JP6255573B2 - Ventilation equipment - Google Patents
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Description
本発明は、空調装置などのインバータ制御を行うファンモータや換気装置などの換気装置の風量制御方法に関するものである。 The present invention relates to an air volume control method for a ventilator such as a fan motor or a ventilator that performs inverter control of an air conditioner or the like.
従来のこの種の送風装置の制御回路は、以下の構成を有している。まず、交流電源からの交流電力を交直変換回路にて交流から直流に変換し、コンデンサにて平滑化する。コンデンサの両端には、直流電圧が発生しており、電流検出器を介してインバータへ入力する。インバータを構成する6つの半導体を相互に動作(スイッチング)させ、モータを駆動する。モータに流れる電流は、インバータ、電流検出器を介して流れるため、電流検出器の両端に誘起される電圧にて電流は検出される。 A conventional control circuit of this type of blower has the following configuration. First, AC power from an AC power source is converted from AC to DC by an AC / DC converter circuit and smoothed by a capacitor. A DC voltage is generated at both ends of the capacitor and is input to the inverter via the current detector. The six semiconductors constituting the inverter are operated (switched) with each other to drive the motor. Since the current flowing through the motor flows through the inverter and the current detector, the current is detected by the voltage induced at both ends of the current detector.
また、位置センサは、モータの回転による回転子の位置に応じた信号を発生させるように取りつけられている。位置センサからの信号により回転数検出部では、モータの回転数を検出する。ここで検出された回転数は、風量演算部と速度制御部へ出力される。また、風量演算部は、電流検出部にて検出されたモータの電流値と回転数検出部にて検出されたモータの回転数からモータと接続されているファンにて発生している風量を演算する。 The position sensor is mounted so as to generate a signal corresponding to the position of the rotor due to the rotation of the motor. The rotational speed detection unit detects the rotational speed of the motor based on a signal from the position sensor. The rotation speed detected here is output to the air volume calculation unit and the speed control unit. The air volume calculation unit calculates the air volume generated by the fan connected to the motor from the motor current value detected by the current detection unit and the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit. To do.
風量演算部では、回転数検出部により検出された回転数と電流検出部により検出された電流から風量演算部にて風量を演算し、目標回転数算出部にて演算された演算風量と目標風量との偏差をとり、その偏差が0となるようにモータの動作の目標となる目標回転数を算出する。速度制御部は風量演算部にて算出された目標回転数になるようにモータを速度制御する。したがって、モータに接続されているファンにて発生する風量と目標風量とが一致するようになるので、風量を一定に制御するよう行う構成となっていた(たとえば、下記特許文献1)。
In the air volume calculation unit, the air volume calculation unit calculates the air volume from the rotation speed detected by the rotation speed detection unit and the current detected by the current detection unit, and the calculated air volume and target air volume calculated by the target rotation speed calculation unit. And a target rotational speed that is a target of motor operation is calculated so that the deviation becomes zero. The speed controller controls the speed of the motor so as to achieve the target rotational speed calculated by the air volume calculator. Therefore, since the air volume generated by the fan connected to the motor matches the target air volume, the air volume is controlled to be constant (for example,
このような従来の送風装置は、風量の算出を電流と回転数を用いて行っているが、電流検出部は、インバータ回路の下段を構成するスイッチング素子の負電位側端子を1本にまとめた箇所と回路グランドとの間に接続される構成になっていた。 In such a conventional blower, the air volume is calculated using the current and the rotational speed, but the current detection unit combines the negative potential side terminals of the switching elements constituting the lower stage of the inverter circuit into one. It was configured to be connected between the location and the circuit ground.
このような送風装置における課題としては、モータの電流を電流検出部で測定するが、回路のグランドに接続されているため、モータ電流を3相合成電流でしか検出できず、また、スイッチング素子がドライバ組みになっている場合は、ドライバに必要な電流を検出してしまい正確なモータの相電流が検出できないという課題があった。 As a problem in such a blower, the current of the motor is measured by the current detection unit, but since it is connected to the circuit ground, the motor current can be detected only by the three-phase combined current, and the switching element is In the case of a driver assembly, there is a problem that a current necessary for the driver is detected and an accurate motor phase current cannot be detected.
更に、送風装置を大風量運転する場合は回路に流れる電流が大きい(例えば1.2A)。一方、前述のドライバに必要な電流は約10mAとその占める割合は小さく、風量に影響しない。しかし、小風量で運転する場合、回路に流れる電流は、小さく(30mA程度)となり、ドライバに必要な電流(10mA)の占める割合が大きくなる。そのため、検出する電流は実際の風量に対応する電流値に対して大きな誤差を含み、風量に対して精度よく制御できない。 Furthermore, when the air blower is operated with a large air volume, the current flowing through the circuit is large (eg, 1.2 A). On the other hand, the current required for the driver is about 10 mA, which is a small proportion and does not affect the air volume. However, when operating with a small air volume, the current flowing in the circuit is small (about 30 mA), and the ratio of the current (10 mA) necessary for the driver is large. Therefore, the detected current includes a large error with respect to the current value corresponding to the actual air volume, and cannot be accurately controlled with respect to the air volume.
更に、送風装置を小風量で運転する場合、回路に流れる電流が小さくなるため、実際の風量に対する電流値に対して認識誤差が大きくなり、精度よく制御できない。 Further, when the blower is operated with a small air volume, since the current flowing through the circuit is small, the recognition error becomes large with respect to the current value with respect to the actual air volume, and it cannot be controlled with high accuracy.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、モータに流れる電流を精度よく検出し、目標風量に対して精度よく風量制御を行なう換気装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a ventilator that accurately detects a current flowing through a motor and accurately controls the air flow with respect to a target air flow.
そしてこの目的を達成するために本発明は、風量を可変できる換気装置であって、
この換気装置内部には、羽根を駆動するモータと、このモータを制御する制御回路を備え、この制御回路内部には、上段と下段からなり、相反するON/OFF動作を行う2つのスイッチング素子を直流電圧に直列に接続して成る三つのアームを三相ブリッジ状に結線し、三相PWM方式の交流電圧を前記モータに印加するインバータ回路と、このインバータ回路に商用電源を整流平滑した後に所望の直流電圧を生成する直流電圧可変手段を具備した電源回路と、このインバータ回路の各相の下段と負電位側の間に相ごとに挿入したシャント抵抗と、このシャント抵抗の端子間電圧を増幅する増幅部と、この増幅部の出力からモータに流れる各相の電流を検出する電流検出部と、この電流検出部で検出された電流に基づいてモータの回転数と位置を算出する回転検出部と、
目標風量を指示する目標風量指示部と、前記電流検出部で検出した各相の電流値のうちいずれか1相の電流値と、前記回転検出部が算出した回転数とを入力して現在の出力風量を算出し、算出された前記出力風量と前記目標風量とを比較する風量演算部と、前記風量演算部の比較結果に基づいて、前記インバータ回路に対してデューティを可変させて前記モータの回転数を制御する速度制御部を備え、前記直流電圧可変手段は、前記目標風量指示部が指示する目標風量に応じて出力する直流電圧を可変することにより、所期の目的を達成するものである。
In order to achieve this object, the present invention is a ventilation device that can vary the air volume,
The ventilation device includes a motor for driving the blades and a control circuit for controlling the motor. The control circuit includes two switching elements that are in an upper stage and a lower stage and perform opposite ON / OFF operations. Three arms connected in series with a DC voltage are connected in a three-phase bridge shape, and an inverter circuit for applying a three-phase PWM AC voltage to the motor, and a commercial power source is rectified and smoothed to the inverter circuit, and then desired. A power supply circuit having a DC voltage varying means for generating a DC voltage, a shunt resistor inserted for each phase between the lower stage and the negative potential side of each phase of the inverter circuit, and a voltage between terminals of the shunt resistor are amplified. An amplifying unit, a current detecting unit for detecting a current of each phase flowing from the output of the amplifying unit to the motor, and a rotation speed of the motor based on the current detected by the current detecting unit. A rotation detection unit for calculating a location,
A target air quantity instruction unit for instructing the target airflow, and the current value of any one phase of the current value of each phase detected by the current detection unit, the rotational speed and to the input of the currently to the rotation detecting section is calculated Based on the comparison result of the air volume calculation unit that calculates the output air volume and compares the calculated output air volume with the target air volume , the duty is varied with respect to the inverter circuit, and the motor A speed control unit for controlling the number of rotations, and the DC voltage varying means achieves an intended purpose by varying a DC voltage output according to a target air volume indicated by the target air volume indicating unit. It is.
以上のように本発明は、風量を可変できる換気装置であって、
この換気装置内部には、羽根を駆動するモータと、このモータを制御する制御回路を備え、この制御回路内部には、上段と下段からなり、相反するON/OFF動作を行う2つのスイッチング素子を直流電圧に直列に接続して成る三つのアームを三相ブリッジ状に結線し、三相PWM方式の交流電圧を前記モータに印加するインバータ回路と、このインバータ回路に商用電源を整流平滑した後に所望の直流電圧を生成する直流電圧可変手段を具備した電源回路と、このインバータ回路の各相の下段と負電位側の間に相ごとに挿入したシャント抵抗と、このシャント抵抗の端子間電圧を増幅する増幅部と、この増幅部の出力からモータに流れる各相の電流を検出する電流検出部と、この電流検出部で検出された電流に基づいてモータの回転数と位置を算出する回転検出部と、目標風量を指示する目標風量指示部と、前記電流検出部で検出した各相の電流値のうちいずれか1相の電流値と、前記回転検出部が算出した回転数とを入力して現在の出力風量を算出し、算出された前記出力風量と前記目標風量とを比較する風量演算部と、前記風量演算部の比較結果に基づいて、前記インバータ回路に対してデューティを可変させて前記モータの回転数を制御する速度制御部を備え、前記直流電圧可変手段は、前記目標風量指示部が指示する目標風量に応じて出力する直流電圧を可変するため、モータの巻線に流れる電流のみを直接検出することが可能となり、さらに目標風量に応じて出力する直流電圧を可変させて、小風量の場合には、直流電圧を小さく生成して、モータの巻線に流れる電流を増加させることにより、風量演算部が認識する電流値を増加させて、認識誤差を少なくすることにより、正確にモータ巻線の電流を検出することが可能になり、換気風量を常に一定に保ち、且つ無駄なエネルギーを低減できるという効果を奏する。
As described above, the present invention is a ventilation device capable of changing the air volume,
The ventilation device includes a motor for driving the blades and a control circuit for controlling the motor. The control circuit includes two switching elements that are in an upper stage and a lower stage and perform opposite ON / OFF operations. Three arms connected in series with a DC voltage are connected in a three-phase bridge shape, and an inverter circuit for applying a three-phase PWM AC voltage to the motor, and a commercial power source is rectified and smoothed to the inverter circuit, and then desired. A power supply circuit having a DC voltage varying means for generating a DC voltage, a shunt resistor inserted for each phase between the lower stage and the negative potential side of each phase of the inverter circuit, and a voltage between terminals of the shunt resistor are amplified. An amplifying unit, a current detecting unit for detecting a current of each phase flowing from the output of the amplifying unit to the motor, and a rotation speed of the motor based on the current detected by the current detecting unit. A rotation detection unit that calculates a position; a target air volume instruction unit that indicates a target air volume; and a current value of one phase among current values detected by the current detection unit, and the rotation detection unit The current output air volume is calculated by inputting the rotational speed, and the inverter circuit is compared with the air volume calculating unit that compares the calculated output air volume with the target air volume, and the comparison result of the air volume calculating unit. In contrast, a speed control unit that controls the rotational speed of the motor by varying the duty is provided, and the DC voltage varying means varies the DC voltage output according to the target air volume indicated by the target air volume indicating unit. Only the current flowing in the motor winding can be detected directly, and the DC voltage to be output can be varied according to the target air volume. Electricity flowing in the wire Increases the current value recognized by the air flow calculation unit and reduces the recognition error, so that the motor winding current can be detected accurately and the ventilation air flow is always kept constant. And, there is an effect that wasteful energy can be reduced.
本発明の請求項1の換気装置は、風量を可変できる換気装置であって、
この換気装置内部には、羽根を駆動するモータと、このモータを制御する制御回路を備え、この制御回路内部には、上段と下段からなり、相反するON/OFF動作を行う2つのスイッチング素子を直流電圧に直列に接続して成る三つのアームを三相ブリッジ状に結線し、三相PWM方式の電圧を前記モータに印加するインバータ回路と、このインバータ回路に商用電源を整流平滑した後に所望の直流電圧を生成する直流電圧可変手段を具備した電源回路と、このインバータ回路の各相の下段と負電位側の間に相ごとに挿入したシャント抵抗と、このシャント抵抗の端子間電圧を増幅する増幅部と、この増幅部の出力からモータに流れる各相の電流を検出する電流検出部と、この電流検出部で検出された電流に基づいてモータの回転数と位置を算出する回転検出部と、目標風量を指示する目標風量指示部と、前記電流検出部で検出した各相の電流値のうちいずれか1相の電流値と、前記回転検出部が算出した回転数とを入力して現在の出力風量を算出し、算出された前記出力風量と前記目標風量とを比較する風量演算部と、前記風量演算部の比較結果に基づいて、前記インバータ回路に対して、デューティを可変させて前記モータの回転数を制御する速度制御部を備え、前記直流電圧可変手段は、前記目標風量指示部が指示する目標風量に応じて出力する直流電圧を可変するもの
である。
The ventilator according to
The ventilation device includes a motor for driving the blades and a control circuit for controlling the motor. The control circuit includes two switching elements that are in an upper stage and a lower stage and perform opposite ON / OFF operations. Three arms connected in series with a DC voltage are connected in a three-phase bridge shape, and an inverter circuit for applying a three-phase PWM voltage to the motor, and a commercial power source is rectified and smoothed in the inverter circuit and then desired. A power supply circuit having DC voltage varying means for generating a DC voltage, a shunt resistor inserted for each phase between the lower stage and the negative potential side of each phase of the inverter circuit, and a voltage between terminals of the shunt resistor are amplified. An amplifying unit; a current detecting unit for detecting a current of each phase flowing to the motor from the output of the amplifying unit; and a rotational speed and a position of the motor based on the current detected by the current detecting unit A rotation detection unit to be calculated, a target air volume instruction unit for instructing a target air volume, a current value of one phase among current values detected by the current detection unit, and a rotation speed calculated by the rotation detection unit To calculate the current output air volume, and to compare the calculated output air volume with the target air volume, and to the inverter circuit based on the comparison result of the air volume calculator A speed control unit that controls the number of revolutions of the motor by varying the duty, and the DC voltage varying unit varies the DC voltage that is output according to the target air volume indicated by the target air volume indicating unit. .
これにより、モータの巻線に流れる電流のみを直接検出することが可能となり、さらに目標風量に基づいて、小風量の場合には、直流電圧を小さく可変して、モータの巻線に流れる電流を増加させることにより、風量演算部が認識する電流値を増加させて、認識誤差を少なくすることにより、正確にモータ巻線の電流を検出することが可能になり、換気風量を常に一定に保つことができる。 As a result, it is possible to directly detect only the current flowing in the motor winding. Further, based on the target air volume, in the case of a small air volume, the DC voltage can be varied to reduce the current flowing in the motor winding. By increasing the current value recognized by the air flow calculation unit and reducing the recognition error, it is possible to accurately detect the current of the motor winding and keep the ventilation air flow constant at all times. Can do.
また、制御回路には、前記増幅部の増幅率を変更する増幅率変更手段を備え、この増幅
率変更手段は、前記目標風量に基づいて前記増幅部の増幅率を切り替える構成を有している。
The control circuit includes a gain changing means for changing the amplification factor of the amplification unit, the amplification factor changing means has a configuration for switching the amplification factor of the front Symbol amplifying unit based on the target air volume Yes.
これにより、目標風量に応じて増幅変更手段の大きさを変更し、モータの巻線に流れる電流を正確に検出することが可能になり、目標風量が小さい場合においても換気風量を常に一定に保つことができる。 This makes it possible to change the size of the amplification changing means according to the target air volume, accurately detect the current flowing in the motor winding, and keep the ventilation air volume constant even when the target air volume is small. be able to.
また、前記制御回路には、前記増幅部の増幅率を変更する増幅率変更手段を備え、この増幅率変更手段は、前記電流検出部が検出する電流に基づいて前記増幅部の増幅率を切り替える構成としてもよい。 In addition, the said control circuit comprises a gain changing means for changing the amplification factor of the amplification unit, the amplification factor changing means, the gain of the pre-Symbol amplifying section based on the current the current detection unit detects It is good also as a structure to switch.
これにより、電流検出部が検出する電流に応じて増幅変更手段の大きさを変更し、モータの巻線に流れる電流を正確に検出することが可能になり、目標風量が小さい場合においても換気風量を常に一定に保つことができる。 As a result, the size of the amplification changing means can be changed according to the current detected by the current detection unit, and the current flowing in the motor winding can be accurately detected. Even when the target air volume is small, the ventilation air volume is small. Can always be kept constant.
以下、本発明の一実施形態を、添付の図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
本発明の換気装置の一実施の形態として、建物内の天井に設けられた換気装置によって説明する。
(Embodiment 1)
As an embodiment of the ventilator of the present invention, a ventilator provided on a ceiling in a building will be described.
本実施の形態の換気装置は、DCモータの特徴を生かし、低い回転数から高い回転数までの制御を行い、低風量から大風量まで一つの換気装置でまかなうものである。 The ventilator according to the present embodiment takes advantage of the characteristics of the DC motor, performs control from a low speed to a high speed, and covers a single air ventilator from a low air volume to a large air volume.
図1に示すように、本実施の形態の換気装置は、室内1の天井裏2に設置されており、本体3の下方に吸込口3aを有している。本体3の側面にはアダプタ4が設けられ、排気ダクト5を通して外壁などに設けられている排気口(図示せず)に接続されている。本体3内部には、モータとして、羽根7と羽根7を回転させるセンサレスブラシレスDCモータ8を備え、吸込口3aには、この吸込口3aを覆うルーバ9を備える。このルーバ9は室内の空気が通過する通気口を有している。また、センサレスブラシレスDCモータ8を駆動する制御回路10は、換気装置の本体3の内部に配置されている。そして、リモコン装置11(電源入/切スイッチ11a、ファンノッチ設定スイッチ11bを一体にして構成したスイッチ)は室内の壁に配置され、制御回路10と接続されている。
As shown in FIG. 1, the ventilator of the present embodiment is installed in the
図2は、換気装置の本体3の制御回路10の構成を示したブロック図である。図2において、商用電源12から供給される交流電圧は、交直変換回路13にて直流変換した後、直流電圧可変手段14が後述する方法で所望の直流電圧を生成する。生成された直流電圧は平滑コンデンサ16にて平滑化し、インバータ回路17に印加される。インバータ回路17は6個のスイッチング素子を順番に導通させ、センサレスブラシレスDCモータ8を駆動している。センサレスブラシレスDCモータ8は巻線を巻装した固定子118と磁石を備えた回転子19からなる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
また、インバータ回路17の各相の下段と負電位側の間には、相ごとにシャント抵抗20が挿入されている。このシャント抵抗20に流れる電流により発生するシャント抵抗20の両端の電位差を増幅部21で増幅する。この増幅部21の出力から、電流検出部22は、センサレスブラシレスDCモータ8に流れる各相の電流を検出する。回転検出部23は、この電流検出部22で検出された電流に基づいてセンサレスブラシレスDCモータ8の回転数と位置を算出する。
A
風量演算部24は、後述する目標風量Qsに対して、電流検出部22で検出された電流と、回転検出部23で検出した回転数に基づいて算出した風量に対して比較し、高いか低いかを判断する。
The air
目標風量指示部25は、ファンノッチ設定スイッチ11bの設定に対応して、目標風量Qsを決定する。そして、目標風量指示部25は、風量演算部24に目標風量Qsを伝達するとともに、直流電圧可変手段14、増幅率変更手段26に対して目標風量Qsを伝達する。直流電圧可変手段14は、この目標風量Qsに応じて、出力する直流電圧を変更する。
The target air
増幅率変更手段26は、目標風量指示部25が決定した目標風量Qsを入力し、この目標風量Qsの大きさに応じて所定の相の増幅部21の増幅率を変更する。
The amplification
詳しくは後述するが、速度制御部27は、風量演算部24が出力する現在の出力風量Qnと目標風量Qsの比較結果に基づいて、インバータ回路17に対してデューティを出力して、センサレスブラシレスDCモータ8の回転数を制御する。
As will be described in detail later, the
このようにして、センサレスブラシレスDCモータ8は、回転数を可変させて必要な風量を出力する。
In this way, the sensorless
以下、図3を用いて、本実施の形態の換気装置の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the ventilation device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
使用者が、換気装置を運転するためにリモコン装置11を操作して換気装置の本体3に電源を投入し、ファンノッチ設定スイッチ11bを例えば弱ノッチに設定する。そうすると、制御回路10に電源が印加されるとともに、目標風量指示部25はファンノッチ設定スイッチ11bの設定「弱ノッチ」に従って、弱ノッチに対応する目標風量Qsを決定する。この目標風量Qsの決定方法は、メモリに記憶されたテーブルを参照して決定してもよいし、予め設定された算出式に基づいたものでもよい。この目標風量Qsは、風量演算部24、直流電圧可変手段14、増幅率変更手段26に伝達される。
A user operates the
直流電圧可変手段14は、出力する直流電圧を入力された目標風量Qsに応じて変更する。 The DC voltage varying means 14 changes the DC voltage to be output according to the inputted target air volume Qs.
ここで、直流電圧可変手段14によって出力される電圧は、弱ノッチの場合に出力する最大デューティ(例えば、95%)の場合に、所定の目標風量を満足できる出力電圧となるように設定している。これにより、モータの巻線に流れる電流が増加することになり、風量演算部24が認識する電流値が増加する。
Here, the voltage output by the DC voltage varying means 14 is set so as to be an output voltage that can satisfy a predetermined target air volume in the case of a maximum duty (for example, 95%) output in the case of a weak notch. Yes. Thereby, the electric current which flows into the winding of a motor will increase, and the electric current value which the air
目標風量Qsが決定されると、目標風量Qsに従って3相のうちいずれか1相の増幅率を増幅率変更手段26で変更する。速度制御部27は、風量演算部24が出力する現在の出力風量と目標風量Qsの比較結果に基づいて、インバータ回路17にデューティを出力する。
When the target air volume Qs is determined, the amplification factor of any one of the three phases is changed by the amplification factor changing means 26 according to the target air volume Qs. The
インバータ回路17にデューティを出力すると、6個のスイッチング素子を順番に導通させ、センサレスブラシレスDCモータ8を駆動する。センサレスブラシレスDCモータ8が駆動するとシャント抵抗20に電流が流れる。増幅部21は、各シャント抵抗20の両端の電位差を増幅する。電流検出部22では、増幅した各シャント抵抗20の両端の電位差を検出し、この電位差をもとにモータ巻線に流れる電流(巻線電流)を相ごとに検出する。検出された巻線電流のうち、2相分を回転検出部23に入力する。詳しくは後述するが、残りの1相分の巻線電流は、風量演算部24に入力する。回転検出部23では2相分の巻線電流からセンサレスブラシレスDCモータ8の回転数と位置を算出する。
When the duty is output to the
次に、風量演算部24では、電流検出部22で検出された1相分の電流値と回転検出部23によって検出された回転数から現在の出力風量Qnを算出する。そして、風量演算部24は、算出された出力風量Qnと目標風量Qsとを比較する。出力風量Qnが目標風量Qsに対して小さい場合は、風量演算部24は速度制御部27にデューティを大きく出力する指示を行う。出力風量Qnが目標風量Qsに対して大きい場合は、風量演算部24は速度制御部27にデューティを小さく出力する指示を行って、出力風量Qnと目標風量Qsとの偏差を小さくするように制御することとなる。
Next, the air
ここで、出力風量Qnが定格風量に対して十分小さい場合、シャント抵抗20に流れる電流が小さく、電流検出部22では、巻線電流に流れる電流を正確に検出し難くなる。そこで、目標風量Qsが所定の風量Qaよりも小さい場合には、増幅率変更手段26は、風量演算部24に入力する電流値を検出するための増幅部21の増幅率を上げる処理を行なう。所定の風量Qaは、予め記憶された風量の値である。このQaは、定格風量に対して十分小さく、増幅率を切り替えて検出しないと電流検出部22で正確な巻線電流の検出ができなくなるような値を設定しておく。
Here, when the output air volume Qn is sufficiently small with respect to the rated air volume, the current flowing through the
以上のように構成した換気装置は、センサレスブラシレスDCモータ8に流れる電流をインバータ回路17の各相の下段と負電位側の間に相ごとにシャント抵抗20を挿入し、シャント抵抗20に流れる電流を検出することにより精度よく巻線電流を検出することができる。
In the ventilator configured as described above, the current flowing through the sensorless
また、目標風量Qsに応じて、直流電圧可変手段14によって出力する直流電圧を変更する。特に、小風量の場合には、出力する直流電圧を小さくして、センサレスブラシレスDCモータ8の巻線に流れる電流を増加させる。このようにして、風量演算部24が認識する電流値を増加させて、認識誤差を少なくすることにより、正確にモータ巻線の電流を検出するため、換気風量を常に一定に保つことができる。
Further, the DC voltage output by the DC voltage varying means 14 is changed according to the target air volume Qs. In particular, in the case of a small air volume, the output DC voltage is reduced to increase the current flowing through the winding of the sensorless
また、各相のうちいずれか1相の増幅率を増幅率変更手段26で変更することで巻線電流を正確に検出することができる。従って、DCモータの特徴を生かした小さい風量から大きい風量までの換気を一つの本体でできる。
Further, the winding current can be accurately detected by changing the amplification factor of any one of the phases by the amplification
また、本実施の形態では、増幅率変更手段26は、目標風量Qsに対応して増幅率を切り替える構成としたが、電流検出部22が検出した電流値に基づいて増幅率を切り替えてもよい。
Further, in the present embodiment, the amplification
また、本実施の形態では、センサレスブラシレスDCモータ8を用いて構成したが、増幅率を切り替える増幅率変更手段26は、固定子18に対する回転子19の相対的位置を磁気センサの出力を利用して位置検出をしているブラシレスDCモータに適用することも可能である。すなわち、シャント抵抗20をどれか1相に接続し、増幅率変更手段26は、そのシャント抵抗20の両端の電位差を増幅する増幅部21の増幅率を切り替える構成においても効果は同じである。
In this embodiment, the sensorless
また、目標風量指示部25は、リモコン装置11で設定したノッチを入力としているが、本体内にスイッチを設け、そのスイッチで設定したノッチを入力としてもよい。
Further, although the target air
本発明にかかる建物に取り付けられる換気装置は、ダクト抵抗、外風圧に拘わりなく所定の時間内で風量が得られる製品のおいて広く有用である。 The ventilation device attached to a building according to the present invention is widely useful in products that can obtain an air volume within a predetermined time regardless of duct resistance and external wind pressure.
1 室内
2 天井裏
3 本体
4 アダプタ
5 排気ダクト
7 羽根
8 センサレスブラシレスDCモータ
9 ルーバ
10 制御回路
11 リモコン装置
11a 電源入/切スイッチ
11b ファンノッチ設定スイッチ
12 商用電源
13 交直変換回路
14 直流電圧可変手段
15 電源回路
16 平滑コンデンサ
17 インバータ回路
18 固定子
19 回転子
20 シャント抵抗
21 増幅部
22 電流検出部
23 回転検出部
24 風量演算部
25 目標風量指示部
26 増幅率変更手段
27 速度制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
この換気装置内部には、
羽根を駆動するモータと、
このモータを制御する制御回路を備え、
この制御回路内部には、
上段と下段からなり、相反するON/OFF動作を行う2つのスイッチング素子を直流電圧に直列に接続して成る三つのアームを三相ブリッジ状に結線し、三相PWM方式の電圧を前記モータに印加するインバータ回路と、
このインバータ回路に商用電源を整流平滑した後に所望の直流電圧を生成する直流電圧可変手段を具備した電源回路と、
このインバータ回路の各相の下段と負電位側の間に相ごとに挿入したシャント抵抗と、
このシャント抵抗の端子間電圧を増幅する増幅部と、
この増幅部の出力からモータに流れる各相の電流を検出する電流検出部と、
この電流検出部で検出された電流に基づいてモータの回転数と位置を算出する回転検出部と、
目標風量を指示する目標風量指示部と、
前記電流検出部で検出した各相の電流値のうちいずれか1相の電流値と、前記回転検出部が算出した回転数とを入力して現在の出力風量を算出し、算出された前記出力風量と前記目標風量とを比較する風量演算部と、
前記風量演算部の比較結果に基づいて、前記インバータ回路に対して、デューティを可変させて前記モータの回転数を制御する速度制御部を備え、
前記直流電圧可変手段は、前記目標風量指示部が指示する目標風量に応じて出力する直流電圧を可変する換気装置。 A ventilation device with variable air volume,
Inside this ventilator,
A motor for driving the blades;
A control circuit for controlling this motor is provided,
In this control circuit,
Three arms consisting of an upper stage and a lower stage and two switching elements that perform opposite ON / OFF operations connected in series to a DC voltage are connected in a three-phase bridge shape, and a three-phase PWM voltage is applied to the motor. An inverter circuit to be applied;
A power supply circuit comprising a DC voltage variable means for generating a desired DC voltage after rectifying and smoothing a commercial power supply in the inverter circuit;
A shunt resistor inserted for each phase between the lower stage of each phase of the inverter circuit and the negative potential side;
An amplifier for amplifying the voltage across the terminals of the shunt resistor;
A current detector for detecting the current of each phase flowing from the output of the amplifier to the motor;
A rotation detector that calculates the rotational speed and position of the motor based on the current detected by the current detector;
A target air volume instruction section for instructing the target air volume;
The current output air volume is calculated by inputting the current value of any one phase among the current values of each phase detected by the current detection unit and the rotation speed calculated by the rotation detection unit, and the calculated output An air volume calculating unit for comparing the air volume with the target air volume ;
Based on the comparison result of the air volume calculation unit, the inverter circuit includes a speed control unit that controls the rotational speed of the motor by varying the duty.
The DC voltage varying means is a ventilator that varies a DC voltage output in accordance with a target air volume indicated by the target air volume indicating unit.
この増幅率変更手段は、前記目標風量に基づいて前記増幅部の増幅率を切り替える請求項1記載の換気装置。 The control circuit includes amplification factor changing means for changing the amplification factor of the amplification unit,
The amplification factor changing unit ventilator of claim 1, wherein switching the amplification factor of the front Symbol amplifying unit based on the target air amount.
この増幅率変更手段は、前記電流検出部が検出する電流に基づいて前記増幅部の増幅率を切り替える請求項1記載の換気装置。 The control circuit includes amplification factor changing means for changing the amplification factor of the amplification unit,
The amplification factor changing unit ventilator of claim 1, wherein switching the amplification factor of the front Symbol amplifying section based on the current the current detection section detects.
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