WO2017199376A1 - 空気調和機 - Google Patents
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- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Definitions
- the present invention relates to an air conditioner having a motor.
- the air conditioner has, for example, a motor that drives a blower, and the operation of the motor is controlled based on a control constant.
- a conventional air conditioner stores a plurality of control constants, and controls a motor by selecting a control constant suitable for the motor from the plurality of control constants (see, for example, Patent Document 1).
- the control constant which the conventional air conditioner has is a fixed value.
- Makers of air conditioners may develop new air conditioners that differ in part from existing air conditioners and share the remainder.
- a part of the above is, for example, a motor.
- the conventional motor in which the control constant suitable for the new motor included in the new air conditioner is included in the conventional air conditioner Even if it is similar to the control constant suitable for the conventional air conditioner, the control constant of the conventional air conditioner is a fixed value, so the control constant of the conventional air conditioner cannot be used, and is suitable for a new motor. Control constants must be stored in a new air conditioner.
- control constant includes a plurality of parameters, a problem may occur during development, so it takes a long time to determine a new control constant. Therefore, it is required to provide an air conditioner that can easily develop a future air conditioner.
- the motor included in the air conditioner deteriorates over time due to the use of the air conditioner, it is necessary to change the control constant suitable for the motor along with the deterioration over time, but the conventional air conditioner has Since the control constant is a fixed value, it is difficult to change the control constant in the conventional air conditioner, as in the case of developing a new air conditioner.
- the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an air conditioner that can easily develop a future air conditioner and can cope with aged deterioration of a motor.
- an air conditioner corresponds to a motor, a storage unit that stores a reference value, the reference value stored in the storage unit, and the motor. And calculating a control constant for controlling the motor using a correction value for correcting the reference value, and controlling the motor using the control constant calculated by the calculation unit And a control unit.
- the air conditioner according to the present invention can easily develop a future air conditioner and can cope with aged deterioration of a motor.
- Process drawing which shows a part of procedure of the manufacturing method of the air conditioner of Embodiment 1.
- the figure which shows that at least one part of the calculation part and control part which comprise the air conditioner of Embodiment 1 is a processing circuit.
- FIG. The flowchart which shows the procedure of the operation
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner 1 according to the first embodiment.
- the air conditioner 1 includes a first motor 2-1,..., An nth motor 2-n. “N” is an integer of 2 or more.
- the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n drive a blower not shown in FIG.
- the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n are components of the air conditioner 1 and are components other than the blower among the plurality of components not shown in FIG. It may be driven.
- the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n are three-phase AC motors whose rotation is controlled by a three-phase AC voltage.
- the air conditioner 1 may have only the first motor 2-1. That is, the air conditioner 1 may have only one motor.
- the air conditioner 1 further includes a first position detection circuit 3-1, which detects the position of the shaft of the first motor 2-1.
- the first position detection circuit 3-1 is attached to the first motor 2-1.
- the first position detection circuit 3-1 has, for example, three Hall elements that detect a change in magnetic flux, and detects the position of the shaft of the first motor 2-1 using the three Hall elements.
- the first position detection circuit 3-1 outputs a High or Low voltage to the microcomputer 8 to be described later according to the detected position of the shaft of the first motor 2-1.
- the air conditioner 1 further includes an n-th position detection circuit 3-n that detects the position of the shaft of the n-th motor 2-n.
- the nth position detection circuit 3-n is attached to the nth motor 2-n.
- the n-th position detection circuit 3-n has, for example, three Hall elements that detect a change in magnetic flux, and detects the position of the axis of the n-th motor 2-n using the three Hall elements.
- a high or low voltage is output to the microcomputer 8 according to the position of the shaft.
- the air conditioner 1 detects a current flowing through the first motor 2-1 when the operation of the first motor 2-1 is controlled by the microcomputer 8, and supplies a voltage corresponding to the detected current to the microcomputer 8. It further has a first current detection circuit 4-1 to be applied. That is, the first current detection circuit 4-1 detects the amount of current when the first motor 2-1 is driven. Similarly, the air conditioner 1 detects the current flowing through the n-th motor 2-n when the operation of the n-th motor 2-n is controlled by the microcomputer 8, and sets the voltage corresponding to the detected current to the micro An n-th current detection circuit 4-n applied to the computer 8 is further included. That is, the nth current detection circuit 4-n detects the amount of current when the nth motor 2-n is driven.
- the air conditioner 1 includes a first gate circuit 5-1,..., An nth gate circuit 5-n, and a direct current that converts an alternating voltage applied from an alternating current power supply 50 outside the air conditioner 1 into a direct current voltage. And a power supply circuit 6.
- the first gate circuit 5-1 switches between a state where the DC voltage obtained by the DC power supply circuit 6 is applied to the first motor 2-1 and a state where it is not applied according to control by the microcomputer 8.
- the n-th gate circuit 5-n switches between applying and not applying the DC voltage obtained by the DC power supply circuit 6 to the n-th motor 2-n according to control by the microcomputer 8.
- the air conditioner 1 further includes a voltage detection circuit 7 that lowers the value of the DC voltage obtained by the DC power supply circuit 6 and applies a DC voltage having a value lower than the value of the DC voltage to the microcomputer 8.
- the microcomputer 8 operates based on the DC voltage applied by the voltage detection circuit 7.
- the microcomputer 8 controls the operations of the first gate circuit 5-1,..., The nth gate circuit 5-n to control the first motor 2-1,. Control. Specifically, as described above, the first position detection circuit 3-1 outputs a High or Low voltage to the microcomputer 8 according to the position of the axis of the first motor 2-1, so the microcomputer 8 Based on the voltage applied from the 1-position detection circuit 3-1, the rotation direction and rotation speed of the shaft of the first motor 2-1 are calculated. The microcomputer 8 controls the first motor 2-1 based on the calculated rotation direction and rotation speed.
- the microcomputer 8 calculates the rotational direction and rotational speed of the shaft of the n-th motor 2-n based on the voltage applied from the n-th position detection circuit 3-n, and calculates the calculated rotational direction and rotational speed.
- the n-th motor 2-n is controlled based on the speed.
- the microcomputer 8 has a first storage unit that stores a reference value that is a reference control constant for controlling a reference motor.
- the reference motor is a motor to which a position detection circuit is attached at an angle with a very small error from the designed angle, and is specified by the manufacturer. Details of the first storage unit will be described later with reference to FIG.
- the microcomputer 8 calculates a first control constant for controlling the first motor 2-1 using a first correction value and a reference value described later.
- the first correction value corresponds to the first motor 2-1, and is a value for correcting the reference value.
- the first correction value includes the angle of the first position detection circuit 3-1 attached to the first motor 2-1 with respect to the axis of the first motor 2-1 and the reference motor of the position detection circuit attached to the reference motor. It is the information of the quantity which specifies the difference with respect to the angle with respect to the axis.
- the microcomputer 8 calculates an nth control constant for controlling the nth motor 2-n using an nth correction value and a reference value, which will be described later.
- the nth correction value corresponds to the nth motor 2-n and is a value for correcting the reference value.
- the nth correction value includes the angle of the nth position detection circuit 3-n attached to the nth motor 2-n with respect to the axis of the nth motor 2-n and the reference motor of the position detection circuit attached to the reference motor. It is the information of the quantity which specifies the difference with respect to the angle with respect to the axis.
- the microcomputer 8 controls the first motor 2-1 using the calculated first control constant, and controls the nth motor 2-n using the calculated nth control constant.
- the first control constant and the nth control constant will be described later.
- the air conditioner 1 further includes a second storage unit 9 that stores the first correction value, ..., the nth correction value.
- the second storage unit 9 is, for example, a non-volatile memory that can store information even when power is not applied, and the information stored in the second storage unit 9 can be rewritten. That is, the first correction value,..., The nth correction value stored in the second storage unit 9 can be rewritten.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the microcomputer 8 in the air conditioner 1 according to the first embodiment. 2 also shows the first gate circuits 5-1,..., The nth gate circuit 5-n, and the second storage unit 9.
- the microcomputer 8 includes a first storage unit 81 that stores a reference value that is a reference control constant for controlling a reference motor. The reference value is used when calculating control constants for controlling the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n.
- the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n are three-phase AC motors whose rotation is controlled by a three-phase AC voltage.
- the phase angle varies depending on the rotational speed.
- the first storage unit 81 corresponds to the three types of rotational speeds, the first phase angle reference value, the second phase angle reference value, and the third phase.
- Three reference values of the corner reference value are stored.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a reference value table 81a stored in the first storage unit 81 of the microcomputer 8 in the air conditioner 1 according to the first embodiment.
- the reference value table 81a includes the first phase angle reference value, the second phase angle reference value, and the third phase angle reference value.
- the first storage unit 81 stores only one reference value.
- the first storage unit 81 stores a reference value that is a reference control constant for controlling the reference motor. The reference value stored in the first storage unit 81 is determined at the time of manufacturing the air conditioner 1 and stored in the first storage unit 81.
- the microcomputer 8 has a calculation unit 82.
- the second storage unit 9 stores a correction value table 9a including first correction values,..., Nth correction values.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a correction value table 9a stored in the second storage unit 9 in the air conditioner 1 according to the first embodiment.
- the first correction value corresponds to the first motor 2-1 and is a value for correcting the reference value
- the nth correction value corresponds to the nth motor 2-n and the reference value is set. This is a value for correction.
- the first correction value,..., The nth correction value is determined at the time of manufacturing the air conditioner 1 and stored in the second storage unit 9.
- the calculation unit 82 calculates, for each motor, a control constant for controlling the motor using the reference value stored in the first storage unit 81 and the correction value stored in the second storage unit 9. In the following, it is assumed that the calculation unit 82 calculates the control constant using the first phase angle reference value stored in the first storage unit 81. For example, the calculation unit 82 calculates the first control constant for controlling the first motor 2-1 by adding the first correction value stored in the second storage unit 9 to the first phase angle reference value. To do. Alternatively, for example, the calculation unit 82 calculates the first control constant by integrating the first phase angle reference value and the first correction value.
- the calculation unit 82 adds the nth correction value stored in the second storage unit 9 to the first phase angle reference value, thereby obtaining an nth control constant for controlling the nth motor 2-n. calculate.
- the calculation unit 82 calculates the nth control constant by integrating the first phase angle reference value and the nth correction value.
- the method for calculating the control constant performed by the calculation unit 82 is a method according to at least one of the motor type and the motor control method, and is not limited to the method described above. In any case, the calculation unit 82 calculates, for each motor, a control constant for controlling the motor using the reference value stored in the first storage unit 81 and the correction value stored in the second storage unit 9. .
- the microcomputer 8 further includes a control unit 83 that controls the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n using the control constant calculated by the calculation unit 82.
- a specific example of the operation of the control unit 83 is as follows. For the first motor 2-1, the control unit 83 uses the first control constant calculated by the calculation unit 82 to send a control signal for turning on or off the first gate circuit 5-1 to the first gate circuit 5-1. And the first gate circuit 5-1 performs a switching process, and controls to apply a three-phase AC voltage to the first motor 2-1 using a DC voltage obtained by the DC power supply circuit 6.
- the control unit 83 uses the n-th control constant calculated by the calculation unit 82 to transmit a control signal for turning on or off the n-th gate circuit 5-n.
- 5-n is output to cause the n-th gate circuit 5-n to perform switching processing, and control is performed to apply a three-phase AC voltage to the n-th motor 2-n using the DC voltage obtained by the DC power supply circuit 6. .
- FIG. 5 is a process diagram showing a part of the procedure of the method for manufacturing the air conditioner 1 of the first embodiment. Each step of the process diagram of FIG. 5 is performed by the manufacturer of the air conditioner 1.
- the manufacturer determines the value of each element in the reference value table 81a (S1).
- the first position detection circuit 3-1 is attached to the first motor 2-1, and detects the position of the shaft of the first motor 2-1.
- a position detection circuit for detecting the position of the motor shaft is attached to the motor.
- the angle of the position detection circuit with respect to the motor axis is predetermined by design, but in actual manufacturing, the angle differs for each motor. Since the angle is different for each motor, a control constant for each motor is required.
- the calculation unit 82 in the microcomputer 8 controls the motor using the reference value stored in the first storage unit 81 and the correction value stored in the second storage unit 9 for each motor.
- the control constant for calculating is calculated.
- a reference value is required for the calculation unit 82 to calculate the control constant.
- the manufacturer determines a reference value that is a reference control constant for controlling the reference motor. Specifically, in step S1, the manufacturer determines the first phase angle reference value, the second phase angle reference value, and the third phase angle reference value.
- the reference motor is a motor to which a position detection circuit is attached at an angle with an extremely small error from the designed angle, and is specified by the manufacturer.
- the manufacturer drives the reference motor while increasing or decreasing the control constant, measures the power consumption of the motor and the motor control circuit, and determines the control constant that minimizes the power consumption as the reference value.
- the manufacturer produces the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n, and for the produced first motor 2-1,.
- the error amount is measured (S2).
- the error amount for the first motor 2-1 is attached to the angle of the first position detection circuit 3-1 attached to the first motor 2-1 with respect to the axis of the first motor 2-1 and the reference motor.
- This is a first correction value which is information of an amount for specifying a difference from the angle of the position detection circuit with respect to the reference motor axis.
- the error amount for the n-th motor 2-n includes the angle of the n-th position detection circuit 3-n attached to the n-th motor 2-n with respect to the axis of the n-th motor 2-n and the position attached to the reference motor.
- This is an nth correction value that is information of an amount for identifying a difference from an angle with respect to the reference motor axis of the detection circuit.
- the first correction value corresponds to the first motor 2-1 and is a value for correcting the reference value
- the nth correction value corresponds to the nth motor 2-n and the reference value is set. This is a value for correction.
- the manufacturer determines a correction value included in the correction value table 9a, thereby determining the correction value table 9a (S3).
- the correction values included in the correction value table 9a are the first correction value,..., The nth correction value measured in step S2.
- the manufacturer writes a program for controlling the air conditioner 1 in the first storage unit 81 of the microcomputer 8 using, for example, a personal computer (S4).
- the program includes the value of each element of the reference value table 81a determined in step S1. That is, in step S4, the first storage unit 81 stores a reference value that is a reference control constant for controlling the reference motor.
- the manufacturer writes the correction value table 9a including the correction value determined in step S3 in the second storage unit 9 using, for example, a personal computer (S5).
- the correction value table 9a includes first correction values,..., Nth correction values. That is, in step S5, the second storage unit 9 stores the first correction value,..., The nth correction value.
- the manufacturer may write other information in the second storage unit 9 together with the correction value table 9a.
- step S5 may be performed before the operation in step S4.
- step S1 may be performed before the operation of step S4, and the operations of step S2 and step S3 may be performed before the operation of step S5.
- FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the air conditioner 1 of the first embodiment. For example, when a button for starting operation not shown in FIG. 1 is pressed by the user, or a button for supplying power to the air conditioner 1 not shown in FIG. 1 is pressed by the user. As a result, the air conditioner 1 starts operation. Both of the two buttons are attached to the casing of the air conditioner 1.
- the calculation unit 82 of the microcomputer 8 reads the reference value table 81a from the first storage unit 81 of the microcomputer 8 (S11). Next, the calculation unit 82 reads the correction value table 9a from the second storage unit 9 (S12). The operation in step S12 may be performed before the operation in step S11.
- the calculation unit 82 uses the reference value table 81a and the correction value table 9a to calculate a control constant for controlling the motor for each motor (S13). For example, the calculation unit 82 adds the first correction value in the correction value table 9a to the first phase angle reference value in the reference value table 81a, thereby controlling the first control constant for controlling the first motor 2-1. Is calculated. Alternatively, for example, the calculation unit 82 adds the nth correction value in the correction value table 9a to the nth phase angle reference value in the reference value table 81a, thereby controlling the nth motor 2-n. Calculate the control constant.
- the control unit 83 of the microcomputer 8 controls the first gate circuit 5-1,..., The nth gate circuit 5-n using the control constant calculated by the calculation unit 82, and thereby the first gate circuit 5-n.
- the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n are controlled (S14).
- the control unit 83 outputs a control waveform corresponding to the first control constant to the first gate circuit 5-1 using the first control constant calculated by the calculation unit 82, and thereby the first motor 2- 1 operation is controlled.
- the control unit 83 outputs a control waveform corresponding to the nth control constant to the nth gate circuit 5-n using the nth control constant calculated by the calculation unit 82, and thereby the nth control constant. Controls the operation of the motor 2-n.
- the air conditioner 1 calculates the control constant for controlling the motor by using the reference value stored in the first storage unit 81 and the correction value stored in the second storage unit 9. Control the motor using control constants.
- a manufacturer develops a future air conditioner, if the development is performed based on the air conditioner 1, only the correction value stored in the second storage unit 9 may be changed instead of all the control constants. Therefore, future air conditioners can be developed more easily than before. That is, the air conditioner 1 can make future air conditioner development easier than before.
- the air conditioner 1 can respond to aged deterioration of a motor. That is, the air conditioner 1 can drive the motor based on an appropriate control constant even if the motor deteriorates over time. Since the motors are driven based on appropriate control constants, the power consumption when each motor is driven is close to the power consumption when the reference motor is driven and decreases.
- the air conditioner 1 since the 1st memory
- the first storage unit 81 is included in the microcomputer 8 and is generally called a main storage device. That is, the air conditioner 1 can be equipped with a microcomputer 8 having a main storage device having a relatively small storage capacity. In other words, the manufacturer can use the microcomputer 8 having the main storage device having a relatively small storage capacity when manufacturing the air conditioner 1. Furthermore, the air conditioner 1 makes it easy for the manufacturer to select the microcomputer 8 to be mounted.
- the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n are three-phase AC motors whose rotation is controlled by a three-phase AC voltage.
- the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n may be motors other than the three-phase AC motor.
- the types of the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n are not limited.
- the calculation unit 82 and the control unit 83 in the air conditioner 1 are realized by the microcomputer 8, but some or all of the functions of the calculation unit 82 and the control unit 83 are processing circuits. 70 may be realized.
- FIG. 7 is a diagram illustrating that at least a part of the calculation unit 82 and the control unit 83 constituting the air conditioner 1 of the first embodiment is the processing circuit 70.
- the processing circuit 70 is dedicated hardware. That is, the processing circuit 70 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. It is a thing.
- the component having a part of the plurality of functions of the calculation unit 82 and the control unit 83 may be dedicated hardware separate from the component having the remaining function.
- the first storage unit 81 is included in the microcomputer 8, but the first storage unit 81 may be a storage device provided outside the microcomputer 8.
- the air conditioner of the second embodiment is an apparatus similar to the air conditioner 1 of the first embodiment, and includes a microcomputer 8A instead of the microcomputer 8 included in the air conditioner 1.
- the calculation unit 82 in the first embodiment is replaced with a calculation unit 82a
- the second storage unit 9 in the first embodiment is replaced with a second storage unit 9X.
- the second storage unit 9X is a non-volatile memory like the second storage unit 9 of the first embodiment.
- FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the microcomputer 8A in the air conditioner of the second embodiment.
- the microcomputer 8A according to the second embodiment includes a first storage unit 81 and a control unit 83 included in the microcomputer 8 according to the first embodiment, and also includes a calculation unit 82a and a correction value calculation unit 84.
- the calculation unit 82a calculates the control constant of each motor, similarly to the calculation unit 82 of the first embodiment.
- the correction value calculator 84 is detected by the first position detection circuit 3-1, the nth position detection circuit 3-n, the first current detection circuit 4-1, the nth current detection circuit 4-n, and the voltage detection circuit 7. Based on the obtained value, a correction value for correcting the reference value of the first storage unit 81 is calculated.
- the reference value is a reference control constant for controlling the reference motor.
- the correction value calculation unit 84 calculates the correction value when the calculation unit 82a issues a request to calculate the correction value, and outputs the correction value obtained by the calculation to the calculation unit 82a.
- the second storage unit 9X stores a correction value table 9a including first correction values,..., Nth correction values, and a correction value calculation unit 84. Stores information for specifying whether or not the correction value needs to be calculated in the area of calculation necessity 9b.
- the calculation unit 82a includes information “correction required” indicating that the correction value calculation unit 84 needs to calculate a correction value in the area of calculation necessity 9b of the second storage unit 9X, and the correction value calculation unit 84 It is determined which of the information “correction unnecessary” indicating that the correction value does not need to be calculated is stored.
- the calculation unit 82a issues a request for calculating a correction value to the correction value calculation unit 84 to correct the correction value for each motor. Obtained from the value calculation unit 84.
- the calculation unit 82a calculates a control constant for controlling the motor using the reference value stored in the first storage unit 81 and the correction value obtained by the calculation by the correction value calculation unit 84.
- the calculation unit 82a changes the information on the necessity / unnecessary calculation 9b to the information “correction unnecessary”.
- the calculation unit 82a stores the first storage unit 81 for each motor as in the calculation unit 82 of the first embodiment.
- a control constant for controlling the motor is calculated using the reference value to be corrected and the correction value stored in the second storage unit 9X.
- the control unit 83 controls each motor as in the first embodiment.
- FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of a method of manufacturing the second storage unit 9X in the air conditioner of the second embodiment.
- the manufacturer of the air conditioner of Embodiment 2 creates a substrate having the second storage unit 9X (S21).
- the manufacturer writes “correction required” information in the area of calculation necessity 9b of the second storage unit 9X (S22).
- FIG. 10 is a flowchart showing the operation procedure of the microcomputer 8A in the air conditioner of the second embodiment.
- the calculation unit 82a reads the reference value table 81a from the first storage unit 81 (S31).
- the calculation unit 82a reads the information in the calculation necessity / non-necessity 9b area of the second storage unit 9X (S32), and determines whether the information “correction required” is stored in the calculation necessity / non-necessity 9b area. (S33).
- the calculation unit 82a When the information “necessity of correction” is stored in the area of calculation necessity 9b (Yes in S33), the calculation unit 82a outputs the reference value included in the reference value table 81a read in step S31 to the control unit 83.
- the control unit 83 controls each gate circuit using the reference value included in the reference value table 81a (S34).
- the correction value calculator 84 is detected by the first position detection circuit 3-1, the nth position detection circuit 3-n, the first current detection circuit 4-1, the nth current detection circuit 4-n, and the voltage detection circuit 7. Based on each value, a correction value for correcting the reference value of the first storage unit 81 is calculated (S35). Details of the operation performed in step S35 will be described later with reference to FIG.
- the calculation unit 82a writes the correction value obtained by the correction value calculation unit 84 to the correction value table 9a of the second storage unit 9X (S36), and “correction is unnecessary” in the area of calculation necessity 9b in the second storage unit 9X. Is written (S37).
- the calculation unit 82a uses the correction value obtained by the correction value calculation unit 84 and the reference value table 81a read in step S31 so that the calculation unit 82 according to the first embodiment calculates the control constant. Every time, a control constant for controlling the motor is calculated (S39).
- the calculation unit 82a reads the correction value table 9a from the second storage unit 9X (S38), and similarly to the first embodiment, using the correction value table 9a and the reference value table 81a read in step S31, For each motor, a control constant for controlling the motor is calculated (S39). After step 39, the control unit 83 controls the first gate circuit 5-1,..., The nth gate circuit 5-n using the control constant calculated by the calculation unit 82a. 2-1,..., N-th motor 2-n is controlled (S40).
- FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of operations performed by the microcomputer 8A in the air conditioner of Embodiment 2 in step S35 of the flowchart of FIG.
- the correction value calculator 84 calculates the power consumption of the first gate circuit 5-1 based on the values detected by the first current detection circuit 4-1 and the voltage detection circuit 7 (S41). Similarly, the correction value calculator 84 calculates the power consumption of the n-th gate circuit 5-n based on the values detected by the n-th current detection circuit 4-n and the voltage detection circuit 7 (S41). .
- the calculating unit 82a copies the control constant currently used for controlling the first gate circuit 5-1,..., The nth gate circuit 5-n and sets it as a reference value (S42).
- the calculation unit 82a calculates a control constant obtained by correcting the control constant, which is the reference value set in step S42, in the positive direction.
- the control unit 83 calculates the control constant calculated by the calculation unit 82a and sets the reference value in the positive direction.
- the first gate circuit 5-1,..., And the n-th gate circuit 5-n are controlled using the corrected control constant (S43).
- the calculation unit 82a increases the phase angle by 5 degrees and performs control when the phase angle is 35 degrees. Calculate a constant.
- times is an example, Comprising: The angle which increases a phase angle is not limited to 5 degree
- the correction value calculator 84 calculates the power consumption of the first gate circuit 5-1 based on the values detected by the first current detection circuit 4-1 and the voltage detection circuit 7 (S44). The correction value calculator 84 determines whether or not the power consumption calculated in step S44 is lower than the power consumption calculated in step S41 (S45). If the correction value calculation unit 84 determines that the power consumption calculated in step S44 is lower than the power consumption calculated in step S41 (Yes in S45), the operation of the microcomputer 8A proceeds to step S42. That is, in the case of Yes in step S45, the microcomputer 8A repeats each operation from step S41 to step S44.
- the calculation unit 82a includes the first gate circuit 5-1. ,..., A control constant currently used for controlling the n-th gate circuit 5-n is copied and set as a reference value (S46).
- the calculation unit 82a calculates a control constant obtained by correcting the control constant, which is the reference value set in step 46, in the negative direction.
- the control unit 83 calculates the control constant calculated by the calculation unit 82a and sets the reference value in the negative direction.
- the first gate circuit 5-1,..., The nth gate circuit 5-n are controlled using the corrected control constant (S47).
- the calculation unit 82a reduces the phase angle by 5 degrees and performs control when the phase angle is 25 degrees. Calculate a constant.
- times is an example, Comprising: The angle which reduces a phase angle is not limited to 5 degree
- the correction value calculator 84 calculates the power consumption of the first gate circuit 5-1 based on the values detected by the first current detection circuit 4-1 and the voltage detection circuit 7 (S48). The correction value calculator 84 determines whether or not the power consumption calculated in step S48 is lower than the power consumption calculated in step S44 (S49). When the correction value calculation unit 84 determines that the power consumption calculated in step S48 is lower than the power consumption calculated in step S44 (Yes in S49), the operation of the microcomputer 8A proceeds to step S46. That is, in the case of Yes in step S49, the microcomputer 8A repeats each operation from step S46 to step S48.
- the correction value calculation unit 84 uses the first storage unit 81.
- the difference between the reference value included in the reference value table 81a stored in the control value and the currently used control constant is determined as a correction value (S50).
- each motor Since the air conditioner of Embodiment 2 calculates the control constant in consideration of the power consumption in each gate circuit, each motor is changed without changing the information in the correction value table 9a stored in the second storage unit 9X.
- Each gate circuit can be controlled by dynamically calculating a control constant suitable for the above.
- the air conditioner of the second embodiment once the correction value is calculated based on the power consumption, it is not necessary to calculate the correction value thereafter, and the calculation load of the microcomputer 8A is suppressed. Can do. Since the calculation load of the microcomputer 8A is reduced, an inexpensive microcomputer that does not have high calculation capability can be used for the microcomputer 8A, and thus the air conditioner of Embodiment 2 can be manufactured at low cost.
- calculation unit 82a, the control unit 83, and the correction value calculation unit 84 in the air conditioner according to the second embodiment are realized by the microcomputer 8A, the calculation unit 82a, the control unit 83, and the correction value calculation unit 84 have a plurality of functions. Part or all may be realized by a processing circuit equivalent to the processing circuit 70 of FIG.
- the air conditioner of the third embodiment is an apparatus similar to the air conditioner of the second embodiment, and includes a microcomputer 8B instead of the microcomputer 8A included in the air conditioner.
- the second storage unit 9X of the second embodiment is replaced with a second storage unit 9Y.
- the second storage unit 9Y is a non-volatile memory like the second storage unit 9X of the second embodiment.
- differences from the second embodiment will be mainly described.
- FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the microcomputer 8B in the air conditioner of the third embodiment.
- the microcomputer 8B according to the third embodiment includes all the components included in the microcomputer 8A according to the second embodiment, and includes a measuring unit 85.
- the measuring unit 85 measures the operation time of the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n.
- the measuring unit 85 may measure the operation time of each of the plurality of motors, or may measure the operation time of any one of the plurality of motors.
- the second storage unit 9Y stores a correction value table 9a including first correction values,..., Nth correction values, and a correction value calculation unit 84. Stores information specifying whether or not the correction value needs to be calculated in the area of calculation necessity 9b.
- the second storage unit 9Y stores the cumulative operation time of the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n in the region of the cumulative operation time 9c.
- the measuring unit 85 of the microcomputer 8B writes the measured time during which the first motor 2-1,..., N-th motor 2-n operates in the area of the cumulative operation time 9c. For example, the measurement unit 85 adds the measured operation time to the area of the accumulated operation time 9c for each motor.
- the measuring unit 85 determines whether or not the cumulative operation time stored in the area of the cumulative operation time 9c of the second storage unit 9Y has reached a predetermined threshold value, and the cumulative operation time has reached the threshold value. Is determined, the information “correction required” is written in the area of calculation necessity 9b of the second storage unit 9Y.
- There are a plurality of threshold values and the measuring unit 85 writes information “necessary for correction” in the area of calculation necessity 9b of the second storage unit 9Y every time the cumulative operation time reaches each threshold value.
- the plurality of threshold values are, for example, times that are integral multiples of 1000 hours. Specifically, examples of the plurality of threshold values are 1000 hours, 2000 hours, 3000 hours, 4000 hours, and 5000 hours.
- FIG. 13 is a flowchart showing an operation procedure of the measurement unit 85 of the microcomputer 8B in the air conditioner of the third embodiment.
- the measurement unit 85 measures the operation time of the first motor 2-1,..., The nth motor 2-n (S51), and for each motor, The measured operation time of the motor is written in the area of the accumulated operation time 9c in the second storage unit 9Y (S52).
- the measuring unit 85 determines whether or not the cumulative operation time of each motor stored in the area of the cumulative operation time 9c of the second storage unit 9Y has reached the threshold (S53). When the measurement unit 85 determines that the accumulated operation time has not reached the threshold (No in S53), the measurement unit 85 performs the operation of Step S51 after the operation of Step S53. On the other hand, when the measurement unit 85 determines that the accumulated operation time has reached the threshold value (Yes in S53), the measurement unit 85 writes the information “correction required” in the area of calculation necessity 9b of the second storage unit 9Y (S54).
- the calculation unit 82a uses the correction value obtained by the correction value calculation unit 84 and the reference value table 81a as in the second embodiment. And a control constant for controlling the motor is calculated for each motor. That is, when the cumulative value of the motor operating time measured by the measuring unit 85 reaches a predetermined threshold value, the calculating unit 82a, the correction value obtained by the correction value calculating unit 84 by calculation, the reference value table 81a, For each motor, a control constant for controlling the motor is calculated.
- the air conditioner of Embodiment 3 updates the control constant when the cumulative operation time of the motor exceeds the threshold value. Since the control constant is updated, the motor can be controlled with an appropriate control constant even if the characteristics of the motor change due to deterioration over time. Furthermore, since the control constant is updated every time the cumulative operation time of the motor exceeds the threshold value, in other words, it is periodically updated, so even if the motor characteristics change due to aging, the appropriate control constant is set. The motor can be controlled originally. That is, the air conditioner of Embodiment 3 can suppress an increase in power consumption due to a change in motor characteristics when used for a long time.
- the calculation unit 82a, the control unit 83, the correction value calculation unit 84, and the measurement unit 85 in the air conditioner of Embodiment 3 are realized by the microcomputer 8B, the calculation unit 82a, the control unit 83, the correction value calculation unit 84, and Some or all of the plurality of functions of the measurement unit 85 may be realized by a processing circuit equivalent to the processing circuit 70 of FIG.
- the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
- SYMBOLS 1 Air conditioner 2-1 1st motor, 2-n nth motor, 3-1, 1st position detection circuit, 3-n nth position detection circuit, 4-1, 1st current detection circuit, 4-n 1st n current detection circuit, 5-1 first gate circuit, 5-n nth gate circuit, 6 DC power supply circuit, 7 voltage detection circuit, 8, 8A, 8B microcomputer, 9, 9X, 9Y second storage unit, 9a Correction value table, 70 processing circuit, 81 first storage unit, 81a reference value table, 82, 82a calculation unit, 83 control unit, 84 correction value calculation unit, 85 measurement unit.
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Abstract
空気調和機は、モータと、基準値を記憶する第1記憶部(81)と、第1記憶部(81)が記憶する基準値とモータに対応していて基準値を補正するための補正値とを用いてモータを制御するための制御定数を算出する算出部(82)と、算出部(82)が算出する制御定数を用いてモータを制御する制御部(83)とを有する。
Description
本発明は、モータを有する空気調和機に関する。
空気調和機は例えば送風機を駆動するモータを有しており、モータの動作は制御定数をもとに制御される。従来の空気調和機は、複数の制御定数を記憶しており、複数の制御定数のなかからモータに適した制御定数を選択してモータを制御する(例えば、特許文献1参照)。従来の空気調和機が有する制御定数は、固定値である。
空気調和機の製造メーカは、既存の空気調和機と一部のみが異なり残部が共通する新たな空気調和機を開発する場合がある。上記の一部は、例えばモータである。上記の従来の空気調和機をもとに新たな空気調和機を開発する場合、たとえ新たな空気調和機に含まれる新たなモータに適した制御定数が従来の空気調和機に含まれる従来のモータに適した制御定数に類似していても、従来の空気調和機が有する制御定数は固定値であるので、従来の空気調和機が有する制御定数を利用することはできず、新たなモータに適した制御定数を新たな空気調和機に記憶させる必要がある。
新たなモータに適した新たな制御定数を決定する場合、制御定数は複数のパラメータを含むので開発の途中に不具合が生じることがあることから、新たな制御定数の決定には長時間を要する。そのため、将来の空気調和機の開発を容易に行わせることができる空気調和機が提供されることが要求されている。
また、空気調和機が使用されることにより空気調和機に含まれるモータは経年劣化するので、経年劣化に伴ってモータに適した制御定数を変更する必要があるが、従来の空気調和機が有する制御定数は固定値であるので、新たな空気調和機を開発する場合と同様に、従来の空気調和機では、制御定数を変更することは困難である。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、将来の空気調和機の開発を容易に行わせることができると共に、モータの経年劣化に対応することができる空気調和機を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和機は、モータと、基準値を記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶する前記基準値と、前記モータに対応していて前記基準値を補正するための補正値とを用いて前記モータを制御するための制御定数を算出する算出部と、前記算出部が算出する前記制御定数を用いて前記モータを制御する制御部とを有する。
本発明に係る空気調和機は、将来の空気調和機の開発を容易に行わせることができると共に、モータの経年劣化に対応することができるという効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
まず、実施の形態1の空気調和機1の構成を説明する。図1は、実施の形態1の空気調和機1の構成を示す図である。空気調和機1は、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを有する。「n」は2以上の整数である。例えば、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、図1において示されていない送風機を駆動する。第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、空気調和機1が有する構成要素であって図1に示されていない複数の構成要素のうちで送風機以外の構成要素を駆動してもよい。第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、回転が3相の交流電圧によって制御される3相交流モータである。空気調和機1は、第1モータ2-1のみを有してもよい。すなわち、空気調和機1は、1個のモータのみを有してもよい。
まず、実施の形態1の空気調和機1の構成を説明する。図1は、実施の形態1の空気調和機1の構成を示す図である。空気調和機1は、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを有する。「n」は2以上の整数である。例えば、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、図1において示されていない送風機を駆動する。第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、空気調和機1が有する構成要素であって図1に示されていない複数の構成要素のうちで送風機以外の構成要素を駆動してもよい。第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、回転が3相の交流電圧によって制御される3相交流モータである。空気調和機1は、第1モータ2-1のみを有してもよい。すなわち、空気調和機1は、1個のモータのみを有してもよい。
空気調和機1は、第1モータ2-1の軸の位置を検出する第1位置検出回路3-1を更に有する。第1位置検出回路3-1は、第1モータ2-1に取り付けられる。第1位置検出回路3-1は、例えば磁束の変化を検出する3個のホール素子を有し、3個のホール素子を用いて第1モータ2-1の軸の位置を検出する。第1位置検出回路3-1は、検出した第1モータ2-1の軸の位置に応じてHigh又はLowの電圧を、後述するマイクロコンピュータ8に出力する。
同様に、空気調和機1は、第nモータ2-nの軸の位置を検出する第n位置検出回路3-nを更に有する。第n位置検出回路3-nは、第nモータ2-nに取り付けられる。第n位置検出回路3-nは、例えば磁束の変化を検出する3個のホール素子を有し、3個のホール素子を用いて第nモータ2-nの軸の位置を検出し、検出した軸の位置に応じてHigh又はLowの電圧をマイクロコンピュータ8に出力する。
空気調和機1は、第1モータ2-1の動作がマイクロコンピュータ8によって制御されている場合に第1モータ2-1を流れる電流を検出し、検出した電流に対応する電圧をマイクロコンピュータ8に印加する第1電流検出回路4-1を更に有する。つまり、第1電流検出回路4-1は第1モータ2-1が駆動しているときの電流量を検出する。同様に、空気調和機1は、第nモータ2-nの動作がマイクロコンピュータ8によって制御されている場合に第nモータ2-nを流れる電流を検出し、検出した電流に対応する電圧をマイクロコンピュータ8に印加する第n電流検出回路4-nを更に有する。つまり、第n電流検出回路4-nは第nモータ2-nが駆動しているときの電流量を検出する。
空気調和機1は、第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nと、空気調和機1の外部の交流電源50から印加される交流電圧を直流電圧に変換する直流電源回路6とを更に有する。第1ゲート回路5-1は、マイクロコンピュータ8による制御にしたがって、直流電源回路6によって得られる直流電圧を第1モータ2-1に印加する状態と印加しない状態とを切換える。同様に、第nゲート回路5-nは、マイクロコンピュータ8による制御にしたがって、直流電源回路6によって得られる直流電圧を第nモータ2-nに印加する状態と印加しない状態とを切換える。
空気調和機1は、直流電源回路6によって得られる直流電圧の値を下げて、当該直流電圧の値より低い値を有する直流電圧をマイクロコンピュータ8に印加する電圧検出回路7を更に有する。マイクロコンピュータ8は、電圧検出回路7によって印加される直流電圧をもとに動作する。
マイクロコンピュータ8は、第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nの動作を制御することによって、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを制御する。具体的には、上述の通り第1位置検出回路3-1は第1モータ2-1の軸の位置に応じてHigh又はLowの電圧をマイクロコンピュータ8に出力するので、マイクロコンピュータ8は、第1位置検出回路3-1から印加される電圧をもとに第1モータ2-1の軸の回転方向及び回転速度を算出する。マイクロコンピュータ8は、算出された回転方向及び回転速度をもとに第1モータ2-1を制御する。同様に、マイクロコンピュータ8は、第n位置検出回路3-nから印加される電圧をもとに第nモータ2-nの軸の回転方向及び回転速度を算出し、算出された回転方向及び回転速度をもとに第nモータ2-nを制御する。
マイクロコンピュータ8は、基準のモータを制御するための基準の制御定数である基準値を記憶する第1記憶部を有する。基準のモータは、設計された角度との誤差が極めて小さい角度で位置検出回路が取り付けられたモータであって、製造者によって特定される。第1記憶部の詳細については、図2を用いて後述する。マイクロコンピュータ8は、後述する第1補正値と基準値とを用いて第1モータ2-1を制御するための第1制御定数を算出する。第1補正値は、第1モータ2-1に対応していて基準値を補正するための値である。例えば、第1補正値は、第1モータ2-1に取り付けられる第1位置検出回路3-1の第1モータ2-1の軸に対する角度と基準のモータに取り付けられる位置検出回路の基準のモータの軸に対する角度との差異を特定する量の情報である。
同様に、マイクロコンピュータ8は、後述する第n補正値と基準値とを用いて第nモータ2-nを制御するための第n制御定数を算出する。第n補正値は、第nモータ2-nに対応していて基準値を補正するための値である。例えば、第n補正値は、第nモータ2-nに取り付けられる第n位置検出回路3-nの第nモータ2-nの軸に対する角度と基準のモータに取り付けられる位置検出回路の基準のモータの軸に対する角度との差異を特定する量の情報である。マイクロコンピュータ8は、算出された第1制御定数を用いて第1モータ2-1を制御すると共に、算出された第n制御定数を用いて第nモータ2-nを制御する。第1制御定数及び第n制御定数については、後にあらためて説明する。
空気調和機1は、上記の第1補正値、・・・、第n補正値を記憶する第2記憶部9を更に有する。第2記憶部9は、例えば、電力が与えられなくても情報を記憶することができる不揮発性メモリであって、第2記憶部9に記憶される情報は書き換えることができる。すなわち、第2記憶部9に記憶される第1補正値、・・・、第n補正値は、書き換え可能である。
次に、マイクロコンピュータ8について図2を用いて説明する。図2は、実施の形態1の空気調和機1におけるマイクロコンピュータ8の構成を示す図である。図2には、第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-n及び第2記憶部9も示されている。マイクロコンピュータ8は、基準のモータを制御するための基準の制御定数である基準値を記憶する第1記憶部81を有する。基準値は、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを制御するための制御定数を算出する際に用いられる。
上述の通り、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、回転が3相の交流電圧によって制御される3相交流モータである。3相交流モータでは、回転速度によって位相角が異なる。実施の形態1では、回転速度は3種類存在すると想定し、第1記憶部81は、3種類の回転速度に対応して、第1位相角基準値、第2位相角基準値及び第3位相角基準値の3個の基準値を記憶する。図3は、実施の形態1の空気調和機1におけるマイクロコンピュータ8の第1記憶部81が記憶する基準値テーブル81aを示す図である。基準値テーブル81aは、上記の第1位相角基準値、第2位相角基準値及び第3位相角基準値を含む。
実施の形態1では回転速度は3種類存在することを想定するが、回転速度は1種類のみ存在する場合があり、その場合、第1記憶部81は1個の基準値のみを記憶する。いずれにしても、第1記憶部81は、基準のモータを制御するための基準の制御定数である基準値を記憶する。第1記憶部81が記憶する基準値は、空気調和機1の製造時において決定されて第1記憶部81に格納される。
マイクロコンピュータ8は、算出部82を有する。算出部82の機能を説明するために、第2記憶部9について更に説明する。第2記憶部9は、第1補正値、・・・、第n補正値を含む補正値テーブル9aを記憶する。図4は、実施の形態1の空気調和機1における第2記憶部9が記憶する補正値テーブル9aを示す図である。上述の通り、第1補正値は第1モータ2-1に対応していて基準値を補正するための値であり、第n補正値は第nモータ2-nに対応していて基準値を補正するための値である。第1補正値、・・・、第n補正値は、空気調和機1の製造時において決定されて第2記憶部9に格納される。
算出部82は、モータ毎に、第1記憶部81が記憶する基準値と第2記憶部9が記憶する補正値とを用いてモータを制御するための制御定数を算出する。以下では、算出部82が、第1記憶部81が記憶する第1位相角基準値を用いて制御定数を算出する場合を想定する。例えば、算出部82は、第1位相角基準値に、第2記憶部9が記憶する第1補正値を加算することにより、第1モータ2-1を制御するための第1制御定数を算出する。又は、例えば、算出部82は、第1位相角基準値と第1補正値とを積算することにより第1制御定数を算出する。
同様に、算出部82は、第1位相角基準値に、第2記憶部9が記憶する第n補正値を加算することにより、第nモータ2-nを制御するための第n制御定数を算出する。又は、例えば、算出部82は、第1位相角基準値と第n補正値とを積算することにより第n制御定数を算出する。算出部82が行う制御定数を算出する方法は、モータの種類及びモータの制御方法の少なくとも一方に応じた方法であり、上述した方法に限定されない。いずれにしても、算出部82は、モータ毎に、第1記憶部81が記憶する基準値と第2記憶部9が記憶する補正値とを用いてモータを制御するための制御定数を算出する。
マイクロコンピュータ8は、算出部82が算出する制御定数を用いて第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを制御する制御部83を更に有する。制御部83の動作の具体例は、以下の通りである。第1モータ2-1について、制御部83は、算出部82が算出する第1制御定数を用いて第1ゲート回路5-1をオン又はオフさせるための制御信号を第1ゲート回路5-1に出力して第1ゲート回路5-1にスイッチング処理を行わせ、直流電源回路6によって得られる直流電圧を用いて第1モータ2-1に3相交流電圧を印加する制御を行う。同様に、第nモータ2-nについて、制御部83は、算出部82が算出する第n制御定数を用いて第nゲート回路5-nをオン又はオフさせるための制御信号を第nゲート回路5-nに出力して第nゲート回路5-nにスイッチング処理を行わせ、直流電源回路6によって得られる直流電圧を用いて第nモータ2-nに3相交流電圧を印加する制御を行う。
次に、空気調和機1の製造方法について説明する。図5は、実施の形態1の空気調和機1の製造方法の一部の手順を示す工程図である。図5の工程図の各ステップは、空気調和機1の製造者によって行われる。
まず、製造者は、基準値テーブル81aの各要素の値を決定する(S1)。上述の通り、第1位置検出回路3-1は第1モータ2-1に取り付けられて第1モータ2-1の軸の位置を検出する。このように、モータには当該モータの軸の位置を検出する位置検出回路が取り付けられる。位置検出回路のモータの軸に対する角度は設計によりあらかじめ決められているが、実際の製造では、モータ毎に角度は異なる。モータ毎に角度が異なるので、モータ毎の制御定数が必要となる。
上述の通り空気調和機1では、マイクロコンピュータ8における算出部82は、モータ毎に、第1記憶部81が記憶する基準値と第2記憶部9が記憶する補正値とを用いてモータを制御するための制御定数を算出する。算出部82が制御定数を算出するために、基準値が必要である。ステップS1では、製造者は、基準のモータを制御するための基準の制御定数である基準値を決定する。具体的には、ステップS1において、製造者は、上記の第1位相角基準値、第2位相角基準値及び第3位相角基準値を決定する。
上述の通り、基準のモータは、設計された角度との誤差が極めて小さい角度で位置検出回路が取り付けられたモータであって、製造者によって特定される。製造者は、制御定数を増減させつつ基準のモータを駆動させ、モータ及びモータの制御回路の消費電力量を測定し、消費電力量が最小となる制御定数を基準値と決定する。
次に、製造者は、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを生産し、生産された第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nについて、誤差量を測定する(S2)。例えば、第1モータ2-1についての誤差量は、第1モータ2-1に取り付けられた第1位置検出回路3-1の第1モータ2-1の軸に対する角度と基準のモータに取り付けられた位置検出回路の基準のモータの軸に対する角度との差異を特定する量の情報である第1補正値である。
第nモータ2-nについての誤差量は、第nモータ2-nに取り付けられた第n位置検出回路3-nの第nモータ2-nの軸に対する角度と基準のモータに取り付けられた位置検出回路の基準のモータの軸に対する角度との差異を特定する量の情報である第n補正値である。上述の通り、第1補正値は第1モータ2-1に対応していて基準値を補正するための値であり、第n補正値は第nモータ2-nに対応していて基準値を補正するための値である。
次に、製造者は、補正値テーブル9aに含まれる補正値を決定し、それにより補正値テーブル9aを決定する(S3)。補正値テーブル9aに含まれる補正値は、ステップS2において測定された第1補正値、・・・、第n補正値である。
次に、製造者は、例えばパーソナルコンピュータを用いて、マイクロコンピュータ8の第1記憶部81に、空気調和機1を制御するためのプログラムを書き込む(S4)。当該プログラムは、ステップS1において決定された基準値テーブル81aの各要素の値を含む。つまり、ステップS4において、第1記憶部81は、基準のモータを制御するための基準の制御定数である基準値を記憶する。
次に、製造者は、例えばパーソナルコンピュータを用いて、第2記憶部9に、ステップS3において決定された補正値を含む補正値テーブル9aを書き込む(S5)。補正値テーブル9aは、第1補正値、・・・、第n補正値を含む。つまり、ステップS5において、第2記憶部9は第1補正値、・・・、第n補正値を記憶する。製造者は、補正値テーブル9aと共に他の情報を第2記憶部9に書き込んでもよい。
なお、ステップS5の動作は、ステップS4の動作の前に行われてもよい。同様に、ステップS1の動作はステップS4の動作の前に行われればよく、ステップS2及びステップS3の動作はステップS5の動作の前に行われればよい。
次に、実施の形態1の空気調和機1の動作を説明する。図6は、実施の形態1の空気調和機1の動作を示すフローチャートである。例えば、図1には示されていない運転を開始させるためのボタンがユーザによって押されることにより、又は図1には示されていない電力を空気調和機1に供給させるためのボタンがユーザによって押されることにより、空気調和機1は運転を開始する。上記の二つのボタンはいずれも、空気調和機1の筐体に取り付けられている。
マイクロコンピュータ8の算出部82は、マイクロコンピュータ8の第1記憶部81から基準値テーブル81aを読み出す(S11)。次に、算出部82は、第2記憶部9から補正値テーブル9aを読み出す(S12)。ステップS12の動作は、ステップS11の動作の前に行われてもよい。
次に、算出部82は、基準値テーブル81aと補正値テーブル9aとを用いて、モータ毎に、モータを制御するための制御定数を算出する(S13)。例えば、算出部82は、基準値テーブル81aにおける第1位相角基準値に、補正値テーブル9aにおける第1補正値を加算することにより、第1モータ2-1を制御するための第1制御定数を算出する。又は、例えば、算出部82は、基準値テーブル81aにおける第n位相角基準値に、補正値テーブル9aにおける第n補正値を加算することにより、第nモータ2-nを制御するための第n制御定数を算出する。
次に、マイクロコンピュータ8の制御部83は、算出部82によって算出された制御定数を用いて第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nを制御し、それにより第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを制御する(S14)。例えば、制御部83は、算出部82が算出する第1制御定数を用いて第1ゲート回路5-1に対して第1制御定数に対応する制御波形を出力し、それにより第1モータ2-1の動作を制御する。同様に、例えば、制御部83は、算出部82が算出する第n制御定数を用いて第nゲート回路5-nに対して第n制御定数に対応する制御波形を出力し、それにより第nモータ2-nの動作を制御する。
上述の通り、空気調和機1は、第1記憶部81が記憶する基準値と第2記憶部9が記憶する補正値とを用いてモータを制御するための制御定数を算出し、算出された制御定数を用いてモータを制御する。製造メーカは、将来の空気調和機を開発する場合、空気調和機1をもとに開発を行えば、制御定数の全部ではなく第2記憶部9が記憶する補正値だけを変更すればよいので、将来の空気調和機の開発を従来よりも容易に行うことができる。すなわち、空気調和機1は、将来の空気調和機の開発を従来よりも容易に行わせることができる。
加えて、空気調和機1が使用されることにより空気調和機1に含まれるモータが経年劣化しても、制御定数の全部ではなく第2記憶部9が記憶する補正値だけを設定し直せばよいので、空気調和機1はモータの経年劣化に対応することができる。つまり、空気調和機1は、モータが経年劣化しても、適切な制御定数をもとに当該モータを駆動させることができる。モータが適切な制御定数をもとに駆動されるので、各モータが駆動する際の消費電力は、基準のモータが駆動する場合の消費電力に近くなって少なくなる。
さらに、空気調和機1は、第1記憶部81が基準値を記憶して第2記憶部9がモータ毎の補正値を記憶するので、複数のモータのすべての制御定数を記憶しなければならない場合に比べて、第1記憶部81の記憶容量を小さくすることができる。上述のように、第1記憶部81はマイクロコンピュータ8に含まれて一般的に主記憶装置と呼ばれるものである。つまり、空気調和機1には、比較的に記憶容量が小さい主記憶装置を有するマイクロコンピュータ8を搭載することができる。言い換えると、製造者は、空気調和機1を製造する際に、比較的に記憶容量が小さい主記憶装置を有するマイクロコンピュータ8を用いることができる。更に言うと、空気調和機1は、製造者に、搭載されるマイクロコンピュータ8を選択しやすくさせる。
なお、実施の形態1では、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、回転が3相の交流電圧によって制御される3相交流モータである。しかしながら、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nは、3相交流モータ以外のモータであってもよい。第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nの種類は、限定されない。
また、実施の形態1では、空気調和機1における算出部82及び制御部83はマイクロコンピュータ8によって実現されるが、算出部82及び制御部83の複数の機能の一部又は全部は、処理回路70によって実現されてもよい。図7は、実施の形態1の空気調和機1を構成する算出部82及び制御部83の少なくとも一部が処理回路70であることを示す図である。処理回路70は、専用のハードウェアである。すなわち、処理回路70は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものである。算出部82及び制御部83の複数の機能のうちの一部の機能を有する構成要素は、残部の機能を有する構成要素とは別個の専用のハードウェアであってもよい。
また、実施の形態1では、第1記憶部81はマイクロコンピュータ8に含まれるが、第1記憶部81はマイクロコンピュータ8の外部に設けられる記憶装置であってもよい。
実施の形態2.
次に、実施の形態2の空気調和機の構成を説明する。実施の形態2の空気調和機は、実施の形態1の空気調和機1と類似する装置であって、空気調和機1が有するマイクロコンピュータ8の替りにマイクロコンピュータ8Aを有する。実施の形態2では、実施の形態1の算出部82は算出部82aに置き換えられており、実施の形態1の第2記憶部9は第2記憶部9Xに置き換えられている。第2記憶部9Xは、実施の形態1の第2記憶部9と同様に不揮発性メモリである。実施の形態2では、主に実施の形態1との相違点を説明する。
次に、実施の形態2の空気調和機の構成を説明する。実施の形態2の空気調和機は、実施の形態1の空気調和機1と類似する装置であって、空気調和機1が有するマイクロコンピュータ8の替りにマイクロコンピュータ8Aを有する。実施の形態2では、実施の形態1の算出部82は算出部82aに置き換えられており、実施の形態1の第2記憶部9は第2記憶部9Xに置き換えられている。第2記憶部9Xは、実施の形態1の第2記憶部9と同様に不揮発性メモリである。実施の形態2では、主に実施の形態1との相違点を説明する。
図8は、実施の形態2の空気調和機におけるマイクロコンピュータ8Aの構成を示す図である。実施の形態2のマイクロコンピュータ8Aは、実施の形態1のマイクロコンピュータ8が有する第1記憶部81及び制御部83を有すると共に、算出部82a及び補正値演算部84を有する。算出部82aは、実施の形態1の算出部82と同様に、各モータの制御定数を算出する。
補正値演算部84は、第1位置検出回路3-1、第n位置検出回路3-n、第1電流検出回路4-1、第n電流検出回路4-n及び電圧検出回路7によって検出された値をもとに、第1記憶部81が有する基準値を補正するための補正値を演算する。基準値は、基準のモータを制御するための基準の制御定数である。
補正値演算部84は、算出部82aが補正値を演算する要求を発行した場合に補正値を演算し、演算によって得られる補正値を算出部82aに出力する。第2記憶部9Xは、実施の形態1の第2記憶部9と同様に、第1補正値、・・・、第n補正値を含む補正値テーブル9aを記憶すると共に、補正値演算部84が補正値を演算する必要があるか否かを特定する情報を、演算要否9bの領域において記憶する。
算出部82aは、第2記憶部9Xの演算要否9bの領域において、補正値演算部84が補正値を演算する必要があることを示す「補正要」という情報と、補正値演算部84が補正値を演算する必要がないことを示す「補正不要」という情報とのいずれが記憶されているのかを判断する。演算要否9bの領域において「補正要」という情報が記憶されている場合、算出部82aは、補正値を演算する要求を補正値演算部84に対して発行し、モータ毎の補正値を補正値演算部84から取得する。算出部82aは、第1記憶部81が記憶する基準値と補正値演算部84が演算によって得る補正値とを用いてモータを制御するための制御定数を算出する。算出部82aは、制御定数の算出を完了すると、演算要否9bの情報を「補正不要」という情報に変更する。
他方、演算要否9bの領域において「補正不要」という情報が記憶されている場合、算出部82aは、実施の形態1の算出部82と同様に、モータ毎に、第1記憶部81が記憶する基準値と第2記憶部9Xが記憶する補正値とを用いてモータを制御するための制御定数を算出する。算出部82aが制御定数を算出すると、制御部83は実施の形態1と同様に各モータを制御する。
図9は、実施の形態2の空気調和機における第2記憶部9Xの製造方法の手順を示すフローチャートである。実施の形態2の空気調和機の製造者は、第2記憶部9Xを有する基板を作成する(S21)。次に、製造者は、第2記憶部9Xの演算要否9bの領域に「補正要」という情報を書き込む(S22)。
図10は、実施の形態2の空気調和機におけるマイクロコンピュータ8Aの動作の手順を示すフローチャートである。実施の形態2の空気調和機が運転を開始すると、算出部82aは、第1記憶部81から基準値テーブル81aを読み出す(S31)。次に、算出部82aは、第2記憶部9Xの演算要否9bの領域における情報を読み出し(S32)、演算要否9bの領域に「補正要」という情報が記憶されているか否かを判断する(S33)。
演算要否9bの領域に「補正要」という情報が記憶されている場合(S33でYes)、算出部82aはステップS31において読み出した基準値テーブル81aに含まれる基準値を制御部83に出力し、制御部83は基準値テーブル81aに含まれる基準値を用いて各ゲート回路を制御する(S34)。補正値演算部84は、第1位置検出回路3-1、第n位置検出回路3-n、第1電流検出回路4-1、第n電流検出回路4-n及び電圧検出回路7によって検出された各値をもとに、第1記憶部81が有する基準値を補正するための補正値を演算する(S35)。ステップS35において行われる動作の詳細については、図11を用いて後述する。
算出部82aは、補正値演算部84によって得られた補正値を第2記憶部9Xの補正値テーブル9aに書き込み(S36)、第2記憶部9Xにおける演算要否9bの領域に「補正不要」という情報を書き込む(S37)。算出部82aは、補正値演算部84によって得られた補正値と、ステップS31において読み出した基準値テーブル81aとを用いて、実施の形態1の算出部82が制御定数を算出するように、モータ毎に、モータを制御するための制御定数を算出する(S39)。
演算要否9bの領域において「補正要」という情報が記憶されていない場合(S33でNo)、すなわち、演算要否9bの領域において「補正不要」という情報が記憶されている場合(S33でNo)、算出部82aは、第2記憶部9Xから補正値テーブル9aを読み出し(S38)、実施の形態1と同様に、補正値テーブル9aとステップS31において読み出した基準値テーブル81aとを用いて、モータ毎に、モータを制御するための制御定数を算出する(S39)。ステップ39の後に、制御部83は、算出部82aによって算出された制御定数を用いて第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nを制御し、それにより第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nを制御する(S40)。
次に、図10のフローチャートのステップS35において行われる動作の詳細について説明する。図11は、実施の形態2の空気調和機におけるマイクロコンピュータ8Aが図10のフローチャートのステップS35において行う動作の手順を示すフローチャートである。補正値演算部84は、第1電流検出回路4-1及び電圧検出回路7によって検出された各値をもとに、第1ゲート回路5-1の消費電力を算出する(S41)。同様に、補正値演算部84は、第n電流検出回路4-n及び電圧検出回路7によって検出された各値をもとに、第nゲート回路5-nの消費電力を算出する(S41)。
算出部82aは、第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nを制御するために現在使用されている制御定数を複写して基準値に設定する(S42)。算出部82aはステップS42において設定された基準値である制御定数を正方向に補正した制御定数を算出し、制御部83は、算出部82aによって算出された制御定数であって基準値を正方向に補正した制御定数を用いて第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nを制御する(S43)。例えば、現在使用されている制御定数である基準値が、位相角が30度であるときの制御定数である場合、算出部82aは、位相角を5度増加させて35度であるときの制御定数を算出する。なお、上記の5度は一例であって、位相角を増加させる角度は5度に限定されない。
補正値演算部84は、第1電流検出回路4-1及び電圧検出回路7によって検出された各値をもとに、第1ゲート回路5-1の消費電力を算出する(S44)。補正値演算部84は、ステップS44において算出された消費電力がステップS41において算出された消費電力より低下したか否かを判断する(S45)。ステップS44において算出された消費電力がステップS41において算出された消費電力より低下したと補正値演算部84によって判断された場合(S45でYes)、マイクロコンピュータ8Aの動作はステップS42に移行する。すなわち、ステップS45でYesの場合、マイクロコンピュータ8AはステップS41からステップS44までの各動作を繰り返して行う。
ステップS44において算出された消費電力がステップS41において算出された消費電力より低下したと補正値演算部84によって判断されなかった場合(S45でNo)、算出部82aは、第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nを制御するために現在使用されている制御定数を複写して基準値に設定する(S46)。算出部82aはステップ46において設定された基準値である制御定数を負方向に補正した制御定数を算出し、制御部83は、算出部82aによって算出された制御定数であって基準値を負方向に補正した制御定数を用いて第1ゲート回路5-1、・・・、第nゲート回路5-nを制御する(S47)。例えば、現在使用されている制御定数である基準値が、位相角が30度であるときの制御定数である場合、算出部82aは、位相角を5度減少させて25度であるときの制御定数を算出する。なお、上記の5度は一例であって、位相角を減少させる角度は5度に限定されない。
補正値演算部84は、第1電流検出回路4-1及び電圧検出回路7によって検出された各値をもとに、第1ゲート回路5-1の消費電力を算出する(S48)。補正値演算部84は、ステップS48において算出された消費電力がステップS44において算出された消費電力より低下したか否かを判断する(S49)。ステップS48において算出された消費電力がステップS44において算出された消費電力より低下したと補正値演算部84によって判断された場合(S49でYes)、マイクロコンピュータ8Aの動作はステップS46に移行する。すなわち、ステップS49でYesの場合、マイクロコンピュータ8AはステップS46からステップS48までの各動作を繰り返して行う。
ステップS48において算出された消費電力がステップS44において算出された消費電力より低下したと補正値演算部84によって判断されなかった場合(S49でNo)、補正値演算部84は、第1記憶部81に記憶されている基準値テーブル81aに含まれる基準値と現在使用されている制御定数との差分を補正値に決定する(S50)。
実施の形態2の空気調和機は、各ゲート回路における消費電力を考慮して制御定数を算出するので、第2記憶部9Xに記憶される補正値テーブル9aの情報を変更することなく、各モータに適した制御定数を動的に算出して各ゲート回路を制御することができる。加えて、実施の形態2の空気調和機では、消費電力をもとに補正値を1度算出すれば、以後は補正値を算出する必要はなくなり、マイクロコンピュータ8Aの演算の負荷を抑制することができる。マイクロコンピュータ8Aの演算の負荷が小さくなるので、演算能力が高くない安価なマイクロコンピュータをマイクロコンピュータ8Aに用いることができ、ひいては実施の形態2の空気調和機を低費用で製造することができる。
実施の形態2の空気調和機における算出部82a、制御部83及び補正値演算部84はマイクロコンピュータ8Aによって実現されるが、算出部82a、制御部83及び補正値演算部84の複数の機能の一部又は全部は、図7の処理回路70と同等の処理回路によって実現されてもよい。
実施の形態3.
次に、実施の形態3の空気調和機の構成を説明する。実施の形態3の空気調和機は、実施の形態2の空気調和機と類似する装置であって、空気調和機が有するマイクロコンピュータ8Aの替りにマイクロコンピュータ8Bを有する。実施の形態3では、実施の形態2の第2記憶部9Xは第2記憶部9Yに置き換えられている。第2記憶部9Yは、実施の形態2の第2記憶部9Xと同様に不揮発性メモリである。実施の形態3では、主に実施の形態2との相違点を説明する。
次に、実施の形態3の空気調和機の構成を説明する。実施の形態3の空気調和機は、実施の形態2の空気調和機と類似する装置であって、空気調和機が有するマイクロコンピュータ8Aの替りにマイクロコンピュータ8Bを有する。実施の形態3では、実施の形態2の第2記憶部9Xは第2記憶部9Yに置き換えられている。第2記憶部9Yは、実施の形態2の第2記憶部9Xと同様に不揮発性メモリである。実施の形態3では、主に実施の形態2との相違点を説明する。
図12は、実施の形態3の空気調和機におけるマイクロコンピュータ8Bの構成を示す図である。実施の形態3のマイクロコンピュータ8Bは、実施の形態2のマイクロコンピュータ8Aが有するすべての構成要素を有すると共に、計測部85を有する。計測部85は、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nの運転時間を計測する。計測部85は、複数のモータの各々の運転時間を計測してもよいし、複数のモータのいずれかひとつの運転時間を計測してもよい。
第2記憶部9Yは、実施の形態2の第2記憶部9Xと同様に、第1補正値、・・・、第n補正値を含む補正値テーブル9aを記憶すると共に、補正値演算部84が補正値を演算する必要があるか否かを特定する情報を演算要否9bの領域において記憶する。加えて、第2記憶部9Yは、累積運転時間9cの領域において第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nの累積運転時間を記憶する。マイクロコンピュータ8Bの計測部85は、計測した第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nが運転する時間を累積運転時間9cの領域に書き加える。例えば、計測部85は、モータ毎に、計測した運転時間を累積運転時間9cの領域に書き加える。
さらに、計測部85は、第2記憶部9Yの累積運転時間9cの領域において記憶される累積運転時間があらかじめ決められた閾値に到達したか否かを判断し、累積運転時間が閾値に到達したと判断した場合に第2記憶部9Yの演算要否9bの領域に「補正要」という情報を書き込む。閾値は複数個存在し、計測部85は、累積運転時間が各閾値に到達する毎に、第2記憶部9Yの演算要否9bの領域に「補正要」という情報を書き込む。複数の閾値は、例えば1000時間の整数倍の時間である。具体的には、複数の閾値の一例は、1000時間、2000時間、3000時間、4000時間及び5000時間である。
図13は、実施の形態3の空気調和機におけるマイクロコンピュータ8Bの計測部85の動作の手順を示すフローチャートである。計測部85は、実施の形態3の空気調和機が運転を開始すると、第1モータ2-1、・・・、第nモータ2-nの運転時間を計測し(S51)、モータ毎に、計測したモータの運転時間を第2記憶部9Yの累積運転時間9cの領域に書き加える(S52)。
計測部85は、第2記憶部9Yの累積運転時間9cの領域において記憶されている各モータの累積運転時間が閾値に到達したか否かを判断する(S53)。計測部85は、累積運転時間が閾値に到達していないと判断した場合(S53でNo)、ステップS53の動作の後にステップS51の動作を行う。他方、計測部85は、累積運転時間が閾値に到達したと判断した場合(S53でYes)、第2記憶部9Yの演算要否9bの領域に「補正要」という情報を書き込む(S54)。
「補正要」という情報が演算要否9bの領域に書き込まれると、算出部82aは、実施の形態2と同様に、補正値演算部84によって得られた補正値と、基準値テーブル81aとを用いて、モータ毎に、モータを制御するための制御定数を算出する。すなわち、算出部82aは、計測部85によって計測されたモータの運転時間の累積値があらかじめ決められた閾値に到達した場合、補正値演算部84が演算によって得る補正値と、基準値テーブル81aとを用いて、モータ毎に、モータを制御するための制御定数を算出する。
実施の形態3の空気調和機は、モータの累積運転時間が閾値を超えた場合に制御定数を更新する。制御定数が更新されるので、経年劣化によりモータの特性が変化しても、適正な制御定数でモータを制御することができる。更に言うと、制御定数はモータの累積運転時間が閾値を超える毎に更新されるので、言い換えると定期的に更新されるので、経年劣化によりモータの特性が変化しても、適正な制御定数をもとにモータを制御することができる。すなわち、実施の形態3の空気調和機は、長時間にわたって使用された場合のモータの特性の変化に起因する消費電力の増加を抑制することができる。
実施の形態3の空気調和機における算出部82a、制御部83、補正値演算部84及び計測部85はマイクロコンピュータ8Bによって実現されるが、算出部82a、制御部83、補正値演算部84及び計測部85の複数の機能の一部又は全部は、図7の処理回路70と同等の処理回路によって実現されてもよい。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
1 空気調和機、2-1 第1モータ、2-n 第nモータ、3-1 第1位置検出回路、3-n 第n位置検出回路、4-1 第1電流検出回路、4-n 第n電流検出回路、5-1 第1ゲート回路、5-n 第nゲート回路、6 直流電源回路、7 電圧検出回路、8,8A,8B マイクロコンピュータ、9,9X,9Y 第2記憶部、9a 補正値テーブル、70 処理回路、81 第1記憶部、81a 基準値テーブル、82,82a 算出部、83 制御部、84 補正値演算部、85 計測部。
Claims (4)
- モータと、
基準値を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する前記基準値と、前記モータに対応していて前記基準値を補正するための補正値とを用いて前記モータを制御するための制御定数を算出する算出部と、
前記算出部が算出する前記制御定数を用いて前記モータを制御する制御部と
を備えることを特徴とする空気調和機。 - 前記補正値を記憶する第2記憶部を更に備え、
前記算出部は、前記記憶部が記憶する前記基準値と前記第2記憶部が記憶する前記補正値とを用いて前記制御定数を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。 - 前記モータが駆動しているときの電流量を測定する電流検出回路と、
前記電流検出回路が測定する電流量を用いて前記基準値を補正するための補正値を演算する補正値演算部とを更に備え、
前記算出部は、前記記憶部が記憶する前記基準値と前記補正値演算部が演算によって得る前記補正値とを用いて前記制御定数を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。 - 前記モータの運転時間を計測する計測部を更に備え、
前記算出部は、前記計測部によって計測された前記運転時間の累積値があらかじめ決められた閾値に到達した場合に前記制御定数を算出する
ことを特徴とする請求項3に記載の空気調和機。
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2016
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