JP2002165477A

JP2002165477A - インバータ装置および送風装置

Info

Publication number: JP2002165477A
Application number: JP2000354421A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Sasamoto; 洋介篠本; Mamoru Kawakubo; 守川久保; Hideharu Ono; 比出晴小野; Koji Kumagai; 浩治熊谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-06-07
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: JP3738685B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易なアルゴリズムにて風量演算を行い風量
を一定に制御するインバータ装置を得る。【解決手段】ファンを駆動するＤＣブラシレスモータ
に流れる電流を検出する電流検出部と、前記ＤＣブラシ
レスモータの回転数を検出する回転数検出部と、検出さ
れた電流および回転数に基づいて前記ファンに発生する
風量を演算する風量演算部と、を備え、前記風量演算部
にて演算された風量を用いて前記ファンの風量が一定に
なるように前記ＤＣブラシレスモータを速度制御するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍・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扇などの
送風装置の風量制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、例えば特開平５−１４６１８
９号公報に示された従来のＤＣファンモータの制御ブロ
ック図である。図において、１０１はＤＣモータ１０２
を搭載したＤＣファンモータであり、ＤＣモータ１０２
は通電を制御する制御手段１０３によって回転を制御さ
れ、ＤＣモータ１０２の回転数を回転数検出手段１０４
で検出している。また、１０７は強、中、弱などのＤＣ
ファンモータ１０１の運転風量を指示する風量指示手段
であり、強、中、弱のそれぞれの運転風量を実現するた
めの、ＤＣモータ１０２の各印加電圧に対する必要回転
数を記憶手段１０６に記憶している。１０５は電圧制御
手段であり、指示された風量に対応した印加電圧に対す
る回転数を記憶手段１０６より参照し、風量に応じた回
転数でＤＣモータ１０２が動作するよう印加電圧を制御
するものである。

【０００３】特開平５−１４６１８９号公報に示される
従来の技術によれば、ある印加電圧でＤＣモータ１０２
を動作させ、その回転数を検出する。静圧が高いために
目標とする風量が出ていなければ、その条件下では必要
風量における条件下よりも回転数が高くなるため、検出
した回転数によって、目標風量に対し出力している風量
の大小関係がわかり、印加電圧を制御することによって
風量を一定に制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平５−１４６１８
９号公報に示されている従来の技術では、風量推定にお
いて、印加電圧における回転数を予め計測しておき、そ
れらを開ループとして制御することになる。すなわち、
風量はモータの軸トルクによって決定しており、モータ
の発熱によって印加電圧に対する軸トルクは変化した
り、印加電圧と相電流の位相差によっても変化したりす
るが、変化時の電圧情報がフィードバックされない開ル
ープ制御となっている。

【０００５】さらに、モータとしてＤＣブラシレスモー
タを採用した場合、通電位相の進み角によっても軸トル
クが変化し、軸トルクが変化すると風量も変化するた
め、回転数やモータの軸トルクに応じて、モータ印加電
圧における位相の進み角度も制御した方が良い。この通
電位相の進み角によっても軸トルクが変化するので、印
加電圧をフィードバックして制御した方がよいが、従来
技術では、電圧情報がフィードバックされておらず、風
量を推定する為に検出した回転数に対する補正が必要と
なっていた。

【０００６】また、ＤＣブラシレスモータの場合、磁石
によるコギングトルクからトルクリップルが発生し、そ
のトルクリップルのため騒音が発生してしまう。そこ
で、トルクリップルを抑制するため、モータに流れる電
流を正弦波状にすることでトルクリップルを抑制し騒音
を低減させることが可能となるが、正弦波駆動する場
合、モータの誘起電圧位相が通電位相に対し変化しやす
く、上述の開ループ制御では風量を一定に制御するため
には複雑な補正計算を必要とする。

【０００７】本発明は上記の課題を解決するために鑑み
られたもので、簡単な構成で風量を確実に推定できるイ
ンバータ装置や送風装置を提供するものである。また、
風量の演算精度が高く信頼性の高いインバータ装置や送
風装置を提供するものである。また、温度などの変化要
因に対してモータの発生トルクを適性な値で検出するこ
のできるインバータ装置や送風装置を提供するものであ
る。

【０００８】また、通電位相によってモータの電流情報
は変化してしまうが、通電位相も適正に制御することに
よって、いかなる負荷条件に対してもモータの電流を検
出することによって発生トルクを検出できるインバータ
制御装置や送風装置を提供するもである。また、本発明
は、単一的な制御アルゴリズムで風量一定に動作させる
ことのできるインバータ制御装置や送風装置を提供する
もである。

【０００９】

【課題を解決する手段】本発明の請求項１に係わるイン
バータ装置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータ
に流れる電流を検出する電流検出部と、ＤＣブラシレス
モータの回転数を検出する回転数検出部と、検出された
電流および回転数に基づいてファンに発生する風量を演
算する風量演算部と、を備え、風量演算部にて演算され
た風量を用いてファンの風量が一定になるようにＤＣブ
ラシレスモータを速度制御するようにしたものである。

【００１０】本発明の請求項２に係わるインバータ装置
は、ＤＣブラシレスモータを駆動するインバータと、イ
ンバータを正弦波駆動する制御手段と、を備えたもので
ある。

【００１１】本発明の請求項３に係わるインバータ装置
は、ステータおよびロータから構成されるＤＣブラシレ
スモータにより駆動されるファンの風量を演算する風量
演算部と、風量演算部よりの回転数情報に基づいてステ
ータへの通電角度に対するロータの進み角度を算出し進
み角度を制御しつつファンの回転数を制御する速度制御
部と、を備え、ファンの風量が一定になるように進み角
度を制御するようにしたものである。

【００１２】本発明の請求項４に係わるインバータ装置
は、ＤＣブラシレスモータを駆動するインバータと、イ
ンバータに入力される直流電圧を検出する電圧検出部
と、電圧検出部にて検出された直流電圧に基づいてＤＣ
ブラシレスモータを速度制御する速度制御部と、を備え
たものである。

【００１３】本発明の請求項５に係わるインバータ装置
は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータに流れる電
流を検出する電流検出部と、ＤＣブラシレスモータの回
転数を検出する回転数検出部と、検出された電流および
回転数に基づいてファンに発生する風量を演算する風量
演算部と、を備え、（風量／回転数）が（電流／（回転
数）²）の関数であることを利用して風量を演算するよ
うにしたものである。

【００１４】本発明の請求項６に係わるインバータ装置
は、（風量／回転数）と（電流／（回転数）²）の関係
を表す関数を複数の近似式によって近似し、電流と回転
数の検出値に応じて複数の近似式を切り替えることによ
って風量を演算するようにしたものである。

【００１５】本発明の請求項７に係わるインバータ装置
は、（風量／回転数）と（電流／（回転数）²）の関係
を表す関数を複数の近似式によって近似して、電流と回
転数の検出値から近似式によって仮風量を演算し、仮風
量の演算に使用した近似式の使用風量範囲内に仮風量の
演算値が存在する場合には仮風量の演算値を風量とし、
仮風量の演算に使用した近似式の使用風量範囲外に仮風
量の演算値が存在する場合には近似式を別の近似式に切
り替えて風量を演算するようにしたものである。

【００１６】本発明の請求項８に係わるインバータ装置
は、（風量／回転数）と（電流／（回転数）²）の関係
を表す関数を記憶する記憶手段を備え、電流と回転数の
検出値に応じて記憶手段に記憶された関数を読み出して
風量を演算するようにしたものである。

【００１７】本発明の請求項９に係わるインバータ装置
は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータに流れる電
流を検出する電流検出部と、ＤＣブラシレスモータの回
転数を検出する回転数検出部と、予め複数の回転数ごと
に関連付けられて設定された複数の電流値を記憶する記
憶手段と、検出された電流値に応じて記憶手段に記憶さ
れた複数の回転数を目標回転数として出力する風量演算
部と、検出された回転数が目標回転数に一致するように
回転数を制御する速度制御部と、を備え、ファンの回転
数が目標回転数になるように回転数を段階的に変更する
ことによってファンの風量を略一定になるように速度制
御するようにしたものである。

【００１８】本発明の請求項１０に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータに流れる
電流を検出する電流検出部と、予めＰＷＭ信号の複数の
ｄｕｔｙ比と関連付けられて設定された複数の電流値を
記憶する記憶手段と、検出された電流値に応じて記憶手
段に記憶された複数のｄｕｔｙ比を目標ｄｕｔｙ比とし
て出力する風量演算部と、目標ｄｕｔｙ比に基づいてｄ
ｕｔｙ比を変更する速度制御部と、を備え、ｄｕｔｙ比
が目標ｄｕｔｙ比になるようにｄｕｔｙ比を段階的に変
更することによってファンの風量が略一定になるように
速度制御するようにしたものである。

【００１９】本発明の請求項１１に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータの回転数
を検出する回転数検出部と、予めＰＷＭ信号の複数のｄ
ｕｔｙ比と関連付けられて設定された複数の回転数を記
憶する記憶手段と、検出された回転数に応じて記憶手段
に記憶された複数のｄｕｔｙ比を目標ｄｕｔｙ比として
出力する風量演算部と、目標ｄｕｔｙ比に基づいてｄｕ
ｔｙ比を変更する速度制御部と、を備え、ｄｕｔｙ比が
目標ｄｕｔｙ比になるようにｄｕｔｙ比を段階的に変更
することによってファンの風量を略一定になるように速
度制御するようにしたものである。

【００２０】本発明の請求項１２に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータの回転数
あるいはＤＣブラシレスモータに流れる電流値あるいは
ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比のうちの少なくとも１つを使用
してファンの風量を演算する風量演算方法を複数記憶す
る風量演算部と、複数の風量演算方法の中から１つの風
量演算方法を選択して切り替える風量演算切り替え部
と、を備え、回転数あるいは電流値あるいはｄｕｔｙ比
のうちの少なくとも１つの値に応じて風量演算切り替え
部により選択された風量演算方法を風量演算部より呼び
出して風量を演算するようにしたものである。

【００２１】本発明の請求項１３に係わるインバータ装
置は、複数の風量演算方法を切り替えることによってフ
ァンの風量が略一定になるように制御するようにしたも
のである。

【００２２】本発明の請求項１４に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータの回転数
を検出する回転数検出部と、ファンの風量を演算する風
量演算部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を制御する
速度制御部と、を備え、検出された回転数が予め設定さ
れている回転数になるまでは風量演算部による風量の演
算は行わずに速度制御部のみでファンの風量を制御する
ようにしたものである。

【００２３】本発明の請求項１５に係わるインバータ装
置は、目標回転数に下限値を設けたものである。

【００２４】本発明の請求項１６に係わるインバータ装
置は、目標ｄｕｔｙ比に下限値を設けたものである。

【００２５】本発明の請求項１７に係わるインバータ装
置は、インバータの入力あるいは出力の直流電流を検出
する電流検出部と、検出した電流値をもとに目標風量を
演算を行う風量演算部と、風量演算部により出力された
目標風量になるようにモータの回転数を制御する速度制
御部と、を備え、速度制御部よりの信号に電流検出器に
よって検出された電流値を風量演算部にフィードバック
することによって相電流実効値に換算し、換算した相電
流実効値を使用して風量演算を行うようにしたものであ
る。

【００２６】本発明の請求項１８に係わるインバータ装
置は、ＤＣブラシレスモータのトルク情報を含む相電流
を検出する電流検出部と、検出した相電流値を使用して
風量演算を行う風量演算部と、を備えたものである。

【００２７】本発明の請求項１９に係わる送風装置は、
請求項１乃至請求項１８のインバータ装置によって風量
を制御するようにしたものである。

【００２８】本発明の請求項２０に係わる送風装置は、
ＤＣブラシレスモータに接続されたファンと、ＤＣブラ
シレスモータに流れる電流を検出する電流検出部と、Ｄ
Ｃブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部
と、検出された電流および回転数に基づいてファンに発
生する目標風量を演算する風量演算部と、を備え、ファ
ンの風量が風量演算部にて演算された目標風量になるよ
うにＤＣブラシレスモータを速度制御するようにしたも
のである。

【００２９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１を示す回路ブロック図である。図１におい
て、１は交流電源、２は交流電源１の交流を直流に変換
する交直変換回路、３は交直変換回路２の出力の直流電
圧を平滑するコンデンサ、４はモータ、５はコンデンサ
３の直流電圧をモータへ印加するスイッチング回路から
なるインバータ、６はインバータから出力される直流電
流を検出する電流検出器、７はモータ４の回転子の位置
および速度を検出する位置センサであり、モータ４と一
体で構成されている。１０はインバータ５を制御する制
御手段、１１は位置センサ７の位置信号から回転数を検
出する回転数検出部、１２は電流検出器６からの信号か
らモータ４の電流を検出する電流検出部、１３は回転数
検出部１１と電流検出部１２からモータ４から出力され
る風量を演算する風量演算部、１４は風量演算部１３の
指令を受けモータ４を速度制御する速度制御部である。

【００３０】次に、図１の動作について説明する。交流
電源１からの交流電力を交直変換回路２にて交流から直
流に変換し、コンデンサ３にて平滑化する。コンデンサ
３の両端には、直流電圧が発生しており、電流検出器６
を介してインバータ５へ入力する。インバータ５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４を駆動する。モータ４に流れる電流は、インバ
ータ５、電流検出器６を介して流れるため、電流検出器
６の両端に誘起される電圧にて電流は検出される。

【００３１】また、位置センサ７は、モータ４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。この位置センサ７は、図１においては
３ヶの場合が記述されているが、モータ４の回転子位置
とモータ４の回転数を検出できれば、いくつでも良く、
１ヶでも構わない。また、回転子位置と回転数を検出で
きるように構成されていれば位置センサを用いなくとも
良い。

【００３２】位置センサ７からの信号により回転数検出
部１１では、モータ４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１３と速度制御部１４へ出
力される。また、風量演算部１３は、電流検出部１２に
て検出されたモータの電流値と回転数検出部１１にて検
出されたモータの回転数からモータ４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。

【００３３】図２に風量演算部１３の内部の制御ブロッ
ク図を示す。図において、１３ａは風量を演算する風量
演算部、１３ｂは目標回転数を算出する目標回転数算出
部である。図２に示したように、風量演算部１３では、
回転数検出部１１により検出された回転数と電流検出部
１２により検出された電流から風量演算部１３ａにて風
量を演算し、目標回転数算出部１３ｂ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４の動作の目標となる目標回転数を算出す
る。速度制御部１４は風量演算部１３にて算出された目
標回転数になるようにモータ４を速度制御する。したが
って、モータ４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
に制御することが可能となる。

【００３４】また、図３は速度制御部１４の回路構成を
表した図である。図において、１４ａは出力電圧算出
部、１４ｂは角度データ算出部、１４ｃはＰＷＭ生成部
部である。風量演算部１３にて算出された目標回転数と
回転数検出部１１にて検出された回転数が速度制御部１
４内の出力電圧算出部１４ａへ入力される。出力電圧算
出部１４ａでは、検出された回転数が風量演算部１３に
て算出された目標回転数となるような出力電圧を算出す
る。

【００３５】また、速度制御部１４内部では、角度デー
タ算出部１４ｂにて角度データも算出する。位置センサ
７にてモータ４の回転子の位置が検出されるので、角度
データ算出部１４ｂでは検出された回転子の位置に応じ
た角度を演算する。ここで、位置センサ７は電気角度６
０度毎の信号を出力するので、６０度より小さな分解能
の角度は演算から求める。例えば、位置センサ７の６０
度毎の信号間に角度算出の処理の回数で除算すれば、角
度算出処理１回での角度が求められる。これを順に加算
していくことでモータ４の位置角度を算出できる。

【００３６】さらに、角度データ算出部１４ｂでは、回
転数検出部１１にて検出された回転数に応じた進み位相
角度も算出する。ここで、図４は進み位相角度を説明す
るための説明図である。図において、横軸は電気角であ
り、角速度ｗと時間ｔの積で表されている。また、縦軸
はロータの磁石位置とステータの通電位置を表してお
り、ロータの磁石位置とステータの通電位置のずれ分の
電気角相当分をロータ磁石位置に対するステータ通電位
置の進み角度としている。

【００３７】モータ４がＤＣブラシレスモータの場合、
出力トルクはモータ４に流れる相電流に応じて決まり、
誘起電圧と相電流の位相差と電流実効値により出力トル
クが変化する。出力トルクが変化するとモータ４にて発
生する風量も変化してしまうため、誘起電圧と相電流の
位相差も制御することが望ましいが、誘起電圧と相電流
の位相差を制御するためには相電流を検出する部品が必
要となり高価となるので、従来は誘起電圧と相電流の位
相差は制御されていなかった。

【００３８】しかしながら、本発明では、風量を一定に
制御する目的のファンモータの場合はモータの負荷は既
知であり、またモータ４の回転数と出力トルクがほぼ一
意に決まることを利用して、簡易的に制御を実施してい
る。すなわち、予め回転数と位相差の関係を求めて記憶
させておき、その関係に基づいて制御することで等価的
に相電流の位相を制御して回転数を制御するようにして
いる。

【００３９】ここで、相電流を検出しない図１のような
回路構成の場合は、誘起電圧と相電流の位相差の関係を
推定できないので、誘起電圧とインバータ５の出力電圧
の位相差の関係を代替して使用すればよい。そうするこ
とによって、回転数に応じた出力電圧の位相を設定する
ことで、ほぼ誘起電圧と相電流の位相差を制御すること
ができ、回転数に応じた進み位相角度が求められる。

【００４０】モータ４の発生トルクを回転数に代替して
回転数に応じて進み位相角度を制御する進み位相角度制
御を行うことによって、モータ４にて発生する風量の演
算精度を向上させることができ、演算した風量に対する
補正を少なくすることができる。また、進み位相角度を
最も効率の良くなる（電流が小さくなる）最大効率角度
に設定しておくことで、モータ４を最も効率よく駆動す
ることが可能となる。従って、効率の良い状態で駆動す
ることができるため、モータ４の損失が減少し発熱量が
減少するので、温度等が変化した場合の風量への影響を
極力小さくでき、風量制御の精度を向上させることがで
きる。（たとえば温度が変化すると磁束および巻線抵抗
が変化するのでモータの出力が変わり風量も変化する
が、本発明では風量変化を極力小さくできる。）

【００４１】このような進み位相角度の制御方法は、フ
ァン負荷が既知であることから、概ね成り立つことを利
用している。但し、ファンモータの場合、回転方向に対
して順方向の風向および逆方向の風向の場合があるた
め、回転数と発生トルクは完全には一致しないが、ファ
ンの慣性モーメントが大きいため、インバータ５の出力
電圧を回転数に応じて変更することによって、ほぼ誘起
電圧と相電流の位相差を制御することができる。

【００４２】また、ファンモータとしてＤＣブラシレス
モータを搭載する場合は、磁石によるコギングトルクに
起因するトルクリップルでの騒音が発生するが、モータ
に流れる電流を正弦波状（正弦波電流駆動）にすること
によって、トルクリップルを抑制することができトルク
リップルによる騒音を低減することができる。

【００４３】このような正弦波電流駆動の場合、進み位
相角度の影響が大きいので、進み位相角度によってモー
タ４の発生トルクが大きく変化してしまう。そのため、
風量を制御し正弦波駆動するインバータにおいて、回転
数に応じて進み位相角度の制御を行うことで、風量演算
値に対して補正を加えることなく制御することができる
ので、簡易な制御アルゴリズムで風量を一定に制御する
ことができ、しかもインバータの正弦波電流駆動が可能
となるためトルクリップルによる騒音も低減できる。

【００４４】以上のように、速度制御部１４について説
明してきたが、何も上述のように構成しなければならな
いというわけではなく、モータ４を速度制御する速度制
御部に風量を一定にするような速度指令を入力して動作
させることのできる構成の速度制御部であれば良い。こ
のように速度制御部を構成することによって、従来の速
度制御されたＤＣモータのインバータを容易に風量制御
可能なインバータへ改良することができる。

【００４５】また、速度制御部が進み位相角度を回転数
に応じて制御する構成であれば更に良い。また、正弦波
にて駆動するインバータ５の場合は、進み位相角度の制
御を行う構成であれば良く、風量演算部１３にて風量を
一定に保つように算出された回転数にて速度制御部にて
速度制御するような簡易的な構成で風量一定制御が可能
なインバータ装置を提供することができる。

【００４６】実施の形態２．図５は、本発明の実施の形
態２を示す回路ブロック図である。図において、図１と
同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図５に
おいて、２０はインバータ制御装置、８はコンデンサ３
両端の直流電圧を検出する電圧検出器、１５は電圧検出
器８にて検出された直流電圧も使用してモータ４を速度
制御する速度制御部である。

【００４７】次に、図５の動作について説明する。位置
センサ７にてモータ４の回転子位置を検出し回転数検出
部１１にて回転数を検出する。また、電流検出器６から
の信号にてモータ４の電流を検出する。これらの検出さ
れた回転数と電流を用いて風量演算部１３にて風量を演
算し、風量を一定にするための目標回転数を算出する動
作は実施の形態１と同様である。

【００４８】速度制御部１５は実施の形態１で説明した
速度制御部１４と同様に、風量演算部１３にて算出され
た目標回転数に基づいて、モータ４の速度を制御する。
但し、本実施の形態では、図６に示すように出力電圧の
算出に直流電圧を利用している。図６は速度制御部１５
内の詳細を表す制御ブロック図である。図６において、
１５は速度制御部であり、出力電圧算出部１５ａ、角度
データ算出部１５ｂ、ＰＷＭ生成部１５ｃより構成され
ている。

【００４９】図６における速度制御部１５は図３におけ
る速度制御部１４と同様であり、風量演算部１３にて算
出された目標回転数と回転数検出部１１にて検出された
回転数が速度制御部１５内の出力電圧算出部１５ａへ入
力される。出力電圧算出部１５ａでは、検出された回転
数が風量演算部１３にて算出された目標回転数となるよ
うな出力電圧を算出する。

【００５０】また、速度制御部１５内部では、角度デー
タ算出部１５ｂにて角度データも算出する。位置センサ
７にてモータ４の回転子の位置が検出されるので、角度
データ算出部１５ｂでは検出された回転子の位置に応じ
た角度を演算する。ここで、位置センサ７は電気角度６
０度毎の信号を出力するので、６０度より小さな分解能
の角度は演算から求める。例えば、位置センサ７の６０
度毎の信号間に角度算出の処理の回数で除算すれば、角
度算出処理１回での角度が求められる。これを順に加算
していくことでモータ４の位置角度を算出できる。

【００５１】さらに、角度データ算出部１５ｂでは、回
転数検出部１１にて検出された回転数に応じた進み位相
角度も算出する。ＰＷＭ生成部１５ｃでは、モータ４に
印加するＰＷＭを生成する部分であり、例えば、正弦波
での駆動を行う場合、サインカーブの振り幅（片振幅）
が出力電圧算出部１５ａより出力されるので、出力電圧
算出部１５ａより出力される振り幅値と角度データ算出
部１５ｂにて算出される角度データとから正弦波を生成
し、生成された正弦波からＰＷＭ信号を生成する。

【００５２】ここで、図６ではＰＷＭ生成部１５ｃに入
力される指令値が図３の場合と異なっており、例えば、
正弦波駆動の場合、サインカーブの振り幅値となってい
る。この指令値は、インバータ５より出力される電圧値
を決めるのに使用しており、サインカーブの場合は、振
り幅値が０〜１の間で変化することでインバータ５によ
り出力される電圧を変化させる。

【００５３】ここで、インバータ５がＰＷＭにてモータ
４への印加電圧を制御している場合、ＰＷＭ生成が必要
とする振り幅の値は０〜１の間の値である。これは、Ｐ
ＷＭが時間平均の割合でオンｄｕｔｙを設定するためで
あり、出力電圧算出部からも０〜１の間の値が出力され
る。

【００５４】図６の出力電圧算出部１５ａでは、目標回
転数と位置センサ７にて検出された回転数とから電圧の
実行値を求め、この実行電圧を電圧検出器８にて検出さ
れた直流電圧で除算することによって、出力電圧となる
振り幅値を求める。すなわち検出された直流電圧に対す
る実行電圧の割合を振り幅値としている。図３の出力電
圧算出部１４ａの場合には、直流電圧を検出していない
ため、例えば予め実行電圧に相当する値として設定され
ている設定値との割合として出力するようにすればよ
い。

【００５５】交直変換回路２が、例えば図７に示すよう
な倍電圧整流回路の場合は、直流電圧は電源１の半周期
のリップルを持つ。図７は倍電圧整流回路の構成を表す
回路図である。図において、２は交直変換回路であり、
ダイオード２ａ、コンデンサ２ｂ、リアクタ２ｃなどの
受動部品のみで構成されている。倍電圧整流回路の場合
は、直流電圧に電圧リップルが存在すると、図３に示し
た速度制御部１４における出力電圧算出部１４ａでは、
目標回転数と検出回転数との差に変化が生じないため、
実行電圧としては変化せず、ＰＷＭ生成部１４ｃにおい
てもｄｕｔｙ比が変化しない。このため、直流電圧にリ
ップルがある場合、インバータ５からモータ４へ印加さ
れる電圧に直流電圧のリップルが重畳してしまい、回転
数変動を起こし騒音の要因となる可能性がある。

【００５６】そこで、図６のように検出された直流電圧
を出力電圧の算出時に使用して補正することにより、直
流電圧の持つリップル分を補償でき、インバータ５から
モータ４へ印加する電圧に対して、直流電圧のリップル
分を重畳させることなくモータ４を駆動することができ
る。したがって、直流電圧リップルによる騒音を低減で
きる。また、正弦波駆動にて騒音を低減させようとする
場合でも、正弦波での騒音低減効果に加えて更なる騒音
低減効果の得られるインバータが得られる。

【００５７】実施の形態３．図８は、本発明の実施の形
態３を表すブロック図である。図において、図５と同等
部分は同じ符号を付して説明は省略する。２０はモータ
２２を駆動するためのインバータ制御装置、２１はモー
タ２２の軸に接続されたファンである。

【００５８】インバータ制御装置２０はファン２１から
発生する風量を一定に制御するための制御装置である。
ファン２１にて発生する風量をＱとし、ファン２１の回
転数をＮｆ、ファン２１の軸動力をＬとすると、ＱはＮ
に比例し、Ｎｆの３乗にＬは比例する。すなわち、Ｑ∝
Ｎｆ、Ｌ∝Ｎｆ³で表される。これは、流体の相似則と
呼ばれる一般的に知られる定理である。

【００５９】また、モータ２２の回転数をＮとすると、
ファン２１の回転数Ｎｆとモータ２２の回転数Ｎは、軸
がぶれていない限り、同一となることから、Ｎｆ＝Ｎで
あることは明らかである。また、ファン２１とモータ２
２の軸がずれることは考えにくいので、モータ２２の軸
出力Ｐはファン２１の軸動力Ｌと同じと考えて良く、Ｐ
＝Ｌとなる。また、モータ２２の軸出力Ｐは、モータ２
２の回転数Ｎとモータ２２の出力トルクＴの乗算で求め
られる。すなわち、Ｐ＝Ｎ×Ｔで求められる。

【００６０】従って、上述の通りＰ＝Ｌであるので、フ
ァン２１の軸動力Ｌも、Ｌ＝Ｎ×Ｔで表される。また、
ＤＣモータの場合、出力トルクＴは相電流Ｉとトルク定
数Ｋｔの乗算で表されるため、Ｔ＝Ｋｔ×Ｉが成り立
つ。よって、ファン２１の軸動力Ｌは、Ｌ＝Ｋｔ×Ｎ×
Ｉと表すことができ、Ｎ＝Ｎｆ、Ｌ∝Ｎｆ³であること
からＫｔ×Ｎ×Ｉは、Ｎの３乗に比例するともいえる。

【００６１】以上よりＱ∝ＮＫｔ×Ｎ×Ｉ∝Ｎ³ の２式を導くことができる。

【００６２】上記２式より、ある圧損条件における比例
定数をＣｐ１、Ｋｐ１とすると、上記２つの比例関係式
よりＣｐ１＝Ｑ／ＮＫｐ１＝Ｎ×Ｉ／Ｎ³＝Ｉ／Ｎ² と表すことができる。

【００６３】ここで、風路などが変化して圧損条件が変
化すれば、上記の比例定数も変化するので、その場合に
おける定数を圧損条件ごとに定めれば、Ｃｐ２、Ｋｐ
２、……、Ｃｐｎ、Ｋｐｎとおくことができる。このよ
うに圧損条件が変化すればＣｐ、Ｋｐとも変化し、ある
圧損条件１から条件ｎまでのＣｐ、Ｋｐの定数の組み合
わせは図９に示すような軌跡を示す。図９は風量演算を
行うためのＣｐ−Ｋｐ特性を表す図である。図におい
て、横軸はＫｐ値、縦軸はＣｐ値を表している。

【００６４】図９に示したように圧損条件が変化した場
合に、Ｃｐ、Ｋｐ共に変化するが、これら２ヶの定数
（ＣｐとＫｐ）の関係は、図９に示したような関係を維
持しながら変化していることから、どんな圧損状態にお
いても図９に示される関係を用いればＣｐ、Ｋｐが一意
に決まり、圧力（静圧）によらず、回転数Ｎと電流Ｉか
ら風量Ｑを算出できることを示している。

【００６５】すなわち、ＮとＩがわかればＫｐが算出で
き、図９よりＣｐを求めることができる。このＣｐ値よ
り風量Ｑは、Ｑ＝Ｃｐ×Ｎで求めることができる。ま
た、ｆをＫｐの関数とすると、Ｃｐ＝ｆ（Ｋｐ）で表す
ことができるので、風量Ｑは、Ｑ＝Ｎ×ｆ（Ｉ／Ｎ²）
でも求めることができる。したがって、関数ｆを予め実
験などにより求めておけば、ＩとＮが分かれば風量Ｑを
求めることができる。

【００６６】また、図９のような関係は、圧力によらな
いことから、いかなる風路であっても成り立つが、ファ
ン形状やモータが異なれば図９に示す関数ｆが異なって
くる。ただし、ファン形状やモータに応じたＣｐとＫｐ
の関係を事前に把握しておくことによって、いかなるフ
ァン形状のものをいかなるモータで駆動し、いかなる風
路に取り付けられていたとしても、回転数Ｎと電流Ｉに
て風量Ｑを算出できる。

【００６７】上記のように、本発明によれば、圧損がい
かなる値であったとしても風量を推定できるので、風量
を一定に制御することができる。従って、本発明によれ
ば、圧損が変化しても風量センサ無しで風量を一定に制
御することのできるインバータ装置や送風装置を提供す
ることができる。

【００６８】次に、図９の関係から如何にして、Ｃｐと
Ｋｐとを求め、風量を制御するかを述べる。全領域にお
いてＣｐとＫｐが比例状態（1次式で表される）である
として比例制御ができれば良いが、図によれば、Ｃｐと
Ｋｐは比例状態になっているところもあるが、Ｋｐもし
くはＣｐが小さくなる領域においては、ＣｐとＫｐは比
例関係にはなっていない。この領域は、Ｃｐが小さくな
っている領域であることから、回転数Ｎに対して風量Ｑ
が少なすぎており、圧損が大きい領域であると考えられ
る。この領域においては、ＣｐとＫｐが比例関係（Ｑ∝
Ｉ／Ｎ）として制御すると、風量一定制御ができなくな
る。

【００６９】そこで、本実施の形態では、例えば、図１
０に示すように、図９で示したＫｐとＣｐを表す曲線
（関数ｆ）に対して、複数本の１次式で関数ｆを近似さ
せて、ＣｐとＫｐの関係を予め求めておくようにしてい
る。図１０は、風量演算を行うためのＣｐ−Ｋｐ特性を
表す図である。図において、横軸はＫｐ値、縦軸はＣｐ
値を表している。図においては、図９で示した関数ｆを
３つの直線（近似式１、近似式２、近似式３）で近似し
ている。

【００７０】このような近似式を予め求めておくことに
よって、ファン２１の風量Ｑを簡単に推定することがで
きるので、インバータ制御装置２０によって風量を一定
に制御することも簡単に行うことができる。また、本実
施の形態では、３つの近似式にて近似した例について説
明したが、いくつの近似式にて近似してもよく、多数の
近似式にて近似した方が近似精度が向上するので、信頼
性が向上する。

【００７１】次に、図１０に表された３つの近似式の説
明と風量の求め方について説明する。本実施の形態で
は、近似式１は、０切片となる１次近似式、近似式２は
一般的な１次近似式、近似式３は縦軸に並行となる近似
式の３つの近似式で近似している。この３つの近似式の
各々の定数をα、β、γ、λとすると以下のように表す
ことができる。

【００７２】近似式１Ｑ／Ｎ＝α×（Ｉ／Ｎ²）近似式２Ｑ／Ｎ＝β×（Ｉ／Ｎ²）＋γ 近似式３Ｑ／Ｎ＝λ

【００７３】以上のように近似式を設定し、近似式と近
似式が交差する点を各々の近似式の切り換えポイントと
して、各近似式の使用できるＫｐとＣｐの範囲を設定し
て風量Ｑを演算するようにしている。このような近似式
を利用して、風量を演算するのは、図５に示した風量演
算部１３である。図５における風量演算部１３での風量
Ｑの算出方法を図１１に示すフローチャートにて説明す
る。図１１は風量を算出するための近似式選定のフロー
チャート図である。

【００７４】図において、Ｓ−１は近似式１にて仮風量
（α×（Ｉ／Ｎ²））を計算するステップ、Ｓ−２はス
テップＳ−１にて求めた仮風量が近似式１と近似式２と
の交差点Ｙａ以上かどうかを判断するステップ、Ｓ−３
は近似式１にて風量を計算するステップ、Ｓ−４は近似
式２で仮風量（β×（Ｉ／Ｎ²）＋γ）を計算し近似式
２と近似式３との交差点Ｙｂ以上かどうかを判断するス
テップ、Ｓ−５は近似式２にて風量を計算するステッ
プ、Ｓ−６は近似式３にて風量を計算するステップであ
る。

【００７５】図において、Ｓ−１で、（α×（Ｉ／
Ｎ²））の近似式１にて、仮風量Ｑ／Ｎを算出する。そ
して図１０における近似式１と近似式２との交差点Ｙａ
よりも（α×（Ｉ／Ｎ²））が大きいかどうかをＳ−２
にて判定する。もし、（α×（Ｉ／Ｎ²））がＹａ以上
の場合は、Ｓ−３にて近似式１を利用して風量Ｑを算出
する（仮風量を風量としても良い）。もし、（α×（Ｉ
／Ｎ²））がＹａよりも小さい場合は、Ｓ−４にて仮風
量を近似式２を利用して（β×（Ｉ／Ｎ²）＋γ）で計
算した値と置きかえる。そして仮風量（β×（Ｉ／
Ｎ²）＋γ）がＹｂ以上ならば、Ｓ−５にて近似式２を
利用して風量Ｑを算出する。もし、（β×（Ｉ／Ｎ²）
＋γ）がＹｂよりも小さい場合、Ｓ−６にて、近似式３
を利用して風量Ｑを算出する。

【００７６】このようにして風量Ｑは図１、図２および
図５にて示した風量演算部１３にて演算され、演算され
た風量と目標としている風量が等しくなるような目標回
転数を算出し、目標回転数になるように速度制御部１４
あるいは１５にて速度制御することで風量を一定に制御
することが可能になる。

【００７７】また、図１０では複数の１次式（直線）で
近似させ、その近似させた複数の１次式の使用範囲を選
択して風量を演算し、風量が一定になるように制御して
いるが、なにも１次式でなくてもよく、２次式以上の高
次式で近似して風量制御しても良いが、１次式で近似し
た方が演算し易いため、制御も行いやすいので、本実施
の形態では１次式で近似するようにしている。

【００７８】さらに、図１０におけるＣｐとＫｐにおい
て、Ｃｐを横軸にＫｐを縦軸にしてＣｐとＫｐの関係を
表すと、単純な２次式で近似することができる。言い換
えると、風量Ｑを算出するために、Ｑを回転数Ｎと相電
流Ｉで表した近似式を平方根の関数で表すことで、風量
Ｑを求めることができるので、平方根関数から風量Ｑを
演算して風量制御できることも言うまでもない。

【００７９】また、近似式３は、縦軸に並行でＫｐが一
定であり、風量Ｑは回転数Ｎに対し比例関係となってい
る。そのため、目標風量によってはモータ４の回転数Ｎ
の上限を制限できるということも意味している。但し、
近似式３の領域では、圧損が大きく、モータ４をフルパ
ワーで動作させたとしても目標風量が出なくなる領域で
あるので、全閉時の静圧を抑制して風量を得たい場合、
この近似式３のλの値を変更することによって、全閉時
の静圧まで制御することが可能となる。

【００８０】更に、上述では近似式を使用して風量Ｑを
算出したが、風量演算部１３内部に記憶手段を設け、こ
の記憶手段に図９に示した関数ｆを予めを記憶させてお
き、この関数ｆを直接使用して風量Ｑを算出するように
しても、近似式を使用して求める場合と同様の効果が得
られることは言うまでもない。また、図９における関数
ｆをテーブル化して、回転数Ｎと電流Ｉの２次元パラメ
ータから風量Ｑが導けるようにしても近似式を利用して
風量Ｑを算出する方法と同様の効果が得られる。

【００８１】近似式の他に、前述のとおり、記憶手段を
風量演算部１３に設けるといった方策もあり、この場合
の動作の一例を図１２に示す。図１２は風量を演算する
方法の一例を表すフローチャート図である。図におい
て、Ｓ−１１はＫｐを算出するステップ、Ｓ−１２はＫ
ｐの値から記憶されている関数からＣｐの値を呼び出す
ステップ、Ｓ−１３は呼び出したＣｐの値を使用して風
量Ｑを演算するステップである。

【００８２】Ｓ−１１にて、まず検出された回転数と電
流とからＫｐを計算して算出する。この場合、演算して
もよいし、風量演算部１３内部の記憶手段に２次元のデ
ータテーブルとして持たせておいてもよい。次にＳ−１
２では算出されたＫｐの値からＣｐの値を求める。この
Ｃｐの値を求めるのに、記憶手段を利用する。Ｋｐ値と
Ｃｐ値は一対一に決まるので記憶手段に関係を表す関数
を記憶しておくか、あるいは２次元のデータテーブルと
して記憶しておけば良い。そして、Ｓ−１３にて、Ｃｐ
＝Ｑ／Ｎであることより、Ｃｐに回転数Ｎを乗算して風
量Ｑが求められる。

【００８３】図１２では、３つのステップ（Ｓ−１１、
Ｓ−１２、Ｓ−１３）にて風量Ｑを演算するようにして
いるが、回転数Ｎと電流Ｉとから直接風量Ｑを求められ
るように記憶しておいても良い。さらに、他の方法であ
ってもＫｐとＣｐとの関係から風量Ｑを求めるように構
成したとしても同等効果を有することは言うまでもな
い。

【００８４】さらに、ファンの形状やモータに応じて圧
損が変化しＫｐとＣｐの関係が変化するが、予め数種類
の関係式を記憶手段に持たせるようにして、外部入力な
どからどの関係式を使用するか選択できるようにしてお
けば、ファンの形状やモータの種類に応じて最適な関係
式を選定できるので、あらゆるファンやモータに対応可
能でしかも風量演算精度の高いインバータ制御装置や送
風装置が得られる。また、ファン用電子基板の標準化が
実現できるので、製造数量を増やすことができ、大量生
産に対応可能となる。しかも製造数量が増えるため低コ
ストで製造可能になり、低コストなインバータ制御装置
や送風装置が得られる。

【００８５】また、起動の瞬間は電流が流れておらず、
また、起動直後は回転数も低く、電流も小さいため、回
転数と電流の検出精度が悪いので、演算された風量精度
も悪く大きな誤差が発生する。この状態では、誤差が大
きいので目標風量に到達して風量一定の制御が行えるま
でにかなりの時間が経過するので、必要風量が得られず
使用者の操作性が低下する。しかしながら、本発明では
速度制御部を有しているため、起動直後（数秒〜１分以
内程度）は予め設定された回転数まで速度制御部のみで
加速させてから風量制御を行わせることで、起動性能を
向上させ、かつ、風量が一定になるまでの起動時間を短
縮することができる。そして、予め設定された回転数に
到達した後は、風量一定制御に移行するように構成する
ことで、安定した電流検出ができ、誤差の少ない風量の
演算が可能となり、精度の高い風量一定制御が行える。

【００８６】また、圧損が小さい状態やモータ４の順方
向に回るような外風がファン２１にかかっている場合、
風量を出力するためにそれほどモータの出力を必要とし
ない領域となる。このような領域においては、モータに
流れる電流が少なくなるので、速度制御部は回転数を低
下させる制御を行うため、必要以上に回転数が低下して
しまい、モータ４が停止してしまうことがある。モータ
４が停止してしまうと、故障と勘違いしてしまう可能性
があるので、その場合には、回転数に対し下限となる最
小回転数も設けておくことによって必要以上に回転数を
低下させすぎずに済み、モータ４が停止することをさけ
ることができる。

【００８７】以上のようにして、いかなる圧損条件でも
風量を一定に制御することができるため、吸い込み口や
吹き出し口の圧損が変化しても風量を一定に保てるの
で、風量設計をする手間と時間が短縮できる。また、ど
のような圧損条件でも風量を演算できる簡単なアルゴリ
ズムを有しており、複雑な補正を必要としないので、低
コストで風量演算時間の小さい信頼性の高い風量一定制
御可能なインバータ制御装置や送風装置を提供できる。

【００８８】さらには、全閉時（風量ゼロ）の静圧値ま
で制御できるインバータを得ることができる。また、簡
易な制御処理としたので制御処理用のＣＰＵを安価なも
のを使用でき、製品としての低コスト化も実現できる。
更には、風量センサを使用して風量制御する方法と同等
の風量制御を可能にし、かつ高価な風量センサを削減で
きるので、製品コストをより安価なものにすることが可
能である。

【００８９】また、起動直後から安定した一定風量制御
状態までの時間を短時間にすることができる。また、モ
ータの下限回転数を設けることによって必要以上にモー
タの回転数を低下させずに、モータが停止して故障と勘
違いされたり、風量がゼロになる事態を避けることがで
きる。

【００９０】また、上記のアルゴリズムでは、モータト
ルクを利用して風量を算出するため、モータトルク情報
が含まれる電流を検出しなければならないので、モータ
４の相電流を直接検出すればよいが、図１や図５に示し
た回路構成の場合、インバータ５側の直流電流を検出し
ており、この直流電流はモータ４の相電流とは厳密には
等しくならない。

【００９１】インバータ５がＰＷＭ制御を行っている
と、インバータ５側の直流電流はチョッパ電流となって
しまうため、モータ４の相電流と厳密には一致しない。
例えば、正弦波駆動の場合で、インバータ５の動作状態
が図１３に示すような動作状態だった場合を考えてみ
る。図１３はインバータのスイッチング動作状態と電流
の関係を表す図である。図において、横軸は時間を表
し、縦軸のＵ、Ｖ、ＷはＵ、Ｖ、Ｗ各相のスイッチ素子
のＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、Ｈｉ信号は上側の素子がＯ
Ｎ、Ｌｏ信号は下側の素子がＯＮする状態を示す。ま
た、Ｉｄｃは電流検出器６にて検出される直流電流を表
しており、モータへ流れ込む方向を正方向とした場合の
各相のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態により、−Ｉ
ｗ、Ｉｕ、０、Ｉｕ、−ＩｗとＰＷＭの１キャリア周期
内で変化する。

【００９２】そこで、電流検出器６で検出される電流を
例えばフィルタ等で平均化する。さらには、図１に示し
た速度制御部１４や図５に示した速度制御部１５からの
信号を利用して、平均化して検出した直流電流に補正を
加える。この補正を加えることによって、直流電流の平
均値から相電流の実効値を換算できる。

【００９３】モータ４がＤＣブラシレスモータの場合、
出力トルクはモータ４に流れる相電流に応じて決まり、
誘起電圧と相電流の位相差と電流実効値により出力トル
クが変化する。出力トルクが変化するとモータ４にて発
生する風量も変化してしまうため、誘起電圧と相電流の
位相差も制御することが望ましいが、誘起電圧と相電流
の位相差を制御するためには相電流を検出する部品が必
要となり高価となるので、従来は誘起電圧と相電流の位
相差は制御されていなかった。

【００９４】本実施の形態では、電流検出器６を利用す
ることによって、電流を検出して検出した電流をフィー
ドバックしてトルク情報を含む電流実効値を演算するよ
うにしてコストアップを最小限に抑えるようにしてい
る。このようにトルク情報を含む電流実効値を使用して
風量を制御するようにしているので、演算された風量の
補正を行わなくても良くなり、簡易なアルゴリズムであ
りながら短時間で風量の推定を可能にしている。

【００９５】また、温度等で変化するモータの定数に対
してもトルク情報を含む電流情報をフィードバック情報
として利用するため、複雑な温度補正をする必要がなく
なり、より簡易で精度の高い制御処理にてモータ４を駆
動することができる。さらには、簡易な制御処理とする
ことで制御処理用のＣＰＵを安価なものを使用でき、製
品としての低コスト化も実現できる。更には、風量セン
サを使用しなくても、風量センサを使用して風量制御す
る場合と同等の精度の高い風量制御を行うことができ
る。また、高価な風量センサを削減できるので、製品コ
ストをより安価なものにすることが可能である。

【００９６】また、相電流を直接検出するようにして
も、同等効果を有するのは言うまでもない。また、本発
明はモータの発生トルクから風量を演算しているため、
トルク情報が含まれる電流を検出すれば良く、いかなる
部分にて電流を検出してもトルクを推定することができ
れば同等効果を有することも言うまでもない。

【００９７】実施の形態４．風量演算方法として、実施
の形態３で説明したようなＫｐとＣｐを利用して風量を
一定に制御する方法もあるが、簡易的に風量を一定に制
御する簡易風量制御方法もあり、以下に説明する。本実
施の形態においては、図５に示した風量演算部１７は、
風量を演算するのではなく、予め設定された複数の回転
数のうちの１つを目標回転数として速度制御部１５へ出
力する。すなわち、電流検出部１２より検出された電流
が風量演算部１７へ出力され、この出力された電流値に
応じて、風量演算部１７は速度制御部１５へ目標回転数
を段階的に変化させて出力する。速度制御部１５は、そ
の目標回転数になるように速度制御を行う。

【００９８】例えば、３段階の回転数を予め設定した場
合、３段階のうち最も低い回転数を低速、最も高い回転
数を高速、中間の回転数を中速とする。この場合、この
３つの回転数にはそれぞれ基準となる電流値が関連付け
られて記憶されている。中速で動作させている際に、電
流検出器６にて検出された電流が予め設定された基準の
電流値より大きい場合、風量演算部１７は圧損が小さ
く、風量が多すぎると判断して、回転数を中速から低速
へ低下させる指令を速度制御部１５へ出力する。また、
低速状態で動作している際に、検出された電流が予め設
定された基準の電流値よりも小さい場合、圧損が大きく
風量が出ていないことを示すため、低速から中速へ切り
換える。

【００９９】ここで、設定速度を切り替えると回転数お
よび電流が変化する。回転数検出部１１により回転数を
検出し、その回転数に関連付けて記憶されている基準電
流値を読み出す。また、電流検出部１２により電流値を
検出し、検出した電流値を基準電流値と比較して上述し
たように基準電流値に対する大小関係により回転数を変
更するように指令を速度制御部１５へ出力する。同様に
検出した電流値と基準の電流値を比較して中速から高速
へ、高速から中速へと切り換えることで、簡易的に風量
を略一定に保つことができる。以上のような動作行った
場合の風量と静圧の関係（Ｑ−Ｈ特性）の一例は図１４
に示すようになる。

【０１００】図１４は風量と静圧の関係（Ｑ−Ｈ特性）
の一例を表す図である。図において、横軸は風量Ｑを表
し、縦軸は静圧Ｈを表している。本実施の形態では、上
述したように回転数を段階的に変更しているため、図１
４に示すように風量Ｑも段階的に変化している。しか
し、本実施の形態では実際の風量Ｑは段階的に変動する
が、目標風量に対しては略一定に制御されている。従っ
て、本実施の形態での風量制御は、完全なる風量一定制
御ではないので、風量をきめこまかく一定に制御する必
要な製品には適用しにくいが、風量を制御しようとする
範囲（制限）の広い製品（きめこまかく風量を一定に制
御する必要のない換気扇などの送風機など）であれば問
題なく適用できる。

【０１０１】また、本実施の形態の簡易風量制御は、風
量制御の範囲の広い製品への適用が可能であり、最大風
量の条件と最小風量の条件とでの回転数も電流も値が大
きく異なる製品に適用させる場合に対しても略一定風量
制御を提案できるインバータを提供することができ、ま
た、風量の制御精度を必要としない安価な製品に、安価
な風量制御方式を提案できるので、安価なインバータ制
御装置を得ることができる。

【０１０２】また、上記においては回転数を段階的に変
化させるような構成の簡易風量制御方法について説明し
たが、なにも回転数に限ったことではなく、例えば、速
度制御部１４もしくは１５の内部での出力電圧指令、言
い換えれば、ＰＷＭ生成部の振り幅値（ｄｕｔｙ比）を
段階的に変更するようにしても良い。図１５はｄｕｔｙ
比を段階的に変更させた場合のＱ−Ｈ特性図である。図
において、横軸は風量Ｑを表し、縦軸は静圧Ｈを表して
いる。ｄｕｔｙ比を段階的に変更させるようにしても、
図１５に示すようなＱ−Ｈ特性になり、図１４にて説明
したのと同等であり、風量を略一定に制御できる効果を
有している。この場合は、実施の形態１〜実施の形態３
で説明した図１や図５に示された回転数検出部１１が不
要になるので、コストの低減が図れる。

【０１０３】また、振り幅値（ｄｕｔｙ比）を段階的に
変化させる場合は、回転数を段階的に切り替えるための
判断基準に使用するのは、図１４にて説明したような電
流値でなくても良く、回転数を使用しても同等効果を有
する。すなわち、印加電圧一定であれば回転数の変化に
て圧損が推定でき、さらには風量を推定していることに
なるからである。また、この場合は、実施の形態１〜実
施の形態３で説明した図１や図５に示された電流検出部
１２が不要になるので、コストの低減が図れる。

【０１０４】また、本実施の形態では、回転数の切り替
えを大・中・小の３段階の場合について説明したが、何
も３段階に限ったことではなく、２段階でもよい。ま
た、４段階以上の他段階の方が風量一定の制御精度が向
上するので、実施の形態３で説明したＫｐとＣｐの関係
を使用した風量制御による風量一定制御に近づき、更な
る性能向上が得られるインバータ制御装置や送風装置が
提供できる。

【０１０５】実施の形態５．図１６は、本発明の実施の
形態５を示すブロック図である。図５と同等部分には同
一の符号を付して説明は省略する。図において、１６は
外部からの指令に応じて風量演算方法を切り換えるよう
に指示する風量演算切換部、１７は風量演算切換部１６
からの信号に応じた風量演算方法にて風量を演算する風
量演算部である。

【０１０６】ここで、風量演算切換部１６は外部からの
指令を受け、複数の風量演算方法のうちのどの風量演算
方法を使用するかを判断し切り替える。風量演算部１７
は、風量演算切換部１６にて選択された風量演算方法に
て風量を演算する。たとえば、風量演算方法としては、
実施の形態３で説明した風量演算方法や実施の形態４で
説明した風量演算方法などが考えられる。たとえば、実
施の形態３で説明した風量演算方法が選択された場合
は、風量演算部１７は実施の形態３で説明した風量演算
方法により風量を演算して目標回転数を出力し、速度制
御部１５は風量演算部１７にて算出された目標回転数に
て速度制御する。

【０１０７】ここで、実施の形態４で説明した多段階の
風量制御の場合は、幅広い風量制御に適用可能だが、最
大風量の条件と最小風量の条件とでは回転数も電流も値
が大きく変わる。したがって、最大風量条件で風量一定
制御の精度を高めるようにチューニングすると、最小風
量条件での誤差が大きく、その結果、出力される風量の
誤差も大きくなってしまう。そのため、最小風量条件で
は、演算による風量の誤差が大きくなる。

【０１０８】従って簡易風量制御のチューニングを最小
風量条件にしておくとよい。たとえば、目標風量が少な
い場合においては、回転数検出部１１により検出された
回転数が小さく、もしくは電流検出器６にて検出する電
流値が小さくなるので、実施の形態３で説明したＫｐと
Ｃｐの関係を利用して風量を制御する方法では演算精度
が悪くなるので、本実施の形態では風量演算切換部１６
にて目標風量が予め設定された風量より小さいと判断さ
れた場合に、簡易的風量制御へ切り替え、目標風量が予
め設定された風量以上の場合には実施の形態３で説明し
た風量演算方法にて風量を演算するようにすれば、演算
精度の良いインバータ制御装置や送風装置が得られる。
したがって、本実施の形態では、幅広い風量制御を行う
ことができるので、風量範囲の広い製品に対しても定風
量制御を提案でき、しかも最小風量条件で演算精度の高
い略風量一定制御が実現できるインバータ制御装置や送
風装置が得られる。

【０１０９】また、本実施の形態の風量制御可能なイン
バータを送風機に適用すれば、吸い込み口や吹き出し口
のゴミやほこりによる目詰まりなどから圧損が増加して
も風量を確保することができ、風量不足による製品性能
低下を抑制することができるようになる。

【０１１０】また、、上記では風量範囲の広い製品に対
しても定風量制御を提案できるインバータを提供するよ
う、風量が低い領域において、略一定の風量に制御する
ように構成したが、風量の精度を必要としないような用
途であれば、制御範囲全域にわたって上記のような略一
定の風量制御しても何ら問題はなく、その場合、演算負
荷が軽減され、安価に風量一定制御の可能なインバータ
制御装置や送風装置を提供できる。

【０１１１】また、本実施の形態の風量制御を換気扇に
適用することによって、高層マンション等の突風が吹き
込む場所に設置された場合でも、圧損の変化による風量
の変化がおこらず、換気量を常に一定に保つことが可能
な製品を提供することができる。また、ダクト管の長さ
によっても風量が変化しないため、工事業者の風量設計
の必要性がなくなり、作業性が向上する。

【０１１２】さらには、従来は必要風量分だけ製品ライ
ンナップをそろえていたが、外部指令によって風量を変
更できるので、１つのファン及び１つのモータを組み込
んだ製品を提供すればよくなるので、ファンやモータ、
制御装置などの標準化が推進でき、標準化による製品の
低コスト化を実現できる。さらに、スイッチを切り換え
るようにして風量設定値を変えることができるようにし
ておくことで、設置後に使用者が運転時の排気量に違和
感を感じた場合でも、スイッチ切換にて簡単に風量を変
更でき、設置後の交換を行わなくてもよくなり、サービ
ス性も向上する。

【０１１３】また、実施の形態１〜実施の形態５の適用
製品として換気扇などの送風装置について述べている
が、吸い込み口や吹き出し口の目詰まり等による性能悪
化が影響する製品であれば、上述と同等効果を有するこ
とは言うまでもなく、例えば、空気調和機や電気掃除
機、空気清浄機、除湿器、加湿器など空気を送り出す送
風装置を含む全ての製品に適用できることは言うまでも
ない。

【０１１４】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータに流れる
電流を検出する電流検出部と、ＤＣブラシレスモータの
回転数を検出する回転数検出部と、検出された電流およ
び回転数に基づいてファンに発生する風量を演算する風
量演算部と、を備え、風量演算部にて演算された風量を
用いてファンの風量が一定になるようにＤＣブラシレス
モータを速度制御するようにしたので、従来の速度制御
を行うインバータ装置に風量演算を行う風量演算部を後
付することによって容易に風量制御可能なインバータ装
置へ改良することが可能になる。

【０１１５】本発明の請求項２に係わるインバータ装置
は、ＤＣブラシレスモータを駆動するインバータと、イ
ンバータを正弦波駆動する制御手段と、を備えたので、
ファンモータとしてＤＣブラシレスモータを搭載した場
合においても、正弦波にて駆動することにより磁石によ
るコギングトルクに起因するトルクリップルでの騒音を
抑制するため、トルクリップルによる騒音を低減した定
風量インバータ装置を得ることができる。

【０１１６】本発明の請求項３に係わるインバータ装置
は、ステータおよびロータから構成されるＤＣブラシレ
スモータにより駆動されるファンの風量を演算する風量
演算部と、風量演算部よりの回転数情報に基づいてステ
ータの通電角度に対するロータの進み角度を算出し進み
角度を制御しつつファンの回転数を制御する速度制御部
と、を備え、ファンの風量が一定になるように進み角度
を制御するようにしたので、ファンの発生風量の演算精
度を向上させることができる。また、進み位相角度を最
大効率角度に設定すれば、モータ４を高効率に駆動で
き、省エネが実現できる。

【０１１７】本発明の請求項４に係わるインバータ装置
は、ＤＣブラシレスモータを駆動するインバータと、イ
ンバータに入力される直流電圧を検出する電圧検出部
と、電圧検出部にて検出された直流電圧に基づいてＤＣ
ブラシレスモータを速度制御する速度制御部と、を備え
たので、検出された直流電圧を出力電圧として使用する
ことにより、直流電圧の持つ電圧リップル分を補償で
き、電圧リップル分を重畳させることなくモータを駆動
することができ、直流電圧リップルによる騒音を低減す
ることができる。

【０１１８】本発明の請求項５に係わるインバータ装置
は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータに流れる電
流を検出する電流検出部と、ＤＣブラシレスモータの回
転数を検出する回転数検出部と、検出された電流および
回転数に基づいてファンに発生する風量を演算する風量
演算部と、を備え、（風量／回転数）が（電流／（回転
数）²）の関数であることを利用して風量を演算するよ
うにしたので、いかなる圧損条件でも簡易なアルゴリズ
ムにて風量を一定に制御することができ、吹き出し口や
吸い込み口の圧損によらず風量を一定に保て、風量設計
する手間を低減することができる。

【０１１９】本発明の請求項６に係わるインバータ装置
は、（風量／回転数）と（電流／（回転数）²）の関係
を表す関数を複数の近似式によって近似し、電流と回転
数の検出値に応じて複数の近似式を切り替えることによ
って風量を演算するようにしたので、簡単な近似式によ
って風量を演算するため演算時間が短縮でき、また簡易
なアルゴリズムでありながらいかなる圧損条件でも風量
を一定に制御することができ、吹き出し口や吸い込み口
の圧損によらず風量を一定に保つことができる。

【０１２０】本発明の請求項７に係わるインバータ装置
は、（風量／回転数）と（電流／（回転数）²）の関係
を表す関数を複数の近似式によって近似して、電流と回
転数の検出値から近似式によって仮風量を演算し、仮風
量の演算に使用した近似式の使用風量範囲内に仮風量の
演算値が存在する場合には仮風量の演算値を風量とし、
仮風量の演算に使用した近似式の使用風量範囲外に仮風
量の演算値が存在する場合には近似式を別の近似式に切
り替えて風量を演算するようにしたので、いかなる圧損
条件でも複雑な演算を必要としない簡易的な制御アルゴ
リズムにて風量を一定に制御することができる。さらに
は、全閉時の静圧値まで制御できるインバータを得るこ
とができる。

【０１２１】本発明の請求項８に係わるインバータ装置
は、（風量／回転数）と（電流／（回転数）²）の関係
を表す関数を記憶する記憶手段を備え、電流と回転数の
検出値に応じて記憶手段に記憶された関数を読み出して
風量を演算するようにしたので、いかなる圧損条件でも
風量を精度良く演算でき、複雑な演算を必要としない簡
易的な制御アルゴリズムにて風量を一定に制御すること
ができる。

【０１２２】本発明の請求項９に係わるインバータ装置
は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータに流れる電
流を検出する電流検出部と、ＤＣブラシレスモータの回
転数を検出する回転数検出部と、予め複数の回転数ごと
に関連付けられて設定された複数の電流値を記憶する記
憶手段と、検出された電流値に応じて記憶手段に記憶さ
れた複数の回転数を目標回転数として出力する風量演算
部と、検出された回転数が目標回転数に一致するように
回転数を制御する速度制御部と、を備え、ファンの回転
数が目標回転数になるように回転数を段階的に変更する
ことによってファンの風量を略一定になるように速度制
御するようにしたので、風量制御範囲の広く、最大風量
の条件と最小風量の条件とでの回転数も電流も値が大き
く異なる製品に適用させる場合に対しても定風量制御を
提案できるインバータを提供することができ、風量精度
を要求しない安価な製品にも適用が可能となる。

【０１２３】本発明の請求項１０に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータに流れる
電流を検出する電流検出部と、予めＰＷＭ信号の複数の
ｄｕｔｙ比と関連付けられて設定された複数の電流値を
記憶する記憶手段と、検出された電流値に応じて記憶手
段に記憶された複数のｄｕｔｙ比を目標ｄｕｔｙ比とし
て出力する風量演算部と、目標ｄｕｔｙ比に基づいてｄ
ｕｔｙ比を変更する速度制御部と、を備え、ｄｕｔｙ比
が目標ｄｕｔｙ比になるようにｄｕｔｙ比を段階的に変
更することによってファンの風量が略一定になるように
速度制御するようにしたので、回転数検出手段が不要で
あり、低コストなインバータ装置が得られる。また、風
量精度を要求しない安価な製品にも定風量制御を適用可
能とすることができる。

【０１２４】本発明の請求項１１に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータの回転数
を検出する回転数検出部と、予めＰＷＭ信号の複数のｄ
ｕｔｙ比と関連付けられて設定された複数の回転数を記
憶する記憶手段と、検出された回転数に応じて記憶手段
に記憶された複数のｄｕｔｙ比を目標ｄｕｔｙ比として
出力する風量演算部と、目標ｄｕｔｙ比に基づいてｄｕ
ｔｙ比を変更する速度制御部と、を備え、ｄｕｔｙ比が
目標ｄｕｔｙ比になるようにｄｕｔｙ比を段階的に変更
することによってファンの風量を略一定になるように速
度制御するようにしたので、電流検出手段が不要であ
り、低コストなインバータ装置が得られる。また、風量
精度を要求しない安価な製品にも定風量制御を適用可能
とすることができる。

【０１２５】本発明の請求項１２に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータの回転数
あるいはＤＣブラシレスモータに流れる電流値あるいは
ＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比のうちの少なくとも１つを使用
してファンの風量を演算する風量演算方法を複数記憶す
る風量演算部と、複数の風量演算方法の中から１つの風
量演算方法を選択して切り替える風量演算切り替え部
と、を備え、回転数あるいは電流値あるいはｄｕｔｙ比
のうちの少なくとも１つの値に応じて風量演算切り替え
部により選択された風量演算方法を風量演算部より呼び
出して風量を演算するようにしたので、最適な風量演算
方法を選択でき、風量演算精度が向上し信頼性の高いイ
ンバータ装置が得られる。

【０１２６】本発明の請求項１３に係わるインバータ装
置は、複数の風量演算方法を切り替えることによってフ
ァンの風量が略一定になるように制御するようにしたの
で、風量制御範囲が広くても風量制御に対する演算精度
の影響を小さくでき、製品の信頼性を向上させることが
できる。

【０１２７】本発明の請求項１４に係わるインバータ装
置は、ファンを駆動するＤＣブラシレスモータの回転数
を検出する回転数検出部と、ファンの風量を演算する風
量演算部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を制御する
速度制御部と、を備え、検出された回転数が予め設定さ
れている回転数になるまでは風量演算部による風量の演
算は行わずに速度制御部のみでファンの風量を制御する
ようにしたので、起動してから安定した定風量制御状態
になるまでの時間を短時間にすることができ、要求風量
が即時に得られるインバータ装置が得られる。

【０１２８】本発明の請求項１５に係わるインバータ装
置は、目標回転数に下限値を設けたので、必要以上にモ
ータの回転数を低下させずにすむため、モータが停止し
て故障と勘違いされる事態を避けることができる。

【０１２９】本発明の請求項１６に係わるインバータ装
置は、目標ｄｕｔｙ比に下限値を設けたので、必要以上
にモータの回転数を低下させずに、モータが停止して故
障と勘違いされる事態を避けることができる。

【０１３０】本発明の請求項１７に係わるインバータ装
置は、インバータの入力あるいは出力の直流電流を検出
する電流検出部と、検出した電流値をもとに目標風量を
演算を行う風量演算部と、風量演算部により出力された
目標風量になるようにモータの回転数を制御する速度制
御部と、を備え、速度制御部よりの信号に電流検出器に
よって検出された電流値を風量演算部にフィードバック
することによって相電流実効値に換算し、換算した相電
流実効値を使用して風量演算を行うようにしたので、コ
ストアップを最小限に抑えてながら電流によるフィード
バックを実現し、複雑な温度補正などの演算風量の補正
をなくし、簡易なアルゴリズムで風量を推定できるイン
バータ装置が得られる。

【０１３１】本発明の請求項１８に係わるインバータ装
置は、ＤＣブラシレスモータのトルク情報を含む相電流
を検出する電流検出部と、検出した相電流値を使用して
風量演算を行う風量演算部と、を備えたので、電流検出
における複雑な補正を行わずに風量演算ができ、風量演
算のための補正時間を短縮でき、簡易なアルゴリズムで
風量推定を行うことができる信頼性の高いインバータ装
置がえられる。

【０１３２】本発明の請求項１９に係わる送風装置は、
請求項１乃至請求項１８のインバータ装置によって風量
を制御するようにしたので、吸い込み口や吹き出し口の
ゴミやほこりによる圧損が増加しても風量を確保するこ
とができ、風量不足による製品性能低下を抑制すること
のできる送風装置を得ることができる。

【０１３３】本発明の請求項２０に係わる送風装置は、
ＤＣブラシレスモータに接続されたファンと、ＤＣブラ
シレスモータに流れる電流を検出する電流検出部と、Ｄ
Ｃブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部
と、検出された電流および回転数に基づいてファンに発
生する目標風量を演算する風量演算部と、を備え、ファ
ンの風量が風量演算部にて演算された目標風量になるよ
うにＤＣブラシレスモータを速度制御するようにしたの
で、たとえば換気扇に適用した場合、高層マンション等
の突風が吹き込む場所に設置された場合でも、圧損の変
化による風量の変化がおこらず、換気量を常に一定に保
つことが可能な製品を提供することができる。また、ダ
クト管の長さによっても風量が変化しないため、工事業
者の風量設計の必要性がなくなり、作業性が向上する。
さらには、製品の標準化が推進でき、標準化による製品
の低コスト化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す回路ブロック図
である。

【図２】本発明の実施の形態１を表す風量演算部の内
部の制御ブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態１の速度制御部の回路構
成を表した図である。

【図４】本発明の実施の形態１の進み位相角度を説明
するための図である。

【図５】本発明の実施の形態２を示す回路ブロック図
である。

【図６】本発明の実施の形態２の速度制御部を示す制
御ブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態２の倍電圧整流回路の構
成を表す回路図である。

【図８】本発明の実施の形態３を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態３のＣｐ−Ｋｐ特性を表
す図である。

【図１０】本発明の実施の形態３のＣｐ−Ｋｐ特性を
表す図である。

【図１１】本発明の実施の形態３の風量を演算するた
めの近似式選定のフローチャート図である。

【図１２】本発明の実施の形態３の風量を演算する方
法の一例を表すフローチャート図である。

【図１３】本発明の実施の形態３のインバータのスイ
ッチング動作状態と電流の関係を表す図である。

【図１４】本発明の実施の形態４の風量と静圧の関係
（Ｑ−Ｈ特性）の一例を表す図である。

【図１５】本発明の実施の形態４のｄｕｔｙ比を段階
的に変更させた場合のＱ−Ｈ特性図である。

【図１６】本発明の実施の形態５を示すブロック図で
ある。

【図１７】従来の技術を示す制御ブロック図である。

【符号の説明】

１交流電源、２交直変換回路、３コンデンサ、４
モータ、５インバータ、６電流検出器、７位置
センサ、８電圧検出器、１０制御手段、１１回転
数検出部、１２電流検出部、１３風量演算部、１
４、１５速度制御部、１６風量演算切替部、１７
風量演算部、１０１ＤＣファンモータ、１０２ＤＣ
モータ、１０３制御手段、１０４回転数検出手段、
１０５電圧制御手段、１０６記憶手段、１０７風
量指示手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野比出晴東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者熊谷浩治東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3H021 AA01 BA06 BA11 BA16 BA20 BA21 CA04 CA07 DA04 DA06 DA07 EA07 EA10 3H045 AA06 AA09 AA12 AA26 BA12 BA19 BA28 BA31 BA38 BA41 CA09 CA21 DA05 DA07 DA08 EA34 EA36 5H560 AA01 BB04 BB07 BB12 DA02 DA19 DB20 DC07 DC12 EB01 RR04 SS07 TT15 UA02 XA02 XA12 XA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファンを駆動するＤＣブラシレスモータ
に流れる電流を検出する電流検出部と、前記ＤＣブラシ
レスモータの回転数を検出する回転数検出部と、検出さ
れた電流および回転数に基づいて前記ファンに発生する
風量を演算する風量演算部と、を備え、前記風量演算部
にて演算された風量を用いて前記ファンの風量が一定に
なるように前記ＤＣブラシレスモータを速度制御するよ
うにしたことを特長としたインバータ装置。
【請求項２】ＤＣブラシレスモータを駆動するインバ
ータと、前記インバータを正弦波駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバータ
装置。
【請求項３】ステータおよびロータから構成されるＤ
Ｃブラシレスモータにより駆動されるファンの風量を演
算する風量演算部と、前記風量演算部よりの回転数情報
に基づいて前記ステータの通電角度に対する前記ロータ
の進み角度を算出し前記進み角度を制御しつつ前記ファ
ンの回転数を制御する速度制御部と、を備え、前記ファ
ンの風量が一定になるように前記進み角度を制御するよ
うにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のインバータ装置。
【請求項４】ＤＣブラシレスモータを駆動するインバ
ータと、前記インバータに入力される直流電圧を検出す
る電圧検出部と、前記電圧検出部にて検出された直流電
圧に基づいて前記ＤＣブラシレスモータを速度制御する
速度制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至
請求項３のうちの１項に記載のインバータ装置。
【請求項５】ファンを駆動するＤＣブラシレスモータ
に流れる電流を検出する電流検出部と、前記ＤＣブラシ
レスモータの回転数を検出する回転数検出部と、検出さ
れた電流および回転数に基づいて前記ファンに発生する
風量を演算する風量演算部と、を備え、（風量／回転
数）が（電流／（回転数）²）の関数であることを利用
して前記風量を演算するようにしたことを特徴とする請
求項１乃至請求項４のうちの１項に記載のインバータ装
置。
【請求項６】（風量／回転数）と（電流／（回転数）
²）の関係を表す関数を複数の近似式によって近似し、
電流と回転数の検出値に応じて前記複数の近似式を切り
替えることによって風量を演算するようにしたことを特
徴とする請求項５に記載のインバータ装置。
【請求項７】（風量／回転数）と（電流／（回転数）
²）の関係を表す関数を複数の近似式によって近似し
て、電流と回転数の検出値から前記近似式によって仮風
量を演算し、前記仮風量の演算に使用した近似式の使用
風量範囲内に前記仮風量の演算値が存在する場合には仮
風量の演算値を風量とし、前記仮風量の演算に使用した
近似式の使用風量範囲外に前記仮風量の演算値が存在す
る場合には前記近似式を別の近似式に切り替えて風量を
演算するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の
インバータ装置。
【請求項８】（風量／回転数）と（電流／（回転数）
²）の関係を表す関数を記憶する記憶手段を備え、電流
と回転数の検出値に応じて前記記憶手段に記憶された関
数を読み出して風量を演算するようにしたことを特徴と
する請求項５に記載のインバータ装置。
【請求項９】ファンを駆動するＤＣブラシレスモータ
に流れる電流を検出する電流検出部と、前記ＤＣブラシ
レスモータの回転数を検出する回転数検出部と、予め複
数の回転数ごとに関連付けられて設定された複数の電流
値を記憶する記憶手段と、前記検出された電流値に応じ
て前記記憶手段に記憶された複数の回転数を目標回転数
として出力する風量演算部と、前記検出された回転数が
前記目標回転数に一致するように回転数を制御する速度
制御部と、を備え、前記ファンの回転数が目標回転数に
なるように回転数を段階的に変更することによって前記
ファンの風量を略一定になるように速度制御するように
したことを特長としたインバータ装置。
【請求項１０】ファンを駆動するＤＣブラシレスモー
タに流れる電流を検出する電流検出部と、予めＰＷＭ信
号の複数のｄｕｔｙ比と関連付けられて設定された複数
の電流値を記憶する記憶手段と、前記検出された電流値
に応じて前記記憶手段に記憶された複数のｄｕｔｙ比を
目標ｄｕｔｙ比として出力する風量演算部と、前記目標
ｄｕｔｙ比に基づいてｄｕｔｙ比を変更する速度制御部
と、を備え、ｄｕｔｙ比が前記目標ｄｕｔｙ比になるよ
うにｄｕｔｙ比を段階的に変更することによって前記フ
ァンの風量が略一定になるように速度制御するようにし
たことを特長としたインバータ装置。
【請求項１１】ファンを駆動するＤＣブラシレスモー
タの回転数を検出する回転数検出部と、予めＰＷＭ信号
の複数のｄｕｔｙ比と関連付けられて設定された複数の
回転数を記憶する記憶手段と、前記検出された回転数に
応じて前記記憶手段に記憶された複数のｄｕｔｙ比を目
標ｄｕｔｙ比として出力する風量演算部と、前記目標ｄ
ｕｔｙ比に基づいてｄｕｔｙ比を変更する速度制御部
と、を備え、ｄｕｔｙ比が前記目標ｄｕｔｙ比になるよ
うにｄｕｔｙ比を段階的に変更することによって前記フ
ァンの風量を略一定になるように速度制御するようにし
たことを特長としたインバータ装置。
【請求項１２】ファンを駆動するＤＣブラシレスモー
タの回転数あるいは前記ＤＣブラシレスモータに流れる
電流値あるいはＰＷＭ信号のｄｕｔｙ比のうちの少なく
とも１つを使用して前記ファンの風量を演算する風量演
算方法を複数記憶する風量演算部と、前記複数の風量演
算方法の中から１つの風量演算方法を選択して切り替え
る風量演算切り替え部と、を備え、前記回転数あるいは
電流値あるいはｄｕｔｙ比のうちの少なくとも１つの値
に応じて前記風量演算切り替え部により選択された風量
演算方法を前記風量演算部より呼び出して風量を演算す
るようにしたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項１３】複数の風量演算方法を切り替えること
によってファンの風量が略一定になるように制御するよ
うにしたことを特徴とする請求項１２に記載のインバー
タ装置。
【請求項１４】ファンを駆動するＤＣブラシレスモー
タの回転数を検出する回転数検出部と、前記ファンの風
量を演算する風量演算部と、前記ＤＣブラシレスモータ
の回転数を制御する速度制御部と、を備え、検出された
回転数が予め設定されている回転数になるまでは前記風
量演算部による風量の演算は行わずに前記速度制御部の
みで前記ファンの風量を制御するようにしたことを特徴
とする請求項１乃至請求項１３のうちの１項に記載のイ
ンバータ装置。
【請求項１５】目標回転数に下限値を設けたことを特
徴とする請求項９に記載のインバータ装置。
【請求項１６】目標ｄｕｔｙ比に下限値を設けたこと
を特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のイン
バータ装置。
【請求項１７】インバータの入力あるいは出力の直流
電流を検出する電流検出部と、検出した電流値をもとに
目標風量を演算を行う風量演算部と、前記風量演算部に
より出力された目標風量になるようにモータの回転数を
制御する速度制御部と、を備え、前記速度制御部よりの
信号に前記電流検出器によって検出された電流値を前記
風量演算部にフィードバックすることによって相電流実
効値に換算し、換算した相電流実効値を使用して風量演
算を行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求
項１６のうちの１項に記載のインバータ装置。
【請求項１８】ＤＣブラシレスモータのトルク情報を
含む相電流を検出する電流検出部と、検出した相電流値
を使用して風量演算を行う風量演算部と、を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項１６のうちの１項に記
載のインバータ装置。
【請求項１９】請求項１乃至請求項１８のインバータ
装置によって風量を制御するようにしたことを特徴とす
る送風装置。
【請求項２０】ＤＣブラシレスモータに接続されたフ
ァンと、前記ＤＣブラシレスモータに流れる電流を検出
する電流検出部と、前記ＤＣブラシレスモータの回転数
を検出する回転数検出部と、検出された前記電流および
前記回転数に基づいて前記ファンに発生する目標風量を
演算する風量演算部と、を備え、前記ファンの風量が前
記風量演算部にて演算された目標風量になるように前記
ＤＣブラシレスモータを速度制御するようにしたことを
特長とした送風装置。