題があった。また、風量一定制御を実現するためには、ホールＩＣの位置を確認した上で個別にテーブルを作成するか、ＤＣモータを選別して搭載する必要があり、汎用性がないという課題があり、精度の高い風量一定制御を汎用性のある構成で実現することが要求されている。
【０００８】
また、特許文献４に示される送排風機の風量制御方法では、ファンモータにおいて、静圧や空気温度の変化によって、ファンブレードに対する空気の流入角度、流入位置や、渦の発生度合いが変化するので、ファン効率は非線形となり、容易に既知とはならず、さらに、ファン負荷（トルク）や磁石温度、巻線抵抗値の変化によって、モータの損失である銅損、鉄損、機械損の割合や、その絶対値が変化するのでモータ効率も非線形となり、容易に既知とはならないものであり、常温であっても開示された内容では、風量一定制御の実現は困難であり、一品一様の制御仕様となるとともに、精度が高い風量制御ができないという課題があり、一品一様の制御仕様となることなく、精度が高い風量一定制御を実現することが要求されている。
【０００９】
また、特許文献５に示される換気扇の風量制御装置では、一定時間毎の定電流下における回転数のみからの判断によって、ダクト配管などの圧力損失条件等の設置条件を推測しているので、推測時に空気温度の変化による空気比重量の変化や、外風等の影響により負荷条件を実際とは異なる状態と間違って判断する可能性が非常に高いため、精度が高い風量制御ができないという課題があった。また、仮に推測時点での負荷条件を正確に推測できたとしても、負荷条件の検知が、そのとき限りの１ポイントであるため、居室内のドアの開閉状況や、空気温度が推測時と異なる環境下では、設定風量とは異なる風量にあえて制御するので、精度が高い風量一定制御ができないという課題があった。また、ホールＩＣなどの磁極検出素子によって、磁石回転子の磁極位置を検知し、通電相の切替を行うので、上述した特許文献１〜３の場合と同様の課題があり、精度が高い風量一定制御を汎用性のある構成で実現することが要求されている。
【００１０】
また、近年は高圧ＰＷＭ駆動方式のＤＣモータが増加しているため、特許文献１から３の構成に示すような、ＤＣモータへの印加電圧をパラメータとする方法に、高圧ＰＷＭ駆動方式を適用した場合は、交流電源を整流平滑した後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとする必要があるので、使用するマイコンなどのＲＯＭ容量の制限から、分解能が粗くなり、安価に高精度な制御の実現は困難であるという課題があり、安価に高精度な風量一定制御を実現することが要求されている。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ホールＩＣの信号出力に基づいて電機子巻線への通電切替を行い、モータ個体のばらつきにより、通電位相が遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載したファンモータであっても、風量を指示風量に対して安価に高精度で一定に制御できるファンモータおよびそれを搭載した電気機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のファンモータは上記目的を達成するために、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１３】
本発明によれば、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１４】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１５】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１６】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１７】
本発明によれば、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００１８】
また他の手段は、ＤＣモータを搭載したファンモータであって、前記ＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の信号に基づき、前記ＤＣモータの複数の電機子巻線に対する通電を制御する通電制御手段と、前記位置検出手段の信号出力から前記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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００１９】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の温度変化に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００２０】
また他の手段は、特性乖離判別手段はＤＣモータへの所定の電流または電圧を２値供給することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２１】
本発明によれば、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータが得られる。
【００２２】
また他の手段は、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２３】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であっても、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００２４】
また他の手段は、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧と電流と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２５】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動であっても、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するので、通電位相がばらついても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００２６】
また他の手段は、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の２つの回転数で略一定運転することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２７】
本発明によれば、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータが得られる。
【００２８】
また他の手段は、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものである。
【００２９】
本発明によれば、特性乖離判別手段がＤＣモータの特性面の状態を周期的に把握するので、軸受けなど物理的な要素が経年変化などによってモータ特性に影響を与えても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、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、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【００３１】
また、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、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【００３２】
また、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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と印加電圧の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の基準温度との差に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するという作用を有する。
【００３３】
また、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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段と、前記ＤＣモータと前記基準となるＤＣモータの特性差を判別する特性乖離判別手段と、この特性乖離判別手段の判断結果と前記雰囲気温度検出手段の検知した雰囲気温度から、前記相関関係記憶手段に記憶された相関関係を補正する相関関係補正手段と、補正された相関関係と、現在の運転回転数と電流の実運転時相関関係とを比較するとともに、同一になるよう前記ＤＣモータへの印加電圧を制御する風量制御手段とを備え、前記特性乖離判別手段は前記ＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、前記基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の基準温度との差に対応した温度変化分を併せて相関関係補正手段は補正量を決定して補正しながら制御するという作用を有する。
【００３４】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータへの所定の電流または電圧を２値供給することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できるという作用を有する。
【００３５】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【００３６】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧と電流と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時の前記ＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果と雰囲気温度の基準温度との差に対応した温度変化分を合わせて相関関係補正手段は補正量を決定して補正するという作用を有する。
【００３７】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の２つの回転数で略一定運転することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できるという作用を有する。
【００３８】
また、特性乖離判別手段は周期的に動作することを特徴とするファンモータの構成としたものであり、特性乖離判別手段がＤＣモータの特性面の状態を周期的に把握するという作用を有する。
【００３９】
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。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
図１〜図７に示すように、１はＤＣモータ２を搭載した遠心型のファンモータで、１８はファンモータ１を内蔵した筐体状の換気装置であり、室内から室内空気を吸い込むための給気口１８ａと、吸い込んだ室内空気を屋外に排気するための排気口１８ｂを開口している。給気ダクト１４ａ、給気口１８ａを介して換気装置１８内のファンモータ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、油煙によって汚染した室内空気は、排気口１８ｂ、排気ダクト１４ｂを介して建物の壁１５を貫通して屋外に排出される。４はサーミスタなどの雰囲気温度検出手段で、換気する空気の温度を検出する。ＤＣモータ２は磁石回転子３の磁極位置を検出するホールＩＣ５と、駆動ロジック回路６ａとスイッチング素子群６ｂよりなる通電制御手段６等を搭載した駆動ＩＣ（図示せず）や、コンデンサ等の電子部品を実装したプリント基板（図示せず）を内蔵した構造である（図１はブロック図のためＤＣモータ２内に内蔵した状態では図示せず）。駆動ロジック回路６ａはホールＩＣ５の信号出力を基に、スイッチング素子群６ｂをＯＮ・ＯＦＦ制御して電機子巻線１７への通電切り替えを制御する。１３は弱、中、強などのファンモータ１の運転風量を指示する風量指示手段で、９はホールＩＣ５の信号出力から運転回転数を検知する運転回転数検出手段で、１９はＤＣモータ２への印加電圧を検知する印加電圧検出手段である。７はＤＣモータ２の駆動電流を検知する電流検出手段で、１２は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を規定回転数として複数の印加電圧に対応させて記憶する相関関係記憶手段である。８は相関関係補正手段で、ＤＣモータ２において、基準となるＤＣモータとの特性の乖離を判別して、その特性乖離分を対象にして相関関係を補正する特性乖離判別手段１０と、雰囲気温度検出手段４が検知した温度と基準の所定温度の温度差に応じて相関関係を補正する温度補正手段１６と、特性乖離判別結果を記憶する特性乖離記憶手段１０ａより構成される。１１は風量制御手段で、相関関係記憶手段１２から指示風量と印加電圧に対応した基準の規定回転数を選定し、選定した規定回転数を相関関係補正手段８が補正し、補正した規定回転数と運転回転数が同一になるようにＤＣモータ２への印加電圧を制御する。そして、特性乖離判別手段１０の実施動作は換気装置１８の設置時にテストモードにて行い、実施した結果は特性乖離記憶手段１０ａに記憶する構成である。
【００４１】
上記構成において、換気装置１８の設置時にテストモードの実施によって、今回搭載されたＤＣモータ２の特性が基準となるＤＣモータの特性と比べて、どの程度特性が乖離しているのか把握する。その動作は特性乖離判別手段１０が、ＤＣモータ２に所定電圧を印加する指示を出力し、ファンモータ１を運転する。そして、運転回転数検出手段９がＤＣモータ２の回転が、ほぼ安定したことを確認するとともに、現在の運転回転数を検出し、電流検出手段７がＤＣモータ２の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した運転回転数と電流を基準温度時の値に補正する。この補正の相関図の一例を図４に示す。図に示すように、検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、その温度差に応じて図４の相関を比例配分して、回転数をプラス補正し、電流はマイナス補正する。逆に検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、同様にして回転数をマイナス補正し、電流はプラス補正して基準温度時への温度補正は完了する。次に、図３のモータトルク−回転数，モータトルク−電流特性と、温度補正した回転数と電流から基準のＤＣモータとの特性乖離を把握する。このとき、基準のＤＣモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段１２に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定する。そして、決定された補正係数は特性乖離記憶手段１０ａに記憶される。ここで、換気装置１８のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段１６は雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段１３によって指示された指示風量と、印加電圧検出手段１９によって検出された印加電圧値をパラメータとして相関関係記憶手段１２から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、相関関係補正手段８はテストモード時に特性乖離記憶手段１０ａに記憶した特性乖離分の補正係数から求めた特性乖離分補正量と、温度補正手段１６が決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段１１は相関関係補正手段８によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段９が検出した運転回転数とが一致するようにＤＣモータ２への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。ここで、図２にはＤＣモータの特性乖離の影響によるファンモータの風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示し、図３にはＤＣモータの特性乖離の影響によるモータトルク−回転数とモータトルク−電流特性を示す。図からも明らかなように、遠心型のファンモータにおいて、最大静圧の状態よりも静圧ゼロの状態の方がＤＣモータに対する負荷は重くなるので、製造時のばらつき等による特性乖離は静圧ゼロの状態に近くなれば近くなるほど、ＤＣモータへの電流の差が顕著に現れることとなる。そして、磁石回転子の磁石の磁束量が小さくなればなるほど、静圧ゼロの状態に近くなるほど電流は高くなり、ホールＩＣの実装位置のばらつきにより、通電位相が遅れ位相になればなるほど、静圧ゼロに近くなるにしたがって電流は一段と高くなり、ベアリングなど軸受けの動トルクが小さくなればなるほど、静圧ゼロに近くなるにしたがって電流は高くなり、電機子巻線の抵抗値が小さくなればなるほど、静圧ゼロに近くなるにしたがって電流は若干高くなる。したがって、磁束量が小さいＤＣモータや遅れ位相のＤＣモータや軸受け動トルクの小さいＤＣモータや電機子巻線の抵抗値が小さいＤＣモータを搭載したファンモータは、基準となるＤＣモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点を低い印加電圧にて達成できることとなるので、相関関係記憶手段１２に記憶された規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして相関関係記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、磁束量が大きいＤＣモータや進み位相のＤＣモータや軸受け動トルクの大きいＤＣモータや電機子巻線の抵抗値が大きいＤＣモータを搭載したファンモータは、基準となるＤＣモータを搭載したファンモータに対して、同一指示風量、同一静圧の使用点には高い印加電圧が必要になるので、相関関係記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして相関関係記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。また、図４には雰囲気温度が高温の場合と低温の場合における同一印加電圧時の、風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示す。図からも明らかなように、同一指示風量・同一印加電圧時において雰囲気温度が高温の方が、雰囲気温度が低温となるよりも回転数が高くなる。したがって、雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも高い値をパラメータとして相関関係記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。逆に、検知した雰囲気温度が基準の所定温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス側に補正するか、実際に検知した印加電圧よりも低い値をパラメータとして相関関係記憶手段１２から規定回転数を選定すれば良いことになる。
【００４２】
このような本発明の実施例１のファンモータ１および換気装置１８によれば、特性乖離判別手段１０がＤＣモータ２に所定電圧を印加する指示を出力してファンモータ１を運転し、運転回転数検出手段９がＤＣモータ２の現在の運転回転数を検出し、電流検出手段７がＤＣモータ２の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した運転回転数と電流を基準温度時の値に補正する。そして、基準のＤＣモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段１２に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段１２に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定することによって、特性乖離判別手段１０がＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、相関関係補正手段８が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータ２の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００４３】
なお、実施例１では、雰囲気温度検出手段４を設けて、回転数と電流を温度補正したが、クリーンルームのように、ほぼ恒温恒湿の環境下に設置されるファンモータや換気装置においては、雰囲気温度を検出することなく、電流と回転数から基準のＤＣモータとの特性乖離を判別して相関関係を補正すれば良く、雰囲気温度検出手段を設けなくても、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００４４】
また、ＤＣモータ２は磁極位置を検出するホールＩＣ５を内蔵した構成としたが、誘起電圧などから磁極位置を検出するセンサレス駆動方式のＤＣモータの構成としても良く、その場合はＤＣモータ２の製造条件などきめ細かく管理して製造しなくても、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００４５】
また、相関関係記憶手段１２から選定した回転数を直接加・減算して規定回転数を補正する制御方法としたが、参照する印加電圧をシフトして、規定回転数を選定する方法としても良く、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００４６】
また、相関関係記憶手段１２は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を規定回転数として複数の印加電圧に対応させて記憶したが、規定回転数に対応させて必要な印加電圧を記憶しても良く、さらには、印加電圧と規定回転数の関係式を記憶し、印加電圧から規定回転数を求める構成や、回転数をパラメータとして必要な印加電圧を求める構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４７】
また、特性乖離を判別するときに、検出した回転数と電流を基準の温度時の値に補正したが、基準のＤＣモータの特性を雰囲気温度検出手段が検出した雰囲気温度時の特性に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００４８】
また、ＰＷＭ駆動方式の場合は、整流平滑後の波高値を検知し、検知した波高値にデューティーを掛け合わせた値を電圧として制御すれば良く、その作用効果に差異を生じない。また、波高値がばらつかない場合は、デューティーをそのまま電圧として制御すれば良い。
【００４９】
また、特性乖離判別手段１０を動作するテストモードを、例えば１年に１回実施するなど、周期的に動作させることによって、ＤＣモータ２に使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりＤＣモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５０】
また、矩形波通電するＤＣモータにあっては、電流検出手段７はピーク電流を検出する構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００５１】
また、特性乖離判別手段１０の動作時にＤＣモータ２への印加電圧の値は、ファンモータ１あるいは換気装置１８が許容される騒音から決定すればよいが、その印加電圧は高ければ高いほど、特性乖離を詳細に認識できることとなる。また、高負荷時と低負荷時の２種類の印加電圧にて判断するようにすれば、さらに特性乖離を詳細に認識できることとなる。
【００５２】
また、特性乖離判別手段１０はＤＣモータ２に所定の印加電圧を供給して特性乖離を把握する構成としたが、所定の電流を供給する構成としても良く、その場合はＤＣモータ２に印加される等価電圧と回転数を検出し、図７に基づいて検出した等価電圧と運転回転数を温度補正し、所定の印加電圧を供給した場合と同様にしてＤＣモータ２への温度補正した等価電圧と回転数から基準のＤＣモータとの特性乖離を把握し、相関関係を補正することによって、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００５３】
（実施例２）
図８〜図１０に示すように、２２は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を複数の電流に対応して記憶する相関関係記憶手段で、２１は相関関係補正手段であって、ＤＣモータ２において、基準となるＤＣモータとの特性の乖離を判別して、その特性乖離分を対象にして相関関係を補正する特性乖離判別手段２０と、雰囲気温度検出手段４が検知した温度と基準の所定温度の温度差に応じて相関関係を補正する温度補正手段１６と、特性乖離判別結果を記憶する特性乖離記憶手段２０ａより構成される。その他の構成は実施例１と同一であり、詳細な説明は省略する。
【００５４】
上記構成において、換気装置１８の設置時にテストモードの実施によって、今回搭載されたＤＣモータ２の特性が基準となるＤＣモータの特性と比べて、どの程度特性が乖離しているのか把握する。その動作は特性乖離判別手段２０が、ＤＣモータ２を所定の回転数になるよう略一定回転させ、印加電圧検出手段１９がＤＣモータ２に印加されている等価電圧を検出し、電流検出手段７がＤＣモータ２の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した印加電圧と電流を基準温度時の値に補正する。この補正の相関図の一例を図９に示す。図に示すように、検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、その温度差に応じて図９の相関を比例配分して、印加電圧をマイナス補正するとともに、電流もマイナス補正する。逆に検出した現在の雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、同様にして印加電圧、電流とともにプラス補正して基準温度時への温度補正は完了する。次に、温度補正した印加電圧と電流から基準のＤＣモータとの特性乖離を実施例１と同様にして把握する。このとき、温度補正した印加電圧値からは換気装置１８の負荷状態を概略把握し、基準のＤＣモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段２２に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段２２に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定する。そして、決定された補正係数は特性乖離記憶手段２０ａに記憶される。ここで、換気装置１８のテストモードは終了する。次に、通常の運転時では、温度補正手段１６は雰囲気温度検出手段４が検知した雰囲気温度が基準温度よりも高い場合は、規定回転数をプラス補正する補正量を決定し、逆に検知した雰囲気温度が基準温度よりも低い場合は、規定回転数をマイナス補正する補正量を決定する。この時の補正量は検知した雰囲気温度と基準温度との差に応じて決定する。そして、風量指示手段１３によって指示された指示風量と、電流検出手段７によって検出された電流値をパラメータとして相関関係記憶手段２２から基準の規定回転数を選定し、その選定した規定回転数を、相関関係補正手段２１はテストモード時に特性乖離記憶手段２０ａに記憶した特性乖離分の補正係数から求めた特性乖離分補正量と、温度補正手段１６が決定した空気温度の変化に対応した補正量とを併せて補正する。次に、風量制御手段１１は相関関係補正手段２１によって補正された規定回転数と、運転回転数検出手段９が検出した運転回転数とが一致するようにＤＣモータ２への印加電圧を昇圧あるいは降圧を繰り返して制御するものである。
【００５５】
このような本発明の実施例２のファンモータ１および換気装置１８によれば、特性乖離判別手段２０がＤＣモータ２に電圧を印加する指示を出力してファンモータ１を運転し、ＤＣモータ２が所定の回転数にて略一定運転するよう電圧調整を行い、運転回転数検出手段９がＤＣモータ２の現在の運転回転数が所定の回転数になったことを確認した後、印加電圧検出手段１９がＤＣモータ２に印加されている等価電圧を検出し、電流検出手段７がＤＣモータ２の駆動電流を検出する。そして、雰囲気温度検出手段４によってファンモータ１が吸い込んだ空気の温度と基準温度との差を基に、検出した運転回転数と電流を基準温度時の値に補正する。そして、基準のＤＣモータの電流特性と温度補正した電流とを比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも低い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが遅れ位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段２２に記憶された規定回転数をプラス補正する補正係数を決定する。逆に電流を比較し、基準のＤＣモータの電流特性が示す電流値が、温度補正した電流値よりも高い場合は、今回のＤＣモータ２は転流タイミングが進み位相と判断し、電流値の差に応じて相関関係記憶手段２２に記憶された規定回転数をマイナス補正する補正係数を決定することによって、特性乖離判別手段２０がＤＣモータの製造時における抵抗値や、磁石の磁束量や、ホールＩＣの実装位置などのばらつきによる基準のＤＣモータとの特性乖離分を把握して、相関関係補正手段２１が特性乖離分と雰囲気温度変化分をあわせて規定回転数を補正するので、ＤＣモータ２の特性ばらつきや雰囲気温度の変化の影響を受けることなく、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５６】
また、相関関係記憶手段２２は電流をパラメータとして記憶しているので、ＤＣモータ２の駆動方式が高圧ＰＷＭ駆動であっても、整流平滑後の波高値にデューティーを乗じた値をパラメータとしないので、使用するマイコンなどの１ビットあたりの分解能が粗くなるのを抑制することから、高精度で指示風量にて一定運転できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００５７】
なお、実施例２では、雰囲気温度検出手段４を設けて、回転数と電流を温度補正したが、クリーンルームのように、ほぼ恒温恒湿の環境下に設置されるファンモータや換気装置においては、雰囲気温度を検出することなく、電流と回転数から基準のＤＣモータとの特性乖離を判別して相関関係を補正すれば良く、雰囲気温度検出手段を設けなくても、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００５８】
また、相関関係記憶手段２２から選定した回転数を直接加・減算して規定回転数を補正する制御方法としたが、参照する電流をシフトして、規定回転数を選定する方法としても良く、指示風量に対して一定で運転するという作用効果に差異を生じない。
【００５９】
また、相関関係記憶手段２２は基準温度時において基準となるＤＣモータが風量指示手段１３にて指示された各風量毎に、その指示された風量で一定運転するために必要な回転数を規定回転数として複数の電流に対応させて記憶したが、規定回転数に対応させて必要な電流を記憶しても良く、さらには、電流と規定回転数の関係式を記憶し、電流から規定回転数を求める構成や、回転数をパラメータとして必要な電流を求める構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００６０】
また、特性乖離を判別するときに、検出した電圧と電流を基準の温度時の値に補正したが、基準のＤＣモータの特性を雰囲気温度検出手段が検出した雰囲気温度時の特性に補正しても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００６１】
また、特性乖離判別手段２０の動作時にＤＣモータ２の所定の回転数は、ファンモータ１あるいは換気装置１８が許容される騒音から決定すればよいが、その印加電圧は高ければ高いほど、特性乖離を詳細に認識できることとなる。また、高負荷時と低負荷時の２種類の回転数にて判断するようにすれば、さらに特性乖離を詳細に認識できることとなる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定することによって、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００６３】
また、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することによって、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、雰囲気温度変化のない空間において、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００６４】
また、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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と印加電圧の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへの印加電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて相関関係補正手段は補正量を決定することによって、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００６５】
また、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、基準の雰囲気温度時において、基準となるＤＣモータの必要な規定回転数と電流の相関関係を示す相関関係記憶手段を設け、特性乖離判別手段がＤＣモータへ所定の電流または電圧を供給し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧または電流と運転回転数と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別し、その判別結果に基づいて前記相関関係補正手段は補正量を決定することによって、ＰＷＭ駆動であるとともに、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００６６】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータへの所定の電流または電圧を２値供給することによって、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００６７】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧と電流から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別することによって、ＰＷＭ駆動であっても、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００６８】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の回転数で略一定運転し、その時のＤＣモータへ印加する等価電圧と電流と雰囲気温度から、基準となるＤＣモータとの特性乖離を判別することによって、ＰＷＭ駆動であっても、ホールＩＣ等の磁極検出素子を用いて磁石回転子の磁極位置を検知して通電相を切り替え、その通電位相が誘起電圧位相に対して、遅れ位相や進み位相となるＤＣモータを搭載しても、ＤＣモータをサービス部品として取り替えても、春夏秋冬、昼夜に関係なく、常に指示風量に対して高精度で一定に制御できるファンモータが得られる。
【００６９】
また、特性乖離判別手段はＤＣモータを所定の２つの回転数で略一定運転することによって、高負荷時と低負荷時にて特性の乖離を把握できることとなるので、より一層精度の高い風量一定制御を実現できるファンモータおよび換気装置が得られる。
【００７０】
また、特性乖離判別手段は周期的に動作することによって、ＤＣモータに使用した軸受けグリス量の若干の減少による動トルクの減少や、グリス量の大幅な減少や、グリスの劣化等による動トルクの増加など、物理的な要因によりＤＣモータの特性が初期状態から変化しても、その変化を検知できるので、恒久的に指示風量に対して一定制御ができるファンモータおよび換気装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図２】同ファンモータに搭載するＤＣモータへの印加電圧を固定した場合の特性乖離による風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示すグラフ
【図３】同ファンモータに搭載するＤＣモータへの印加電圧を固定した場合の特性乖離によるモータトルク−回転数とモータトルク−電流特性を示すグラフ
【図４】同ファンモータの雰囲気温度変化時のＤＣモータへの印加電圧を固定した場合の風量−静圧と風量−回転数と風量−電流特性を示すグラフ
【図５】同ファンモータにおける相関関係記憶手段の記憶内容の一例を示す表を表す図
【図６】同ファンモータにおける規定回転数の補正内容の一例を示す表を表す図
【図７】同ファンモータの雰囲気温度変化時におけるＤＣモータの電流を固定した場合の風量−静圧と風量−電圧と風量−電流特性を示すグラフ
【図８】本発明の実施例２におけるファンモータを搭載した換気装置の構成を示すブロック図
【図９】同ファンモータの雰囲気温度変化時におけるＤＣモータの回転数を固定した場合の風量−静圧と風量−電圧と風量−電流特性を示すグラフ
【図１０】同ファンモータに搭載するＤＣモータの特性がばらついた時の回転数を固定した場合における風量−静圧と風量−電圧と風量−電流特性を示すグラフ
【図１１】従来のファンモータにおける通電位相の違いによる風量−静圧と風量−回転数特性を示すグラフ
【符号の説明】
１　　　ファンモータ
２　　　ＤＣモータ
３　　　磁石回転子
４　　　雰囲気温度検出手段
５　　　ホールＩＣ
６　　　通電制御手段
６ａ　　駆動ロジック回路
６ｂ　　スイッチング素子群
７　　　電流検出手段
８　　　相関関係補正手段
９　　　運転回転数検出手段
１０　　特性乖離判別手段
１０ａ　特性乖離記憶手段
１１　　風量制御手段
１２　　相関関係記憶手段
１３　　風量指示手段
１４ａ　給気ダクト
１４ｂ　排気ダクト
１５　　壁
１６　　温度補正手段
１７　　電機子巻線
１８　　換気装置
１８ａ　給気口
１８ｂ　排気口
１９　　印加電圧検出手段
２０　　特性乖離半別手段
２１　　相関関係補正手段
２２　　相関関係記憶手段
【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】
2004129383.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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