专利名称：送风装置及搭载该送风装置的电气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及搭载于换气装置、空气调节机等上的送风装置及搭栽该送风 装置的电气设备。
背景技术：
参照图11至图14对日本专利申请特开2002-165477号公报和日本专利 申请特开平10-89674号公报所公开的现有的送风装置进行说明。图11表示现有的无刷DC电动机104 (以下称电动机104)的电路。将 对交流电压101进行整流的直流电压，经由逆变器器105施加于电动4几104。 所述电路进一步具有电流检测器106、转子位置传感器107、控制装置IIO。 如图所示，控制装置110具有转速^r测部111、电流4企测部112、风量运算 部113、速度控制部114。图12表示速度控制部114的电路。风量运算部113运算出用于实现目 标风量的电动机104的目标转速。速度控制部114生成具有用于实现目标转 速的输出电压的PWM信号。逆变器器105对电动才几104进行PWM驱动。如图13所示，在以一定电压驱动电动机104的情况下，在小的转速变 化下，风量会有大的变化。因此，在外部风压等的影响下，当压力损失有很 小的变化时，风量就会有很大的变化。本发明提供一种即使压力损失发生变 化也能够实现将风量控制为一定的送风装置。发明内容本发明的送风装置具有送风机；送风机的风量指示电路；驱动送风机 的无刷DC电动机；无刷DC电动机的逆变器电路；用于无刷DC电动机的 驱动逻辑控制电路；无刷DC电动机的转速检测电路；对逆变器电路供给低 压直流电压的低压直流电源；控制逆变器电路的平均电流的供给电流控制电 路；指示平均电流的电流指示电路，通过电流指示电路，控制无刷DC电动 机的转速，将送风机的风量控制为一定。
图1是表示本发明的实施方式1的换气装置的结构图；图2是表示图1所示的换气装置的规定转速存储的一例的图；图3是表示搭载于图1所示的换气装置的电动机特性的一例的图;图4是表示图1所示的换气装置特性的一例的图；图5是表示图1所示的换气装置的风量控制过程的图；图6是表示图1所示的换气装置的外观图；图7是表示本发明的实施方式2的换气装置的结构图；图8是表示搭载于图7所示的换气装置的电动机特性的一例的图;图9是表示图7所示的换气装置特性的一例的图；图IO是表示图7所示的换气装置的外观图；图11是表示现有的送风装置的电路框图；图12是表示图11所示的送风机的电路结构图；图13是表示搭载于图11所示的送风机的电动机特性的图；图14是表示图11所示的送风机特性的一例的图。附图标记1 送风机2 驱动线圈3 磁铁转子4 霍尔元件5 驱动逻辑控制电路6 逆变器电路8 低压直流电源9 整流电路10, 26 搭栽送风装置的换气装置(电气设备)11 无刷DC电动枳i13， 27 转速4企测电路14 低压直流电压变更电路15 风量指示电路17 规定转速存储电路19 电流指示电^各20, 28 风量控制电^各21 电流检测电路22 供给电流控制电路 24 扭矩特性控制电路具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。 (实施方式1 )如图1至6所示，搭载送风装置的换气装置IO(电气设备)内置有搭载 无刷DC电动机11 (以下称电动机11 )的送风机1，经由管道23将室内空 气排出室外。电动机ll内置有驱动线圈2;磁铁转子3;用于检出磁极位 置的霍尔元件4;合成霍尔元件4的输出波形的磁束波形合成电路12;逆变 器电路6;逻辑电路5;电流波形控制电路7;将商用交流电源变换为45V 以下的直流电压的低压直流电源8;检测逆变器电路6的电流的电流检测电 路21;使逆变器电路6的平均电流成为指示值、可改变低压直流电源8的输 出电压的供给电流控制电路22。电流检测电路21在标准电压上使用分路调整器，对电流设定电阻进行 功能微调，提高检测精度。上述电路除一部分部件外，由混合集成电路构成。 由脉冲信号电路4a生成的脉冲信号及低压直流电源8的输出电压通过电动 机11向外部输出。向电动才几11输入对商用交流电源进行整流而变得平滑的高压直流电压 和指示供给电流控制电路22控制的平均电流的电流指示电压。在电动机11 的外部配置有对商用交流电源进行整流的整流电路9;平滑电容器18;通 过自电动机11输出的脉冲信号检测磁铁转子3的转速的转速检测电路13; 指示由供给电流控制电路22控制的平均电流值的电流指示电路19;指示送 风机1风量的风量指示电路15;对应于电流指示电路19所指示的多个指示 电流，将用于指示的风量所需要的转速作为规定转速而进行存储的规定转速 存储电路17;由规定转速存储电路17选定对应于指示的风量和电流的规定 转速、并使所选定的规定转速与运转转速相同、而对逆变器电路6的电流值 进行控制的风量控制电路20。上述转速检测电路13、规定转速存储电路17、电流指示电路19、风量 控制电路20由微型计算机16构成。作为微型计算机16用的电源，将由低 压直流电源8生成的直流电压进行减压而供给。当接通电源，则向逆变器电路6供给规定电流，磁铁转子3旋转。由于 磁铁转子3的磁极由磁极各向异性磁铁3a构成，因此，驱动线圈2的感应 电压和霍尔元件4的检测波形均为大致正弦波形状的波形。为了除去U相电 流的高次谐波分量，磁束波形合成电路12将V相波形自霍尔元件4的U相 波形中减去；为了除去V相电流的高次谐波分量，磁束波形合成电路12将 W相波形自霍尔元件4的V相波形中减去；为了除去W相电流的高次谐波 分量，》兹束波形合成电路12将U相波形自霍尔元件4的W相波形中减去。电流波形控制电路7将逆变器电路6的开关元件Ql ~ Q6在接近饱和的 非饱和状态下使用，以使各相电流波形与^兹束分布合成电路12形成的除去 高次谐波分量的波形为大致近似形。这样，逆变器电路6的电流没有急剧变 化，也可抑制脉动的产生。供给电流控制电路22 —直控制低压直流电压变 更电路14,以使逆变器电路6的平均电流与电流指示电路19的指示相等。 其结果，如图3所示，电动机11变成扭矩为一定的运转，即使由于外部风 压等的影响压力损失发生变化，也能够减小由此引起的风量变化量。控制风量为一定的过程为转速检测电路13对霍尔元件4的脉冲数计 数、检测磁铁转子3的平均转速，风量控制电路20通过规定转速存储电路 17选定对应于风量和电流的规定转速，将其与转速检测电路13检测的转速 进行比较，如图5所示，在转速比规定转速大的情况下，判断为送风机l的 风量比风量指示电路15指示的风量少，而提高电流指示电路19指示的平均 电流值；相反，在转速比规定转速小的情况下，判断为送风机l的风量比风 量指示电路15指示的风量多，而减小电流指示电路19指示的平均电流值， 这样进行控制。通过反复进行这样的控制，可将风量一直控制为相对于指示 风量为一定值。在此，由于外部风压等的影响引起的压力损失(电动机的负载)发生变 化，则电动机11和送风机1的动作点的变化如图3、图4所示，但通过如图 5所示的反复进行的控制，可将送风机1的风量控制为一定。另外，在本实施方式中，可以改变低压直流电源8的输出电压而将逆变 器电路6的电流控制为一定，但也可以为如下的结构，即、固定直流电压、对电动才几电流进行PWM控制而可改变PWM的占空比，在实现可将风量控 制为一定的作用效果上没有差别。另外，在本实施方式中，将逆变器电路6的开关元件Q1 Q6在接近饱 和的非饱和状态下使用，但也可以为如下的结构，即、将Ql、 Q3、 Q5或 Q2、 Q4、 Q6进行PWM控制(斩波)，而控制各相电流波形，在实现可将 风量控制为一定的作用效果上没有差别。另外，当逻辑电路5使电动机11的线圈的导通角为150度以上180度 以下时，电动^/L电流不发生急剧变化。 (实施方式2)如图7~图10所示，搭载送风装置的换气装置26内置有搭载无刷DC 电动机11 (以下称电动机11 )的送风机25。转速检测电路27将自电动机 11的脉沖信号进行频率/电压变换(F/V变换)，4企测转速。为了实现为输出 风量指示电路15指示的风量所需要的电动机11的转速-扭矩特性(图8)， 风量控制电路28对应于转速、使电流指示电路19指示的电流值变化。扭矩特性控制电路24控制电流指示电路19，以实现对应于风量指示电 路15指示的多个风量的电动机11的转速-扭矩特性。其它结构与实施方式 l相同，对于相同部分赋予相同附图标记，省略其详细说明。如上所述，随着送风机25的转速变高，风量控制电路28进行控制以使 逆变器电路6的电流也增加，因此，如图8所示，电动机的转速-扭矩特性 变为随着转速上升、扭矩变大的特性。根据该特性，即使由外部风压或管道 长等引起的压力损失发生变化，也能够将风量控制为一定。产业上的可利用性本发明的送风装置不受压力损失的影响，由于能够得到风量为一定的特 性，因此，适用于将其搭载于换气装置、空气调节机等上。
权利要求
1.一种送风装置，其具有送风机；所述送风机的风量指示电路；驱动所述送风机的无刷DC电动机；所述无刷DC电动机的逆变器电路；驱动控制所述无刷DC电动机的驱动逻辑控制电路；检测所述无刷DC电动机的转速的转速检测电路；对所述逆变器电路施加低压直流电压的低压直流电源；将向所述逆变器电路供给的平均电流控制为一定的供给电流控制电路；以及指示所述平均电流的电流指示电路，通过所述电流指示电路，控制所述无刷DC电动机的转速，将所述送风机的风量控制为一定。
2. 如权利要求1所述的送风装置，其特征在于，进一步具有规定转速 存储电路和风量控制电路，其中，所述规定转速存储电路将所述无刷DC电动机的需要转速作为对应于每 个指示风量、每个指示电流的规定转速进行存储；所述风量控制电路通过所述规定转速存储电路选定对应于指示的风量 和电流的规定转速，变更所述电流指示电路指示的所述平均电流，以使所述 无刷DC电动机的转速为所述规定转速。
3. 如权利要求1所述的送风装置，其特征在于，进一步具有风量控制 电路，该风量控制电路为了得到指示的风量，对应于所述转速检测电路的检 测电压的大小，使所述电流指示电路指示的所述平均电流的值变化。
4. 如权利要求1所述的送风装置，其特征在于，所述无刷DC电动机 具有磁极各向异性磁铁的磁铁转子，所述驱动逻辑控制电路使施加在所述无 刷DC电动才几的电压的导通角为150度以上180度以下。
5. —种电气设备，其搭载如权利要求1至4中任一项所述的送风装置。
全文摘要
本发明涉及一种送风装置，该送风装置的供给电流控制电路控制低压直流电源的电压，以使电流检测电路检测出的逆变器电路的平均电流与所指示的电流值保持为一定。由此，得到风量变化量小的特性。
文档编号F04D27/00GK101233325SQ20068002814
公开日2008年7月30日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年10月4日
发明者高田昌亨 申请人:松下电器产业株式会社