風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置以及送風(fēng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于通風(fēng)管的送風(fēng)等的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置以及送風(fēng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，送風(fēng)裝置被廣泛使用于各領(lǐng)域，例如在頂棚埋入型換氣裝置中，經(jīng)由通風(fēng)管 通過送風(fēng)機(jī)對(duì)屋內(nèi)的空氣進(jìn)行換氣。在這樣的換氣裝置中，通風(fēng)管的污垢、設(shè)置于通風(fēng)管內(nèi) 的過濾器的污垢等會(huì)引起送風(fēng)裝置的負(fù)荷變化。在國(guó)際公開第2007/040180號(hào)公報(bào)、國(guó)際 公開第2009/110219號(hào)公報(bào)中公開了如下結(jié)構(gòu)：根據(jù)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)電流計(jì)算風(fēng)量，從 而控制馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，由此降低負(fù)荷的變化引起的流量（風(fēng)量）變動(dòng)。并且在日本公開公報(bào) 特開2008-4308號(hào)公報(bào)中公開了如下結(jié)構(gòu)：沒有另外設(shè)置用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的傳感 器（所謂的無(wú)傳感器），通過驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，從而驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
[0003] 并且關(guān)于這樣的送風(fēng)裝置等的馬達(dá)的控制，在日本公開公報(bào)專利3653670號(hào)公報(bào) 等中公開了如下結(jié)構(gòu)：通過所謂的矢量控制來控制馬達(dá)。
[0004] 可是在馬達(dá)中存在如下缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差會(huì)引起所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變化，該 轉(zhuǎn)子磁通密度在馬達(dá)間存在偏差。其結(jié)果是，例如在送風(fēng)裝置中存在如下問題：風(fēng)量因馬達(dá) 而變化，相對(duì)于設(shè)定風(fēng)量的誤差在馬達(dá)間變化較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明考慮到以上問題點(diǎn)，以充分地降低轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差引起的所產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 矩的變化為目的。
[0006] 本發(fā)明者們想到通過如下方式完成本發(fā)明：在通過矢量控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的風(fēng)扇馬達(dá) 驅(qū)動(dòng)裝置中，基于轉(zhuǎn)子磁通密度改變控制量。
[0007] (1)是一種風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，其通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，所述風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置具 有：
[0008] 位置速度推測(cè)部，所述位置速度推測(cè)部計(jì)算所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度的推測(cè)值以及所 述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的推測(cè)值；
[0009] 乘法運(yùn)算部，所述乘法運(yùn)算部將由所述位置速度推測(cè)部計(jì)算出的所述轉(zhuǎn)速乘以流 量系數(shù)來計(jì)算控制目標(biāo)值；以及
[0010] 電流矢量控制部，所述電流矢量控制部根據(jù)所述控制目標(biāo)值通過反饋控制來控制 所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流，
[0011] 所述風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置至少根據(jù)通過電流傳感器取得的驅(qū)動(dòng)電流和從所述位置 速度推測(cè)部得到的所述旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)子磁通密度，根據(jù)計(jì)算出的所述轉(zhuǎn)子 磁通密度改變用于驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)的控制值。
[0012] 根據(jù)（1)，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)速乘以流量系數(shù)來設(shè)定控制目標(biāo)值，由此通過基于流量恒定控 制的矢量控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其結(jié)果是，與以往相比能夠通過簡(jiǎn)單的處理以將流量維持為恒定 的方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。并且這時(shí)計(jì)算馬達(dá)的轉(zhuǎn)子磁通密度，根據(jù)計(jì)算出的該轉(zhuǎn)子磁通密度改變 用于驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)的控制值，由此通過與馬達(dá)間的轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差對(duì)應(yīng)的控制值驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)，從而能夠充分地降低轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差引起的所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化。
[0013] (2)是在（1)中，通過基于所述轉(zhuǎn)子磁通密度對(duì)所述乘法運(yùn)算部的相乘值進(jìn)行運(yùn) 算處理，改變所述控制值。
[0014] 根據(jù)（2)，通過操作控制目標(biāo)值，能夠充分降低轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差引起的所產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)矩的變化。
[0015] (3)是在（1)中，根據(jù)所述轉(zhuǎn)子磁通密度改變用于所述反饋控制的反饋值，由此改 變所述控制值。
[0016] 根據(jù)（3)，通過操作反饋控制所涉及的反饋值，能夠充分降低轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差 引起的所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化。
[0017] ⑷是在⑴、⑵或⑶中，
[0018] 所述電流矢量控制部具有：
[0019] 克拉克變換部，所述克拉克變換部對(duì)所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行克拉克變換；
[0020] 派克變換部，所述派克變換部根據(jù)由所述位置速度推測(cè)部取得的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)所述 克拉克變換部的輸出進(jìn)行派克變換而輸出所述反饋值；
[0021 ] 減法運(yùn)算部，所述減法運(yùn)算部計(jì)算所述控制目標(biāo)值與輸出的所述反饋值之間的差 分值；
[0022] 控制器，所述控制器根據(jù)所述減法運(yùn)算部的輸出而生成所述控制值；
[0023] 派克逆變換部，所述派克逆變換部根據(jù)由所述位置速度推測(cè)部取得的旋轉(zhuǎn)角度對(duì) 所述控制值進(jìn)行派克逆變換；以及
[0024] 克拉克逆變換部，所述克拉克逆變換部對(duì)所述派克逆變換部的輸出進(jìn)行克拉克逆 變換。
[0025] 根據(jù)（4)，更具體地構(gòu)成電流矢量控制部，能夠充分降低轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差引起 的所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化。
[0026] (5)是一種送風(fēng)裝置，通過（1)、（2)、（3)、（4)中的任一項(xiàng)記載的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝 置驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)扇的馬達(dá)而進(jìn)行送風(fēng)。
[0027] 根據(jù)（5)，能夠提供一種有效避免喘振的送風(fēng)裝置。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，能夠充分降低轉(zhuǎn)子磁通密度的偏差引起的所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的變化。
[0029] 通過以下參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)說明，可以更清楚地理解本發(fā)明的 上述以及其他要素、特征、步驟、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0030] 圖1是示出本申請(qǐng)的例示性的一實(shí)施方式所涉及的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
[0031] 圖2是詳細(xì)示出圖1的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
[0032] 圖3是用于說明圖2的框圖的圖。
[0033] 圖4是示出控制特性的特性曲線圖。
[0034] 圖5是示出涉及轉(zhuǎn)矩的控制特性的特性曲線圖。
[0035] 圖6是示出位置速度推測(cè)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
[0036] 圖7是示出本申請(qǐng)的例示性的另一實(shí)施方式所涉及的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
[0037] 圖8是用于說明圖7的框圖的圖。
[0038] 圖9是示出本申請(qǐng)的例示性的其他實(shí)施方式所涉及的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0040] 在本申請(qǐng)的例示性的一實(shí)施方式中，以將風(fēng)量保持為由控制目標(biāo)值指示的恒定值 的方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，從而修正馬達(dá)間的偏差引起的風(fēng)量相對(duì)于該控制目標(biāo)值的偏差。因此關(guān) 于該實(shí)施方式所涉及的送風(fēng)裝置，先對(duì)將風(fēng)量保持為恒定值的馬達(dá)控制的原理進(jìn)行說明。 在此若設(shè)送風(fēng)的風(fēng)量（流量）為Q、用于送風(fēng)的馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為N[r/min]、該馬達(dá)的輸出為 P [W]，則通過比例關(guān)系表示、即通過以下的關(guān)系式來表示風(fēng)量Q和轉(zhuǎn)速N與輸出P。 _]【式⑴】
[0042] QN2°c P ......(1)
[0043] 由此可知：為了將風(fēng)量Q保持為恒定，只要以P/N2為恒定值的方式進(jìn)行控制即可。 在此若定義與風(fēng)量Q成比例的系數(shù)（KtjOcQ),則式（1)能夠變形為通過下式表示的那樣。
[0044] 【式⑵】
[0045] Kq · N2= P ......(2)
[0046] 將該轉(zhuǎn)速N和輸出P變換為在矢量控制中使用的物理量。在此，轉(zhuǎn)速N能夠使用 電角速度Wf3[rad/sec]和馬達(dá)的極對(duì)數(shù)Pp來通過下式表示。
[0047] 【式（3)】
[0048] /V --?紙 ………i 3 ) 2m、P p 、
[0049] 并且，馬達(dá)輸出P能夠通過馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩τ和機(jī)械角速度com[rad/sec]由下 式表不。
[0050] 【式（4)】
[0051] P = τ ωη ......(4)
[0052] 并且，在一般的無(wú)刷直流馬達(dá)（表面磁鐵型的永磁鐵型同步馬達(dá)）中，該轉(zhuǎn)矩τ 能夠由下式表示的那樣通過極對(duì)數(shù)Ρρ、轉(zhuǎn)子磁通密度φ [Vs/rad]與q軸驅(qū)動(dòng)電流iq的積 表不。
[0053] 【式（5)】
[0054] τ = ρρ . φ . iq ......(5)
[0055