JP2015108363A - Blower apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造工場や液晶パネル工場などの工場設備に用いられるファンフィルターユニットとして使用する送風機器において、分割配置された送風機としてのファンモーター部と送風機器を制御する主制御部間の配線長の影響を受けずに最大限の送風性能を引き出す電流制御機能に関するものである。 The present invention relates to a fan device used as a fan filter unit used in a factory facility such as a semiconductor manufacturing factory or a liquid crystal panel factory, and a wiring between a fan motor unit as a separately arranged fan and a main control unit that controls the fan device The present invention relates to a current control function that draws out the maximum blowing performance without being affected by the length.
従来、この種の送風機としてのファンモーター部と送風機器を制御する主制御部が分割配置された送風機器は、ファンモーター部に設けたシャント抵抗器にファンモーター電流を流すことによって生じる端子電圧を主制御部に備えたマイコンにて電流値として読み取り、この電流値に応じて送風機の動作を制限する方法が知られている。 Conventionally, a blower device in which a fan motor unit as this type of blower and a main control unit that controls the blower device are separately arranged has a terminal voltage generated by flowing a fan motor current through a shunt resistor provided in the fan motor unit. A method of reading the current value with a microcomputer provided in the main control unit and limiting the operation of the blower according to the current value is known.
以下、その送風機器について図６を参照しながら説明する。 Hereinafter, the blower device will be described with reference to FIG.
図６に示すように、送風機器１０１は、送風機としてのファンモーター１０２を含むモーター部１０３と、外部の交流電源１０４から供給されるＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバーター１０５を含む主制御部１０６を備える。このモーター部１０３とこの主制御部１０６とは配線ケーブル１０７で連結して配置される。このモーター部１０３は、ファンモーター１０２に可変電圧を印加するインバーター回路１０８と、このインバーター回路１０８に駆動パルス信号を供給するインバーター駆動回路１０９とを含んでいる。前記主制御部１０６は、外部に設けた送風機の回転速度指令を行う回転速度指令装置１１０から回転指令信号を受信し、且つ、前記インバーター駆動回路１０９に運転制御信号ＳDを出力するマイコン１１１を備えている。インバーター駆動回路１０９は、マイコン１１１から出力される運転制御信号を受信し、インバーター回路１０８に供給する駆動パルス信号を出力する。前記モーター部１０３は、前記インバーター回路１０８の出力側に接続されたシャント抵抗器１１２を備え、前記マイコン１１１は、このシャント抵抗器１１２に流れるファンモーター電流によって発生する端子電圧Ｅｓｈ検出する。前記マイコン１１１では、前記シャント抵抗器１１２の抵抗値Ｒｓｈと前記配線ケーブル１０７の配線抵抗値Ｒｃを加えた実抵抗値Ｒと、前記端子電圧Ｅｓｈとからオームの法則によってファンモーター電流値Ｉｍを割出す。ここで、ファンモーター電流値Ｉｍとは、シャント抵抗器１１２に流れるファンモーター電流ｉｍの値である。このファンモーター電流値Ｉｍと、予めこのマイコン１１１に記憶させている所定電流値Ｉｓとを比較し、このファンモーター電流値Ｉｍがこの所定電流値Ｉｓを超えたときに、前記マイコン１１１は、前記運転制御信号ＳDの出力を制限または遮断する。この電流制御により、ファンモーター１０２の回転数は制限され、あるいはファンモーター１０２が停止することとなり、モーター部１０３を過電流による損傷から保護し、あるいはＡＣ／ＤＣコンバーター１０５を過出力による損傷や性能低下から保護している。
As shown in FIG. 6, the
このような従来の送風機器では、工場設備に合わせて様々な寸法となるため、モーター部と主制御部の配置を特定できず、モーター部と主制御部間の配線ケーブルの配線長も一定ではない。そのため、配線長に合わせた配線抵抗値を加味した所定電流値を設計毎に設定していた。加えて、昨今、モーター部のインバーター回路も高周波キャリア周波数のＰＷＭ制御方式が発展し、ファンモーター電流に高周波成分が多く含まれることとなった。そのため、表皮効果による抵抗値の増大傾向が顕著となり、配線ケーブルの配線抵抗値を加味しなければならず、設計期間の増大を招いていた。 In such a conventional blower device, since it has various dimensions according to factory facilities, the arrangement of the motor unit and the main control unit cannot be specified, and the wiring length of the wiring cable between the motor unit and the main control unit is not constant. Absent. Therefore, a predetermined current value that takes into account the wiring resistance value according to the wiring length is set for each design. In addition, in recent years, the PWM control method of the high frequency carrier frequency has also been developed in the inverter circuit of the motor unit, and the fan motor current contains a lot of high frequency components. For this reason, the increasing tendency of the resistance value due to the skin effect becomes remarkable, and the wiring resistance value of the wiring cable must be taken into account, resulting in an increase in the design period.
一方、設計期間を短縮するために、特定の配線長に合わせた配線抵抗値を用いた所定電流値を設定することとなる。しかし、実際の送風機器の配線長が設定の長さより長い場合は、実配線抵抗値は設定の配線抵抗値より大きくなり、短い場合は、実配線抵抗値は設定の配線抵抗値より小さくなる。従って、主制御部で認識するファンモーター電流値は、実際のファンモーター電流値に比べ、前者では多く流れている、後者では少なく流れている、となる。つまり、配線長が長い場合は、電流制御が早動作となり機器の出し得る送風性能を抑えることとなり、配線長が短い場合は、電流制御が遅延動作となり、機器を過大電流から保護できずに損傷させてしまう課題を有していた。 On the other hand, in order to shorten the design period, a predetermined current value using a wiring resistance value according to a specific wiring length is set. However, when the wiring length of the actual blower device is longer than the set length, the actual wiring resistance value is larger than the set wiring resistance value, and when it is shorter, the actual wiring resistance value is smaller than the set wiring resistance value. Accordingly, the fan motor current value recognized by the main control unit flows more in the former and less in the latter than the actual fan motor current value. In other words, when the wiring length is long, current control operates quickly and the air blowing performance that the device can output is suppressed.When the wiring length is short, current control becomes delayed operation and the device cannot be protected from excessive current and damaged. It had a problem to let me.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、設計期間を増大させることなく、機器の損傷を防ぎ、最大限の送風性能を引き出すことができる簡単な構成の送風機器を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described conventional problems, and provides a blower device having a simple configuration that can prevent damage to the device and bring out the maximum blower performance without increasing the design period. With the goal.
そして、この目的を達成するために、本発明は、送風機としてのファンモーターを含むモーター部と、外部の交流電源から供給されるＡＣ電圧を前記モーター部の主電源となるＤＣ電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバーターを含む主制御部を備え、前記モーター部と前記主制御部とは、任意の配線長の配線ケーブルで連結して配置した送風機器であって、前記モーター部は、ファンモーターに可変電圧を印加するインバーター回路と、このインバーター回路に駆動パルス信号を供給するインバーター駆動回路とを備え、前記インバーター回路の出力側に接続された前記ファンモーターのファンモーター電流値を検出するシャント抵抗器を備え、前記主制御部には、前記ファンモーターに対して所望の回転数で運転させる運転制御信号を前記インバーター駆動回路に出力する電子制御装置を備え、前記電子制御装置は、所望の回転数で前記ファンモーターを運転したときに前記シャント抵抗器に流れるファンモーター電流によって発生する端子電圧を、前記配線ケーブルを介して入力し、前記電子制御装置には、この端子電圧からファンモーター電流値を判断するために予めファンモーター電流値が判明している所定の一定回転数で前記ファンモーターを前記交流電源の印加後に所定時間駆動することによって、前記配線ケーブルの抵抗成分により発生するファンモーター電流値の誤差を補正する補正値を得て、この補正値を用いて真のファンモーター電流値を判断する電流判断装置を備え、前記電流判断装置は、前記真のファンモーター電流値を基にして前記ファンモーターの回転数制御を行う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 provides a motor unit including a fan motor as a blower, and an AC voltage that converts an AC voltage supplied from an external AC power source into a DC voltage that serves as a main power source of the motor unit. A main control unit including a DC converter is provided, and the motor unit and the main control unit are blower devices arranged by connecting with a wiring cable having an arbitrary wiring length, and the motor unit is variable to a fan motor A shunt resistor for detecting a fan motor current value of the fan motor connected to the output side of the inverter circuit, comprising an inverter circuit for applying a voltage and an inverter drive circuit for supplying a drive pulse signal to the inverter circuit; And the main control unit receives an operation control signal for causing the fan motor to operate at a desired rotational speed. An electronic control device for outputting to a motor drive circuit, wherein the electronic control device generates a terminal voltage generated by a fan motor current flowing through the shunt resistor when the fan motor is operated at a desired number of revolutions. To the electronic control unit to determine the fan motor current value from the terminal voltage, the fan motor current value is determined in advance at a predetermined constant rotational speed. By driving for a predetermined time after application, a correction value for correcting the error of the fan motor current value generated by the resistance component of the wiring cable is obtained, and the current determination for determining the true fan motor current value using this correction value The current determination device is configured to rotate the fan motor based on the true fan motor current value. It is intended to achieve the intended purpose by carrying out the control.
本発明によれば、
送風機としてのファンモーターを含むモーター部と、外部の交流電源から供給されるＡＣ電圧を前記モーター部の主電源となるＤＣ電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバーターを含む主制御部を備え、前記モーター部と前記主制御部とは、任意の配線長の配線ケーブルで連結して配置した送風機器であって、前記モーター部は、ファンモーターに可変電圧を印加するインバーター回路と、このインバーター回路に駆動パルス信号を供給するインバーター駆動回路とを備え、前記インバーター回路の出力側に接続された前記ファンモーターのファンモーター電流値を検出するシャント抵抗器を備え、前記主制御部には、前記ファンモーターに対して所望の回転数で運転させる運転制御信号を前記インバーター駆動回路に出力する電子制御装置を備え、前記電子制御装置は、所望の回転数で前記ファンモーターを運転したときに前記シャント抵抗器に流れるファンモーター電流によって発生する端子電圧を、前記配線ケーブルを介して入力し、前記電子制御装置には、この端子電圧からファンモーター電流値を判断するために予めファンモーター電流値が判明している所定の一定回転数で前記ファンモーターを前記交流電源の印加後に所定時間駆動することによって、前記配線ケーブルの抵抗成分により発生するファンモーター電流値の誤差を補正する補正値を得て、この補正値を用いて真のファンモーター電流値を判断する電流判断装置を備え、前記電流判断装置は、前記真のファンモーター電流値を基にして前記ファンモーターの回転数制御を行うという構成にしたことにより、配線ケーブルの抵抗成分によるファンモーター電流の測定誤差を生むことなくファンモーター電流を検出できることとなるので、予め設計段階で配線ケーブル長毎の設定値を検討することがなく設計期間を増大させることなく、正確なファンモーター電流値で所定の電流制限をかけるので機器の損傷を防ぎ、且つ、正確なファンモーター電流の把握により最大回転数での最大限の送風性能を引き出すという効果を得ることができる。
According to the present invention,
A motor unit including a fan motor as a blower, and a main control unit including an AC / DC converter that converts an AC voltage supplied from an external AC power source into a DC voltage serving as a main power source of the motor unit; And the main control unit is a blower device connected by a wiring cable having an arbitrary wiring length, and the motor unit includes an inverter circuit that applies a variable voltage to the fan motor, and a drive pulse to the inverter circuit. An inverter drive circuit that supplies a signal, and a shunt resistor that detects a fan motor current value of the fan motor connected to an output side of the inverter circuit, and the main control unit And an electronic control unit that outputs an operation control signal for operating the motor at a desired rotational speed to the inverter drive circuit. The electronic control device inputs a terminal voltage generated by a fan motor current flowing through the shunt resistor when the fan motor is operated at a desired number of rotations via the wiring cable, and the electronic control device In order to determine the fan motor current value from the terminal voltage, the fan motor is driven for a predetermined time after the application of the AC power source at a predetermined constant rotational speed whose fan motor current value is known in advance. A current determination device that obtains a correction value for correcting an error in the fan motor current value generated by the resistance component of the current and determines a true fan motor current value using the correction value. The fan motor speed is controlled based on the fan motor current value of the Because the fan motor current can be detected without generating a measurement error of the fan motor current due to the resistance component of the bull, without considering the set value for each wiring cable length in the design stage in advance, without increasing the design period, Since a predetermined current limit is applied with an accurate fan motor current value, damage to the device can be prevented, and an accurate fan motor current can be obtained to obtain the maximum blowing performance at the maximum number of rotations.
本発明の請求項１記載の送風機器は、送風機としてのファンモーターを含むモーター部と、外部の交流電源から供給されるＡＣ電圧を前記モーター部の主電源となるＤＣ電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバーターを含む主制御部を備え、前記モーター部と前記主制御部とは、任意の配線長の配線ケーブルで連結して配置した送風機器であって、前記モーター部は、ファンモーターに可変電圧を印加するインバーター回路と、このインバーター回路に駆動パルス信号を供給するインバーター駆動回路とを備え、前記インバーター回路の出力側に接続された前記ファンモーターのファンモーター電流値を検出するシャント抵抗器を備え、前記主制御部には、前記ファンモーターに対して所望の回転数で運転させる運転制御信号を前記インバーター駆動回路に出力する電子制御装置を備え、前記電子制御装置は、所望の回転数で前記ファンモーターを運転したときに前記シャント抵抗器に流れるファンモーター電流によって発生する端子電圧を、前記配線ケーブルを介して入力し、前記電子制御装置には、この端子電圧からファンモーター電流値を判断するために予めファンモーター電流値が判明している所定の一定回転数で前記ファンモーターを前記交流電源の印加後に所定時間駆動することによって、前記配線ケーブルの抵抗成分により発生するファンモーター電流値の誤差を補正する補正値を得て、この補正値を用いて真のファンモーター電流値を判断する電流判断装置を備え、前記電流判断装置は、前記真のファンモーター電流値を基にして前記ファンモーターの回転数制御を行うという構成を有する。これにより配線ケーブルの抵抗成分によるファンモーター電流の測定誤差を生むことなくファンモーター電流を検出できることとなるので、予め設計段階で配線ケーブル長毎の設定値を検討することがなく設計期間を増大させることなく、正確なファンモーター電流値で所定の電流制限をかけるので機器の損傷を防ぎ、且つ、正確なファンモーター電流の把握により最大回転数での最大限の送風性能を引き出すという効果を奏する。
The blower device according to
また、前記電流判断装置は、所定の一定回転数Ｒｏで運転したときに前記ファンモーターに流れる基準電流値Ｉｒｅｆを予め記憶し、前記補正値を、前記回転数Ｒｏで運転したときの前記シャント抵抗器の端子電圧の測定値Ｅｓｈｏと、前記基準電流値Ｉｒｅｆから求められる前記シャント抵抗器の端子電圧基準値としての基準電圧Ｅｒｅｆを用いて算出するという構成にしてもよい。これにより、真のファンモーター電流を得る補正値を機器自身で自動的に得ることとなるので、予め設計段階で配線ケーブル長毎の設定値を検討することがなく設計期間を増大させることなく、正確なファンモーター電流値で所定の電流制限をかけるので機器の損傷を防ぎ、且つ、正確なファンモーター電流の把握により最大回転数での最大限の送風性能を引き出すという効果を奏する。 The current determination device stores in advance a reference current value Iref that flows through the fan motor when the motor is operated at a predetermined constant rotation speed Ro, and the shunt resistance when the correction value is operated at the rotation speed Ro. It is also possible to use a reference voltage Eref as a terminal voltage reference value of the shunt resistor obtained from the measured value Esho of the terminal voltage of the capacitor and the reference current value Iref. As a result, since the correction value for obtaining the true fan motor current is automatically obtained by the device itself, the setting value for each wiring cable length is not examined in advance at the design stage, and the design period is not increased. Since a predetermined current limit is applied with an accurate fan motor current value, damage to the device can be prevented, and an accurate fan motor current can be grasped to obtain the maximum blowing performance at the maximum rotation speed.
また、前記電流判断装置は、所定の一定回転数Ｒｏで運転したときに前記ファンモーターに流れる基準電流値Ｉｒｅｆを予め記憶し、前記補正値を、前記回転数Ｒｏで運転したときの前記シャント抵抗器の端子電圧の測定値Ｅｓｈｏと、前記基準電流値Ｉｒｅｆから求められる前記シャント抵抗器の抵抗値に加え前記配線ケーブルの抵抗値も加味した合成抵抗値Ｒｒを用いて算出するという構成にしてもよい。これにより、真のファンモーター電流を得る補正値を機器自身で自動的に得ることとなるので、予め設計段階で配線ケーブル長毎の設定値を検討することがなく設計期間を増大させることなく、正確なファンモーター電流値で所定の電流制限をかけるので機器の損傷を防ぎ、且つ、正確なファンモーター電流の把握により最大回転数での最大限の送風性能を引き出すという効果を奏する。 The current determination device stores in advance a reference current value Iref that flows through the fan motor when the motor is operated at a predetermined constant rotation speed Ro, and the shunt resistance when the correction value is operated at the rotation speed Ro. In addition to the resistance value of the shunt resistor obtained from the measured value Esho of the terminal voltage of the capacitor and the reference current value Iref, the combined resistance value Rr is added to the resistance value of the wiring cable. Good. As a result, since the correction value for obtaining the true fan motor current is automatically obtained by the device itself, the setting value for each wiring cable length is not examined in advance at the design stage, and the design period is not increased. Since a predetermined current limit is applied with an accurate fan motor current value, damage to the device can be prevented, and an accurate fan motor current can be grasped to obtain the maximum blowing performance at the maximum rotation speed.
また、前記ＡＣ／ＤＣコンバーターの最大出力、または、前記モーター部の装置が損傷する過電流値の直前の電流値となる制限電流値Ｉｓを予め前記電子制御装置に記憶させ、
前記電子制御装置は、前記真のファンモーター電流値が前記電流値Ｉｓを越えないように前記ファンモーターの回転数制御を行うという構成にしてもよい。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバーターの出力限界あるいは、モーター部の装置が損傷しない限界の電流値までファンモーターを駆動することとなるので、機器の損傷を防ぎ、且つ、正確なファンモーター電流の把握により最大回転数での最大限の送風性能を引き出すという効果を奏する。
Further, the electronic control device stores in advance the maximum output of the AC / DC converter, or the current limit value Is that is the current value immediately before the overcurrent value at which the device of the motor unit is damaged,
The electronic control unit may be configured to control the rotational speed of the fan motor so that the true fan motor current value does not exceed the current value Is. As a result, the fan motor is driven to the current limit value that does not damage the output of the AC / DC converter or the device of the motor unit. Therefore, it is possible to prevent damage to the equipment and to accurately grasp the fan motor current. There is an effect of drawing out the maximum blowing performance at the maximum rotation speed.
また、前記補正値は、前記交流電源からＡＣ電圧を供給された時点から所定の時間内に算出されるという構成にしてもよい。これにより、所定時間内に真のファンモーター電流を得る補正値を得ることができることとなるので、長期の運転における最大回転数での最大限の送風性能を引き出すという効果を奏する。 The correction value may be calculated within a predetermined time from the time when the AC voltage is supplied from the AC power supply. As a result, a correction value for obtaining a true fan motor current can be obtained within a predetermined time, so that the maximum blowing performance at the maximum number of rotations in a long-term operation is obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１に示すように、送風機器１は、送風機としてのファンモーター２を含むモーター部３と、外部の交流電源４から供給されるＡＣ電圧をモーター部３の主電源となるＤＣ電圧Ｖｍに変換するＡＣ／ＤＣコンバーター５を含む主制御部６を備える。モーター部３は、ファンモーター２に可変電圧を印加するインバーター回路７と、このインバーター回路７に駆動パルス信号を供給するインバーター駆動回路８とを備えている。送風機器１の外部には、ファンモーター２の回転速度指令を行う回転速度指令装置９が設けられている。主制御部６は、回転速度指令装置９から回転指令信号Ｓｏｒを受信し、前記インバーター駆動回路８に運転制御信号ＳDを出力する電子制御装置１０を備えている。また、この主制御部６では、前記インバーター駆動回路８の動作電圧Ｖｃおよび前記電子制御装置１０の制御電圧Ｖｃｃを、ＤＣ電圧Ｖｍを入力電圧とするＤＣ／ＤＣコンバーター１１により生成している。インバーター駆動回路８は、電子制御装置１０から出力される運転制御信号ＳDを受信し、インバーター回路７に供給する駆動パルス信号を出力する。同時に、インバーター駆動回路８は、電子制御装置１０に前記ファンモーター２の回転数情報Ｓｒを送信している。前記モーター部３は、前記インバーター回路７の出力側に接続されたシャント抵抗器１２を備えている。このシャント抵抗器１２に流れるファンモーター電流ｉｍ（＝ファンモーター２に流れる電流）によって発生する端子電圧Ｅｓｈを前記電子制御装置１０に送付している。電子制御装置１０には、この端子電圧Ｅｓｈからファンモーター電流値Ｉｍを判断する電流判断装置１３を備えている。電流判断装置１３は、予め電子制御装置１０に記憶した制限電流値Ｉｓとファンモーター電流値Ｉｍとを比較する。制限電流値Ｉｓとは、前記ＡＣ／ＤＣコンバーター５の過出力となる直前の電流値、あるいは、前記モーター部３の装置が損傷する過電流値の直前の電流値である。モーター部３と主制御部６とは、任意の配線長の配線ケーブル１４で連結して配置される。この配線ケーブル１４は、ＤＣ電圧Ｖｍ、動作電圧Ｖｃ、運転制御信号ＳD、回転数情報Ｓｒと端子電圧Ｅｓｈそれぞれのケーブルと、モーター部３と主制御部６との共通基準電位ＧＮＤ用のケーブルを束ねたものである。そして、配線ケーブル１４は、モーター部３、主制御部６の設置状況に応じて、長さを変更するものである。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
更に、図２に示すように、電子制御装置１０の電流判断装置１３内には、交流電源４が印加されたことを検知し電源印加信号Ｓｉｎを送信する電源印加検知手段１５がある。所定回転数運転指示手段１７は、回転速度指令装置９に設けた目標回転数指令手段１６から回転指令信号Ｓｏｒと前記電源印加信号Ｓｉｎを受信し、ファンモーター２を所定の一定回転数Ｒｏで運転する指示を行う。モーター回転数判断手段１８は、モーター部３のインバーター駆動回路８に運転制御信号ＳDを送信すると共に、インバーター駆動回路８から前記ファンモーター２の回転数情報Ｓｒを受信している。第１タイマー手段１９と第２タイマー手段２０は、前記所定回転数運転指示手段１７から送信される指示信号Ｓｔに応じてタイマーカウント動作をする。
Further, as shown in FIG. 2, in the
電流偏差算出手段２１は、第１タイマー手段１９のタイマーカウント動作によるカウントアップ信号Ｓｔ１を受信し、ファンモーター電流値Ｉｍの補正値である電流偏差値αを算出する。この電流偏差算出手段２１では、シャント抵抗器１２の端子電圧Ｅｓｈと、予め記憶した基準電流値Ｉｒｅｆから求めた基準電圧Ｅｒｅｆによって電流偏差値αを算出している。ここで、基準電流値Ｉｒｅｆとは、ファンモーター２を所定の一定回転数Ｒｏで駆動した際に流れるファンモーター電流であって、設置前に予め測定（あるいは算出）し、記憶させておく。
The current deviation calculation means 21 receives the count-up signal St1 generated by the timer count operation of the first timer means 19 and calculates a current deviation value α that is a correction value for the fan motor current value Im. The current deviation calculating means 21 calculates a current deviation value α based on the terminal voltage Esh of the
また、前記第２タイマー手段２０のタイマーカウント動作によるカウントアップ信号Ｓｔ２を前記モーター回転数判断手段１８に送信している。メモリー手段２２は、前記電流偏差算出手段２１で算出した電流偏差値αを格納する。電流検出手段２３は、前記端子電圧Ｅｓｈを常に監視し、メモリー手段２２に格納された電流偏差値αを使って、ファンモーターに流れるファンモーター電流値Ｉｍを算出し、電流制限比較手段２４に送信している。この電流制限比較手段２４では、算出したファンモーター電流値Ｉｍと、電子制御装置１０に記憶した制限電流値Ｉｓと比較する。そして、ファンモーター電流値Ｉｍが制限電流値Ｉｓを越えた場合に、前記モーター回転数判断手段１８に、過電流信号Ｓｉｅを送信するようになっている。
In addition, a count-up signal St2 generated by the timer count operation of the second timer means 20 is transmitted to the motor rotation speed determination means 18. The memory means 22 stores the current deviation value α calculated by the current
このような構成によれば、送風機器１に交流電源４が印加されると、ＡＣ／ＤＣコンバーター５でＤＣ電圧Ｖｍが生成される。さらにＤＣ／ＤＣコンバーター１１により制御電圧Ｖｃｃや動作電圧Ｖｃが生成され、電子制御装置１０およびインバーター駆動回路８は、動作準備状態となる。電源印加検知手段１５では交流電源４の印加を検知して、電流判断装置１３は、初期起動動作を開始する。
According to such a configuration, when the
電流判断装置１３の初期起動動作では、電源印加信号Ｓｉｎが所定回転数運転指示手段１７に送信される。その後、目標回転数指令手段１６は、回転指令信号Ｓｏｒを所定回転数運転指示手段１７に送信する。所定回転数運転指示手段１７では、ファンモーター２を初期起動時の所定の一定回転数Ｒｏ（例えば、５００ｒ／ｍｉｎ）で運転させるべく、指示信号Ｓｔをモーター回転数判断手段１８に送信する。同時に、タイマーカウント動作を行う第１タイマー手段１９および第２タイマー手段２０へも指示信号Ｓｔを送信し、第１タイマー手段１９および第２タイマー手段２０のそれぞれがタイマーカウント動作を始める。モーター回転数判断手段１８では、指示信号Ｓｔが受信されたことにより、初期起動時の所定の一定回転数Ｒｏ（例えば、５００ｒ／ｍｉｎ）で駆動するようにインバーター駆動回路８に運転制御信号ＳDを送信する。
In the initial startup operation of the
ここで、初期起動時の所定の一定回転数Ｒｏでファンモーター２を駆動したときに、ファンモーター２に流れる電流値は、予め測定する、あるいは算出して電流判断装置１３に記憶させておく。
Here, when the
インバーター駆動回路８では、運転制御信号ＳDに基づきインバーター回路７によって所定の一定回転数Ｒｏに対応した所定の電圧がファンモーター２に印加される。そして、ほどなく（例えば２０秒）して、ファンモーター２は所定の一定回転数Ｒｏで駆動することとなる。一方、前記第１タイマー手段１９では、予め設定されている時間Ｔ１（例えば、３０秒）が経過するとタイマーカウントアップ状態となり、カウントアップ信号Ｓｔ１を電流偏差算出手段２１に送信する。この電流偏差算出手段２１では、ファンモーター２の駆動によりシャント抵抗器１２に発生したファンモーター電流ｉｍが流れて誘起された端子電圧Ｅｓｈを検出する。ここで、第１タイマー手段１９でカウントする時間Ｔ１は、ファンモーター２が所定の一定回転数Ｒｏで十分に回り得る経過時間に設定する。従って、カウントアップ信号Ｓｔ１を受信した時に検出された端子電圧Ｅｓｈは十分安定した値である。前記電流偏差算出手段２１では、この時に入力される端子電圧Ｅｓｈｏと予め設定された基準電圧Ｅｒｅｆと比較し、その比である電流偏差値α（Ｅｓｈｏ／Ｅｒｅｆ）をメモリー手段２２に格納する。なお、この時に入力される端子電圧Ｅｓｈｏは、シャント抵抗器１２と配線ケーブル１４の合成抵抗値にファンモーター電流値が乗算されたものであるので、必ず基準電圧Ｅｒｅｆより大きい値を取ることになる。
In the
その後、前記第２タイマー手段２０では、予め設定されている時間Ｔ２（例えば、１分）が経過するとタイマーカウントアップ状態となり、カウントアップ信号Ｓｔ２をモーター回転数判断手段１８に送信する。モーター回転数判断手段１８では、このカウントアップ信号Ｓｔ２により、目標回転数指令手段１６からの回転指令信号Ｓｏｒに基づく運転制御信号ＳDをインバーター駆動回路８に送付する。これにより、ファンモーター２は、ファンモーター２を所定の一定回転数Ｒｏではなく、回転速度指令装置９からの回転指令信号Ｓｏｒに基づいた目標回転数Ｒｓで駆動することとなる。
Thereafter, the second timer means 20 enters a timer count-up state when a preset time T2 (for example, 1 minute) elapses, and transmits a count-up signal St2 to the motor rotation speed determination means 18. The motor rotation speed determination means 18 sends an operation control signal SD based on the rotation command signal Sor from the target rotation speed command means 16 to the
以上の動作例を図３に示しており、時刻の経過を横軸に、縦軸にファンモーター２の回転数の変化を表している。交流電源４が印加された後、回転指令信号Ｓｏｒが送信されるとファンモーター２は所定の一定回転数Ｒｏで駆動するように起動する。ファンモーター２が起動してから時間Ｔ１が経過した時には、所定の一定回転数Ｒｏで十分回転している。この時に、電流偏差算出手段２１で、電流偏差値αを算出している。更に、ファンモーター２が起動してから時間Ｔ２が経過した後に、回転指令信号Ｓｏｒに基づく目標回転数Ｒｓに向って回転数を変化させることになる。
An example of the above operation is shown in FIG. 3, in which the passage of time is plotted on the horizontal axis and the change in the rotational speed of the
この後、電流検出手段２３によって、メモリー手段２２に格納された電流偏差値αを用いて、入力された端子電圧Ｅｓｈに対して電流偏差値α分で除算することにより、真のファンモーター電流値Ｉｒｍを算出する。電流検出手段２３は、この真のファンモーター電流値Ｉｒｍを電流制限比較手段２４に送付し続ける。真のファンモーター電流値Ｉｒｍが所定の制限電流値Ｉｓを越えた場合は、直ちにモーター回転数判断手段１８に過電流信号Ｓｉｅを送信する。モーター回転数判断手段１８では、ファンモーター電流ｉｍを下げるため、ファンモーター２の回転数を下げるように現在の回転数情報Ｓｒより低回転となる運転制御信号ＳDをインバーター駆動回路８に送信する。以上の動作を所定の制限電流値Ｉｓ以下になるまで、つまりモーター回転数判断手段１８に過電流信号Ｓｉｅが受信されなくなるまで繰り返す。
Thereafter, the current detection means 23 uses the current deviation value α stored in the memory means 22 to divide the input terminal voltage Esh by the current deviation value α, thereby obtaining the true fan motor current value. Irm is calculated. The
こうして図４に示す様に、電子制御装置１０に入力される端子電圧Ｅｓｈは、配線ケーブル１４の抵抗成分の影響により誤差を持つファンモーター電流による電圧特性線となり、真のファンモーター電流による電圧特性線より高い電圧値となる。制限電流値Ｉｓにシャント抵抗器１２の抵抗値を乗算した電圧Ｅｓが予め設定しているファンモーター２の最大回転数ＲｍａｘよりもΔＲ低い回転数Ｒ１の状態で誘起されてしまうのを、補正値である電流偏差値αを用いて、真のファンモーター電流による電圧特性線に合わせることとなり、最大回転数Ｒｍａｘつまり最大限の送風性能まで駆動できる。
Thus, as shown in FIG. 4, the terminal voltage Esh input to the
また、上述の様に電流偏差値αは自動的に識別されるので、配線ケーブル長の異なる機種毎にファンモーター電流の高周波成分により表皮効果を含めた配線ケーブルの抵抗成分を加味した設計検討することもない。 In addition, since the current deviation value α is automatically identified as described above, a design study that considers the resistance component of the wiring cable including the skin effect by the high-frequency component of the fan motor current for each model having a different wiring cable length is considered. There is nothing.
加えて、予め設定した制限電流値にて想定通り電流制限が行われるので、送風機器の損傷も防ぐこととなる。 In addition, since the current limit is performed as expected with a preset limit current value, damage to the blower device is also prevented.
以上により、設計期間を増大させることなく、機器の損傷を防ぎ、最大限の送風性能を引き出すことができる簡単な構成の送風機器を提供することができる。 As described above, it is possible to provide a blower device having a simple configuration capable of preventing damage to the device and extracting the maximum blower performance without increasing the design period.
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について、図５を用いて説明する。なお、実施の形態１と同一構成部分については、同一符号を用いてその詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the same component as
本実施の形態では、図５に示すとおり、実施の形態１に対し、電流偏差算出手段２１に代わって合成抵抗値算出手段２５を設けたものである。合成抵抗値算出手段２５は、入力される端子電圧Ｅｓｈを基準電流値Ｉｒｅｆで除算する。基準電流値Ｉｒｅｆは、所定の一定回転数Ｒｏでファンモーター２が駆動した際にファンモーター２に流れる電流値であって、予め測定あるいは算出したものである。合成抵抗値算出手段２５は、シャント抵抗器１２の抵抗値に加え配線ケーブル１４の抵抗値も加味した補正値としての合成抵抗値Ｒｒを計算し、この合成抵抗値Ｒｒをメモリー手段２２に格納するものである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a combined resistance value calculating means 25 is provided in place of the current deviation calculating means 21 with respect to the first embodiment. The combined resistance value calculation means 25 divides the input terminal voltage Esh by the reference current value Iref. The reference current value Iref is a current value that flows through the
これにより、送風機器１に交流電源４が印加されると、電源印加検知手段１５では交流電源４の印加を検知して、電流判断装置１３は、初期起動動作を開始する。
Thereby, when the
電流判断装置１３の初期起動動作では、電源印加信号Ｓｉｎが所定回転数運転指示手段１７に送信される。その後、目標回転数指令手段１６は、回転指令信号Ｓｏｒを所定回転数運転指示手段１７に送信する。
In the initial startup operation of the
所定回転数運転指示手段１７では、ファンモーター２を初期起動時の所定の一定回転数Ｒｏ（例えば、５００ｒ／ｍｉｎ）で運転させるべく、指示信号Ｓｔをモーター回転数判断手段１８に送信する。同時に、タイマーカウント動作を行う第１タイマー手段１９および第２タイマー手段２０へも指示信号Ｓｔを送信し、第１タイマー手段１９および第２タイマー手段２０のそれぞれがタイマーカウント動作を始める。モーター回転数判断手段１８では、指示信号Ｓｔが受信されたことにより、初期起動時の所定の一定回転数Ｒｏ（例えば、５００ｒ／ｍｉｎ）で駆動するようにインバーター駆動回路８に運転制御信号ＳDを送信する。
The predetermined rotation speed operation instruction means 17 transmits an instruction signal St to the motor rotation speed determination means 18 in order to operate the
ここで、初期起動時の所定の一定回転数Ｒｏでファンモーター２を駆動したときに、ファンモーター２に流れる電流値は、第１の実施の形態と同様、予め測定する、あるいは算出して電流判断装置１３に記憶させておく。
Here, when the
インバーター駆動回路８では、この運転制御信号ＳDに基づきインバーター回路７によって所定の一定回転数Ｒｏに対応した所定の電圧がファンモーター２に印加さる。そして、ほどなく（例えば２０秒）して、ファンモーター２は所定の一定回転数Ｒｏで駆動することとなる。
In the
一方、前記第１タイマー手段１９では、予め設定されている時間Ｔ１（例えば、３０秒）が経過するとタイマーカウントアップ状態となり、カウントアップ信号Ｓｔ１を合成抵抗値算出手段２５に送信する。 On the other hand, the first timer means 19 enters a timer count-up state when a preset time T1 (for example, 30 seconds) elapses, and transmits a count-up signal St1 to the combined resistance value calculating means 25.
この合成抵抗値算出手段２５では、ファンモーター２の駆動によりシャント抵抗器１２に発生したファンモーター電流ｉｍが流れて誘起された端子電圧Ｅｓｈを検出する。ここで、第１タイマー手段１９でカウントする時間Ｔ１は、ファンモーター２が所定の一定回転数Ｒｏで十分に回り得る経過時間に設定する。従って、検出された端子電圧Ｅｓｈは十分安定した値である。前記合成抵抗値算出手段２５では、この時に入力される端子電圧Ｅｓｈｏを予め設定された基準電流値Ｉｒｅｆで除算し、その解であるシャント抵抗器１２の抵抗値に加え配線ケーブル１４の抵抗値も加味した合成抵抗値Ｒｒをメモリー手段２２に格納する。この合成抵抗値Ｒｒは、シャント抵抗器１２の抵抗値に加え配線ケーブル１４の抵抗値も加味したものとなっている。ここで、予め設定された基準電流値Ｉｒｅｆとは、シャント抵抗器１２の抵抗値に所定の一定回転数Ｒｏで駆動することにより判明しているファンモーター電流値Ｉｍのことである。
The combined resistance value calculating means 25 detects the terminal voltage Esh induced by the flow of the fan motor current im generated in the
その後、前記第２タイマー手段２０では、予め設定されている時間Ｔ２（例えば、１分）が経過するとタイマーカウントアップ状態となり、カウントアップ信号Ｓｔ２をモーター回転数判断手段１８に送信する。モーター回転数判断手段１８では、このカウントアップ信号Ｓｔ２により、目標回転数指令手段１６からの回転指令信号Ｓｏｒに基づく運転制御信号ＳDをインバーター駆動回路８に送付する。これにより、ファンモーター２は、ファンモーター２を所定の一定回転数Ｒｏではなく、回転速度指令装置９からの回転指令信号Ｓｏｒに基づいた目標回転数Ｒｓで駆動することとなる。
Thereafter, the second timer means 20 enters a timer count-up state when a preset time T2 (for example, 1 minute) elapses, and transmits a count-up signal St2 to the motor rotation speed determination means 18. The motor rotation speed determination means 18 sends an operation control signal SD based on the rotation command signal Sor from the target rotation speed command means 16 to the
この後、電流検出手段２３によって、メモリー手段２２に格納された合成抵抗値Ｒｒを用いて、入力された端子電圧Ｅｓｈに対して合成抵抗値Ｒｒを乗算することにより、真のファンモーター電流値Ｉｒｍを算出する。電流検出手段２３では、真のファンモーター電流値Ｉｒｍを電流制限比較手段２４に送付し続ける。ここで真のファンモーター電流値Ｉｒｍが所定の制限電流値Ｉｓを越えた場合は、直ちにモーター回転数判断手段１８に過電流信号Ｓｉｅを送信する。モーター回転数判断手段１８では、ファンモーター電流ｉｍを下げるためにファンモーター２の回転数を下げるように現在の回転数情報Ｓｒより低回転となる運転制御信号ＳDをインバーター駆動回路８に送信する。以上の動作を所定の制限電流値Ｉｓ以下になるまで、つまりモーター回転数判断手段１８に過電流信号Ｓｉｅが受信されなくなるまで繰り返す。
Thereafter, the current detection means 23 uses the combined resistance value Rr stored in the memory means 22 to multiply the input terminal voltage Esh by the combined resistance value Rr, thereby obtaining the true fan motor current value Irm. Is calculated. The
こうして、電子制御装置１０に入力される端子電圧Ｅｓｈは、配線ケーブル１４の抵抗成分の影響により誤差を持つファンモーター電流による電圧特性線となり、真のファンモーター電流による電圧特性線より高い電圧値となる。制限電流値Ｉｓにシャント抵抗器１２の抵抗値を乗算した電圧Ｅｓがファンモーター２の最大回転数ＲｍａｘよりもΔＲ低い回転数Ｒ１の状態で誘起されてしまうのを、補正値としての合成抵抗値Ｒｒを用いて予め設定された真のファンモーター電流による電圧特性線に合わせることとなり、最大回転数Ｒｍａｘつまり最大限の送風性能まで駆動できる。
Thus, the terminal voltage Esh input to the
また、上述の様に合成抵抗値Ｒｒは自動的に識別されるので、配線ケーブル長の異なる機種毎にファンモーター電流の高周波成分により表皮効果を含めた配線ケーブルの抵抗成分を加味した設計検討することもない。 In addition, since the combined resistance value Rr is automatically identified as described above, a design study that takes into account the resistance component of the wiring cable including the skin effect by the high-frequency component of the fan motor current is performed for each model having a different wiring cable length. There is nothing.
加えて、予め設定した制限電流値にて想定通り電流制限が行われるので、送風機器の損傷も防ぐこととなる。 In addition, since the current limit is performed as expected with a preset limit current value, damage to the blower device is also prevented.
以上により、設計期間を増大させることなく、機器の損傷を防ぎ、最大限の送風性能を引き出すことができる簡単な構成の送風機器を提供することができる。 As described above, it is possible to provide a blower device having a simple configuration capable of preventing damage to the device and extracting the maximum blower performance without increasing the design period.
本発明にかかる送風機器は、配線ケーブルの抵抗成分の影響を受けないファンモーター電流の自動的に識別される補正値を用いて最大回転数Ｒｍａｘつまり最大送風性能まで駆動でき、配線ケーブル長の異なる機種毎にファンモーター電流の高周波成分により表皮効果を含めた配線ケーブルの抵抗成分を加味した設計検討することもなく、加えて、予め設定した制限電流値にて想定通り電流制限が行われるので、送風機器の損傷も防ぐことを可能とするものであるので、急激に目標回転数で駆動する必要のない装置であって、送風機としてのファンモーター部と送風機器を制御する主制御部が分割配置された装置に使用される送風機と主制御部間の配線長の影響を受けずに最大限の送風性能を引き出す電流制御機能に関する送風機器等として有用である。 The blower device according to the present invention can be driven to the maximum rotational speed Rmax, that is, the maximum blower performance by using the correction value automatically identified for the fan motor current that is not affected by the resistance component of the wiring cable, and the wiring cable length is different. Because there is no design study that takes into account the resistance component of the wiring cable including the skin effect due to the high-frequency component of the fan motor current for each model, in addition, the current limit is performed as expected with the preset limit current value, Since it is possible to prevent damage to the blower device, it is a device that does not need to be suddenly driven at the target rotational speed, and the fan motor unit as the blower and the main control unit that controls the blower device are divided and arranged As a blower device related to the current control function that draws out the maximum blowing performance without being affected by the wiring length between the blower used in the equipment and the main control unit It is a use.
１ 送風機器
２ ファンモーター
３ モーター部
４ 交流電源
５ ＡＣ／ＤＣコンバーター
６ 主制御部
７ インバーター回路
８ インバーター駆動回路
９ 回転速度指令装置
１０ 電子制御装置
１１ ＤＣ／ＤＣコンバーター
１２ シャント抵抗器
１３ 電流判断装置
１４ 配線ケーブル
１５ 電源印加検知手段
１６ 目標回転数指令手段
１７ 所定回転数運転指示手段
１８ モーター回転数判断手段
１９ 第１タイマー手段
２０ 第２タイマー手段
２１ 電流偏差算出手段
２２ メモリー手段
２３ 電流検出手段
２４ 電流制限比較手段
２５ 合成抵抗値算出手段
１０１ 送風機器
１０２ ファンモーター
１０３ モーター部
１０４ 交流電源
１０５ ＡＣ／ＤＣコンバーター
１０６ 主制御部
１０７ 配線ケーブル
１０８ インバーター回路
１０９ インバーター駆動回路
１１０ 回転速度指令装置
１１１ マイコン
１１２ シャント抵抗器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
外部の交流電源から供給されるＡＣ電圧を前記モーター部の主電源となるＤＣ電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバーターを含む主制御部を備え、
前記モーター部と前記主制御部とは、任意の配線長の配線ケーブルで連結して配置した送風機器であって、
前記モーター部は、ファンモーターに可変電圧を印加するインバーター回路と、このインバーター回路に駆動パルス信号を供給するインバーター駆動回路とを備え、
前記インバーター回路の出力側に接続された前記ファンモーターのファンモーター電流値を検出するシャント抵抗器を備え、
前記主制御部には、前記ファンモーターに対して所望の回転数で運転させる運転制御信号を前記インバーター駆動回路に出力する電子制御装置を備え、
前記電子制御装置は、所望の回転数で前記ファンモーターを運転したときに前記シャント抵抗器に流れるファンモーター電流によって発生する端子電圧を、前記配線ケーブルを介して入力し、
前記電子制御装置には、この端子電圧からファンモーター電流値を判断するために予めファンモーター電流値が判明している所定の一定回転数で前記ファンモーターを前記交流電源の印加後に所定時間駆動することによって、前記配線ケーブルの抵抗成分により発生するファンモーター電流値の誤差を補正する補正値を得て、この補正値を用いて真のファンモーター電流値を判断する電流判断装置を備え、
前記電流判断装置は、前記真のファンモーター電流値を基にして前記ファンモーターの回転数制御を行う送風機器。 A motor unit including a fan motor as a blower;
A main control unit including an AC / DC converter that converts an AC voltage supplied from an external AC power source into a DC voltage serving as a main power source of the motor unit;
The motor unit and the main control unit are blower devices arranged by connecting with a wiring cable having an arbitrary wiring length,
The motor unit includes an inverter circuit that applies a variable voltage to the fan motor, and an inverter drive circuit that supplies a drive pulse signal to the inverter circuit.
A shunt resistor for detecting a fan motor current value of the fan motor connected to the output side of the inverter circuit;
The main control unit includes an electronic control device that outputs an operation control signal for causing the fan motor to operate at a desired rotational speed to the inverter drive circuit,
The electronic control device inputs a terminal voltage generated by a fan motor current flowing through the shunt resistor when the fan motor is operated at a desired number of rotations via the wiring cable.
In order to determine the fan motor current value from the terminal voltage, the electronic control device drives the fan motor for a predetermined time after the application of the AC power source at a predetermined constant rotational speed whose fan motor current value is known in advance. By obtaining a correction value for correcting an error of the fan motor current value generated by the resistance component of the wiring cable, and using a current determination device for determining the true fan motor current value using this correction value,
The current determination device is a blower device that controls the rotational speed of the fan motor based on the true fan motor current value.
前記補正値を、前記回転数Ｒｏで運転したときの前記シャント抵抗器の端子電圧の測定値Ｅｓｈｏと、前記基準電流値Ｉｒｅｆから求められる前記シャント抵抗器の端子電圧基準値としての基準電圧Ｅｒｅｆを用いて算出する請求項１記載の送風機器。 The current determination device stores in advance a reference current value Iref that flows to the fan motor when it is operated at a predetermined constant rotational speed Ro,
A reference value Eref as a terminal voltage reference value of the shunt resistor obtained from the measured value Esho of the terminal voltage of the shunt resistor when the correction value is operated at the rotation speed Ro and the reference current value Iref. The blower device according to claim 1, wherein the blower device is calculated by using the blower device.
前記補正値を、前記回転数Ｒｏで運転したときの前記シャント抵抗器の端子電圧の測定値Ｅｓｈｏと、前記基準電流値Ｉｒｅｆから求められる前記シャント抵抗器の抵抗値に加え前記配線ケーブルの抵抗値も加味した合成抵抗値Ｒｒを用いて算出する請求項１記載の送風機器。 The current determination device stores in advance a reference current value Iref that flows to the fan motor when it is operated at a predetermined constant rotational speed Ro,
In addition to the resistance value of the shunt resistor obtained from the measured value Esho of the terminal voltage of the shunt resistor when the correction value is operated at the rotation speed Ro and the reference current value Iref, the resistance value of the wiring cable The blower device according to claim 1, which is calculated using a combined resistance value Rr that also takes into account.
前記電子制御装置は、前記真のファンモーター電流値が前記電流値Ｉｓを越えないように前記ファンモーターの回転数制御を行う請求項１乃至３記載の送風機器。 The electronic control device stores in advance the maximum output of the AC / DC converter or the current value immediately before the overcurrent value at which the device of the motor unit is damaged,
4. The blower device according to claim 1, wherein the electronic control unit controls the rotational speed of the fan motor so that the true fan motor current value does not exceed the current value Is. 5.
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