换气装置的制作方法

专利名称：换气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及与管道的长度、外面风压的影响无关地经常进行室内的换气以便得到所设定风量的换气装置。
背景技术：
在现有技术中，这种换气装置具备箱体状的换气扇主体103、在换气扇主体103内部设置的电动机101、由电动机101驱动的叶片102。换气扇主体103被设置在顶棚部104。此外，这种换气装置具备转速检测部105，其检测电动机101的转速；和电流检测部106，其检测电动机中流过的电流。这种换气装置基于转速检测部单元105检测的转速和电流检测部106检测检测的电流，控制电动机101。进而，根据转速检测部105检测的转速和电流检测部106检测的电流，求出在规定周期的期间进行换气的总换气风量。对求出的总换气风量和规定周期的目标总换气风量进行比较后求出风量的过多部分或不足部分，按照下一个周期期间的总换气风量成为在目标总换气风量上相加该过多部分或不足部分而得到的值的方式，控制下一个周期期间的换气风量。按每个周期进行这种控制。在这种现有的换气装置中，驱动叶片的驱动用的电动机大多使用DC电动机，且多数情况下将风量设定为多级(例如急速、强、弱)。在将换气装置的风量设定为多级时，例如在风量区域为IOOmVh 400m3/h这样非常广的范围中进行风量控制。为了在非常广的范围中进行风量控制、且利用电动机中流过的电流-转速来进行风量控制以使风量恒定，需要更高精度地检测电流。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2004-340490号公报

发明内容
本发明提供一种换气装置，由于能够高精度地检测电动机中流过的电流，因此即便换气装置具备非常广的范围的风量也能够使风量恒定。本发明的换气装置是能够改变风量的换气装置，具备驱动叶片的DC电动机、和控制DC电动机的控制电路。控制电路具备第I电流检测部,其检测DC电动机中流过的电流；转速检测部，其检测DC电动机的转速；和控制部，其基于转速检测部检测的转速和第I电流检测部检测的电流来控制DC电动机。第I电流检测部具备多个低电阻器，利用低电阻的分压值来检测电动机电流，根据转速检测部检测的转速和第I电流检测部检测的电流来求出换气风量。


图I是本发明的实施方式I的换气装置的安装状态图。图2是表示将本发明的实施方式I的换气装置安装于天花板的状态的安装图。
图3是表示本发明的实施方式I的换气装置的控制电路的结构的框图。图4是本发明的实施方式I的换气装置的电流检测部的结构图。图5是本发明的实施方式I的换气装置的静压(Pa)-换气风量(Q)特性曲线图。图6是表示本发明的实施方式I的换气装置的运转动作的流程图。图7是本发明的实施方式2的电流检测部的结构图。图8是表示本发明的实施方式2的换气装置的运转动作的流程图。图9是表示本发明的实施方式3的控制电路的结构的框图。
图10是表示本发明的实施方式3的换气装置的运转动作的流程图。图11是本发明的实施方式4的换气装置安装图。图12是表示本发明的实施方式4的换气装置的运转动作的流程图。图13是本发明的实施方式5的换气装置的电流检测部的结构图。图14是表示本发明的实施方式5的换气装置的电流线性修正值和电流的关系的图。图15是表示对本发明的实施方式5的换气装置的电流阈值设置差别的结构图。图16是表示本发明的实施方式5的换气装置的运转动作的流程图。图17是表示本发明的实施方式5的控制电路的结构的框图。
具体实施例方式以下，参照图I 图17说明本发明的实施方式。(实施方式I)作为本发明的换气装置的一例，以设置在建筑物内的天花板上的换气装置为例进行说明。如图I、图2所示，换气装置的主体3被设置在例如室内I的顶棚里2。在主体3的下方设置吸入口 3a。在主体3的侧面设置适配器4，适配器4与排气管道5的一端连接。排气管道5的另一端与设置在室内的壁面的排气口 6连接。通过以上的结构，从吸入口 3a吸入的空气通过排气管道5从排气口 6排出到大气中。在主体3内部具备叶片7、使叶片7旋转的DC电动机8。在吸入口 3a中具备覆盖该吸入口 3a的具有通气口的天窗9。此外，驱动DC电动机8的控制电路10配置在换气装置的主体3的顶棚面一侧。开关11( 一体构成的开关)配置在室内的墙壁上，与换气装置的主体3连接。通过使用者切换开关11，从而进行商用电源的接通/切断或风扇挡位(fan notch)的切换。图3是表示换气装置的主体3的控制电路10的结构的框图。在图3中，商用电源12与整流电路13连接。整流电路13与对电压进行平滑从而形成直流电压的平滑电容器13a连接。平滑电容器13a与检测直流电压的电压检测部14及DC电动机8并联连接。平滑电容器13a还与开关电源电路15(例如AC-DC转换器)连接。DC电动机8内置了控制DC电动机8的控制电路。控制电路具备DC电动机控制用的控制用驱动器ICSa ;检测DC电动机8的转子位置的位置检测传感器，即霍尔元件18b ；进行DC电动机8的定子绕组的通电的驱动电路Sb ;和作为所述定子绕组的三相绕组(未图示)。控制用驱动器IC8a的地线与驱动电路8b的地线被共同连接。由此，DC电动机8的地线(GA)侧流过的电流成为在控制用驱动器ICSa中流过的电流、即DC电动机驱动电流、与通过驱动电路8b流到三相绕组中的电流、即流过电动机自身的电流的总和就是总电流。开关电源电路15输出控制用驱动器IC8a的电压(例如+15V)和使控制部16 (例如微型计算机)工作的电压(例如+5V)。在开关电源电路15的附近，具备用于测量开关电源电路15的温度的温度检测部17。由温度 检测部17测量出的温度被输入至控制部16。此外，具备对流过DC电动机8的电流进行检测的电流检测部18(第I电流检测部)。电流检测部18检测流向DC电动机8的地线(GA)的电流，并输入至控制部16。控制部16基于由电流检测部18检测出的电流，将控制信号VSP输出至DC电动机8。DC电动机8根据控制信号VSP的电压值(电动机指示电压)来改变施加电压。控制信号VSP从控制部16输出脉冲，并通过平滑电容器18a对输出的值进行平滑化，并将平滑化之后的直流电压施加于DC电动机8。平滑电容器18a与DC电动机8的地线(GA)连接。并且，平滑电容器18a以该地线(GA)的电位为基准对控制信号VSP进行平滑。当对DC电动机8施加控制信号VSP的电压时，由控制用驱动器IC8a对驱动电路Sb进行驱动，电流流过三相绕组。当电流流过三相绕组时，DC电动机8的转子会旋转。例如，由霍尔元件18b检测转子的旋转。并且，霍尔元件18b对转速检测部19进行与DC电动机8的旋转相应的输出。由此，转速检测部19能够检测DC电动机8的转速。此外，在控制部16中预先求出在换气风量中使静压从PO变化至Pmax时的电流-转速的关系，并作为数据表(未图示)来预先存储。图4是表示电流检测部18的结构的图。在图4中，电流检测部18由I. 5 Ω以下的低电阻器构成。在DC电动机8的地线(GA)上例如串联配置2个低电阻器20a，将串联配置的低电阻器20a的一侧连接于开关电源电路15的地线。此外，按照可与低电阻器20a自由地并联连接的方式设置第I电阻器20b (低电阻器)和第2电阻器20c (低电阻器)。这些第I电阻器20b或者第2电阻器20c构成为分别可通过第I切换部20d或者第2切换部20e与低电阻器20a自由连接。通过切换这些作为低电阻切换部的第I切换部20d及第2切换部20e，能够切换电流检测部18的电阻值。并且，DC电动机8的地线(GA)的电位是由放大器21 (例如运算放大器)进行放大的。此外，温度检测部17例如由热敏电阻构成。所谓热敏电阻是提供热量时电阻值发生变化的部件。此外，如图3所示，向控制部16 (微型计算机)输入由温度检测部17、电流检测部
18、转速检测部19、电压检测部14检测出的值。在控制部16中写入了能够基于所输入的各检测部的检测值进行一连串动作的程序。也就是说，在电流检测部18检测DC电动机8的电流时，根据需要切换第I切换部20d和第2切换部20e来检测电流。如之前的结构中所叙述的那样，以DC电动机8的地线(GA)为基准连接提供给DC电动机8的控制信号VSP的电压值。因此，假如切换第I切换部20d和第2切换部20e而处于连接了第I电阻器20b的状态，则电流检测部18的电阻值从3 Ω变化成I Ω。并且，DC电动机8的地线电平相对于控制部16的地线电平发生变化，实际想要提供的控制信号VSP的电压值发生变化。因此，在控制部16中还写入了进行控制信号VSP的修正的程序。
利用图5及图6说明上述这种结构的本实施方式的换气装置的具体动作。图5是静压(Pa)-换气风量(m3/h)的特性曲线图，图6是表示本实施方式的换气装置的运转动作的流程图。例如，如图6所示，当由换气装置使用者操作开关11，使得接通商用电源12以及作为风扇挡位设定了弱挡位时，换气装置的主体3被接通电源，向控制电路10施加电源。如图5所示，当设定弱挡位时，作为风量选择100m3/h。此外，如图6所示，由温度检测部17检测出的温度被输入至控制部16。当设定了风扇挡位时，控制部16为了使DC电动机8可靠地工作，在施加电源后的3秒钟内处于待机状态。之后，将作为起动补偿值的控制信号VSP (以下称为起动补偿VSP)施加于DC电动机
8。由于在低温等情况下DC电动机8有可能无法起动，因此优选起动补偿VSP选择即便是低温等也能够使DC电动机8工作的值。
在此，所谓待机状态是指控制部16并不马上驱动DC电动机8而是原样放置的状态。在施加电源后，使DC电动机8维持3秒期间的待机状态的理由如下。本实施方式的换气装置构成为能够通过开关11直接进行商用电源12的接通/切断。因此，在换气装置使用者连续进行接通/切断/接通来接通了换气装置的电源的情况下，即便电源处于切断的状态，有时DC电动机8也会因惯性而旋转。当在该状态下接通电源时，由于通过电动机的旋转会产生电压，因此会流过再生电流，从而有可能会损坏元件。为了防止这种情况，为了等待DC电动机8完全停止，设置了待机状态。当DC电动机8中被输入起动补偿VSP时，DC电动机8的三相绕组中流过电流，DC电动机8进行旋转。此时的由电流检测部18检测出的电流、由转速检测部19检测出的转速、由电压检测部14检测出的电压的值被输入至控制部16。此时，电流检测部18的第I切换部20d、第2切换部20e都处于开路状态。接下来，在由电流检测部18检测出的值尚未达到例如3. OV的情况下，控制部16使第I切换部20d和第2切换部20e保持原来的状态，对输入到控制部16中的电流检测部18的检测值、和预先存储在控制部16中的数据表格进行比较。其结果，在判断为DC电动机8的转子的转速高于用来获得规定的换气风量的规定的转速的情况下，控制部16按每3秒来提高DUTY。反复该操作，在与规定的转速之间的转速差消失的情况下，控制部16判断为是规定的换气风量，停止DUTY的变化。此外，例如在因外部风等的影响，管道电阻上升了的情况下，转速会下降，电流会增加。例如，上述结果是由电流检测部18检测出的值在3. OV以上的情况下，使第I切换部20d导通(ON)。由此，第I电阻器20b与低电阻器20a并联连接。也就是说，电流检测部18的电阻值为I Ω。在使第I切换部20d导通的情况下，由电流检测部18检测出的值没有达到3. OV时，维持原来的状态。并且，与上述同样地，对输入到控制部16中的电流检测部18的检测值和预先存储在控制部16中的数据表格进行比较。于是，在DC电动机8的转子的转速高于或者低于规定的转速的情况下，使DUTY按每3秒进行变化。并反复进行该操作，从而在相对于规定的转速不存在转速差的情况下，控制部16判断为已得到规定的换气风量，停止DUTY的变化。另一方面，在使第I切换部20d导通时，由电流检测部18检测出的值在3. OV以上的情况下，进一步使第2切换部20e导通。由此，第2电阻器20c与低电阻器20a及第I电阻器20b并联连接。也就是说，电流检测部18的电阻值为O. 6Ω。并且，与上述同样地，对输入到控制部16中的电流检测部18的检测值、和预先存储在控制部16中的数据表格进行比较。于是，在DC电动机8的转子的转速高于或者低于规定的转速的情况下，使DUTY按每3秒变化。反复该操作，从而在相对于规定的转速不存在转速差的情况下，控制部16判断为已得到规定的换气风量，停止DUTY的变化。如上述，按每3秒提高或者降低DUTY来调整换气风量。控制部16具备对控制信号VSP的电压值进行修正的指示电压变动部200。如上述那样，切换第I切换部20d或者第2切换部20e连接了第I电阻器20b或者第2电阻器20c的情况下，指示电压变动部200与切换状态相匹配地修正控制信号VSP的电压值，并将修正值提供给DC电动机8。从由DC电动机8的电流检测部18检测出的电流中减去流过控制用驱动器IC8a的电流,来计算DC电动机8的三相绕组中流过的电流。如图4所示，控制用驱动器IC8a中流 过的电流是由电流检测部18c检测的，检测值经由放大器21而被输入至控制部16。此外，由于DC电动机8的待机电流根据环境温度而线性变化，因此根据由温度检测部17检测出 的温度来推导出温度修正系数，通过进行温度修正来计算DC电动机8的待机电流。如上述那样构成的换气装置根据DC电动机8中流过的电流的检测值来切换第I切换部20d、第2切换部20e。由此，切换电流检测部18的电阻值，相对于DC电动机中流过的电流始终选择最佳的电阻来进行电流检测。由此，由于能够高精度地检测DC电动机中流过的电流，因此即便管道电阻因外部风等的影响而变化的情况下，也能够恒定地保持换气风量。再者，尽管将本实施方式中记载的DUTY的变化设定为三秒周期，但也可以缩短或者延长该周期使其可变，也能够获得同样的效果。此外，将第I切换部20d、第2切换部20e的切换阈值设定了 3. 0V，但在改变了该阈值的情况下，效果也是相同的。此外，构成为将第I切换部20d、第2切换部20e、以及与其对应的电阻器的个数设定了 2个，但在改变切换部及电阻器的个数进行了调整的情况下，效果也是相同的。此外，通过低电阻切换方法构成了电流检测部18的电流检测方法，但采用具备切换放大器21的放大率的放大率变更部(未图示)的方法，也可以获得同样的效果。(实施方式2)参照图7 图8来说明本发明的实施方式2。再者，省略说明与实施方式I同样的结构要素。图7是本发明的实施方式2的电流检测部的结构图。图8是表示本发明的实施方式2的换气装置的运转动作的流程图。如图7所示，本实施方式的电流检测部18代替实施方式I的第I切换部20d或者第2切换部20e，在DC电动机8的地线(GA)与开关电源电路15的地线之间串联配置多个低电阻来检测电流。此外，与实施方式I相同，为了检测控制用驱动器ICSa中流过的电流，构成为在开关电源电路15的电源供给线(+15V)与控制用驱动器ICSa之间具备电流检测部18c (第2电流检测部)。在上述结构中，利用图8所示的流程图说明本实施方式的换气装置的动作。
再者，对于与实施方式I相同的动作，省略说明。例如，当换气装置使用者操作开关11，接通商用电源以及作为风扇挡位而设定了弱挡位时，换气装置的主体3被接通电源，对控制电路10施加电源。如图8所示，当设定了弱挡位时，选定了 100m3/h的风量。当设定了风扇挡位时，控制部16为了使DC电动机8工作，在电源施加3秒后提供起动补偿VSP。当起动补偿VSP被施加于DC电动机8时，检测控制用驱动器IC8a中流过的电流的电流检测部18c进行电流检测。由电流检测部18c检测出的检测值被输入至控制部16。控制部16从由检测DC电动机8的电流的电流检测部18检测出的多个检测值(例如，图7所示，在串联连接了 3个低电阻的情况下，分别是第I电流检测值、第2电流检测值、第3电流检测值)中选出最佳的检测值。根据选出的检测值与电流检测部18c的检测值之 差，计算三相绕组中流过的电流。
并且，对输入到控制部16的值和预先设定在控制部16中的表格数据进行比较，计算出DC电动机8的转子的转速。对于比较方法和以后的控制，与实施方式I同样。从多个电流检测值中选择最佳的检测值的基准例如如下。在控制部16被施加例如+5V的电源，控制部16具有10比特的分辨率的情况下，在由电流检测部18检测出的多个检测值之中选择最具有分辨率的值。例如，在DC电动机8中流过50mA的电流时，低电阻的合计为4. 5 Ω，相对于开关电源电路15的地线在各低电阻上产生的电压为O. 225V、0. 15V、0. 075V。此时，若将放大器21的放大能力设定为例如10倍，则输入至控制部16的值分别为2. 25V、1. 5V、0. 75V。此时，分辨率相对于满刻度的5V而言，2. 25V最高，因此作为电流检测部18的检测值而选择2. 25V。此外，在因外部风的影响等，DC电动机8中流过的电流从50mA变化成IOOmA的情况下，通过同样的计算方法，输入至控制部16的值分别为3. 5V、3. 0V、I. 5V。此时，原本是根据分辨率选择最能够提高至5V的3. 5V作为了检测值。但是，这在作为放大器的电源施加了+5V的情况下，由于根据放大器的特性有时会超过输入值的容许范围，因此有时从放大器中无法输出正确的值。因此，在该情况下，将分辨率第二高的3. OV选择为电流检测部18的检测值。由于如上述那样构成的换气装置能够高精度地检测DC电动机8的三相绕组中流过的电流，因此即便在管道电阻因外部风等的影响而变化的情况下，也能够使换气风量保持恒定。此外，由于在电流检测部18中不需要切换器等的切换就可以检测多个电流值，因此能够消除切换时产生的地线变化，能够消除由地线变化引起的噪声等。再者，在本实施方式中，从电流检测部18检测出的流过DC电动机8的电流中减去电流检测部18c检测出的电流(驱动电流)，从而求出了绕组中流过的电流。此外，也可以在DC电动机8的附近具备温度检测部，用于检测DC电动机8的温度，并根据检测出的值来计算DC电动机8的驱动电流，从电流检测部18的检测值中减去该计算出的驱动电流，以检测绕组中流过的电流。此外，即便利用直接电流传感器等检测绕组电流，也可获得同样效果O(实施方式3)在实施方式1、2中说明了高精度进行电流检测使换气风量保持恒定的实施方式。
在本发明的实施方式3中，参照图9 图10，说明为了进一步使换气风量高精度地保持恒定，识别换气装置的通电历史信息，难以受到因电源的接通/切断引起的影响的实施方式。再者，省略说明与实施方式I相同的结构要素。如图9所示，本实施方式的换气装置中的控制电路10还具备内部存储电源的接通/切断的存储部22 (未图示)、检测湿度的湿度检测部23、二次电池24、和二极管201。控制电路10中，在切断电源时，二极管201的阴极侧与控制电路10的电源(+5V侧)连接，二极管201的阳极侧与二次电池24 (例如纽扣电池)的正极侧连接。此外，二次电池24的负极侧与地线连接。此外，为了确认商用电源12的接通/切断，构成为在控制电路10中具备过零检测电路(未图示)。过零检测电路是检测交流电压通过零点位置的电路。
在上述结构中，利用图10所示的流程图说明换气装置的动作。例如，当换气装置使用者操作开关11接通商用电源以及作为风扇挡位而设定了弱挡位时，换气装置的主体3被接通电源，对控制部16施加电源。当施加了电源时，过零检测被输入至控制部16，控制部16识别输入的电源。湿度检测部23开始检测湿度，并输入给控制部16。当控制部16输入了湿度的检测结果时，参照预先设定的表格数据(未图示)开始进行控制。表格数据中的DC电动机8的电流保存着DC电动机8稳定时的值。由于按照从电源施加开始3秒之后将起动补偿VSP提供给DC电动机8的方式进行控制，因此从电源施加开始3秒钟内，DC电动机8处于待机状态。由电流检测部18检测待机状态时的电流，并保存到存储部22中。施加电源起3秒钟之后，DC电动机8开始旋转，电流检测部18检测包含待机电流在内的电流。因此，从保存在存储部22中的待机电流中减去差来计算绕组电流。此外，以DC电动机8开始旋转的时刻作为起点，控制部16开始时间计数，对直至接下来电源被设为断开而切断对DC电动机8的通电为止的时间进行计数。之后，当换气装置使用者操作开关11，将商用电源设定为断开时，过零不会被输入至控制部16。因此，从二次电池24对控制部16供给电源，开始电源关断(OFF)的时间、SPDC电动机8切断时间的计数。然后，当再次操作开关11而设定了商用电源的接通时，控制部16进行以下的判断。首先，在DC电动机8的通电时间经过了 I小时以上之后，DC电动机8的切断时间经过了 5分钟以上时，控制部16判断为没有DC电动机8的温度上升的影响，不检测待机状态的电流，保持原来的状态。另一方面，在对DC电动机8的通电时间经过了 I小时以上之后,DC电动机8的切断时间极短的情况下(例如低于5分钟)，控制部16判断为存在DC电动机8的温度上升的影响，从而再次测量待机电流并计算DC电动机8的绕组电流。再者，此时，进一步判断DC电动机8的切断时间是否低于I分钟，仅在低于I分钟的情况下，可以再次测量待机电流。如上那样构成的换气装置还能够检测湿度，因此能够检测空气的比重，能够消除相对于湿度的影响。此外，设置热敏电阻，从而不需要特别修正因DC电动机8的温度上升引起的待机电流的变化，也能够高精度地检测DC电动机8的绕组中流过的电流，因此即便管道电阻因外部风等的影响而产生了变化的情况下，也能够使换气风量保持恒定。
(实施方式4)参照图11 图12说明实施方式4。再者，省略说明与实施方式I相同的结构要素。如图11所示，本实施方式的换气装置还具备开口(未图示)，以便在排气管道5内部产生差压差。设有在排气管道5的侧面设置的差压检测部25。将差压检测部25的HIGH侧压导入口(未图示)设置在排气管道5的开口跟前，将LOW侧压导入口(未图示)配备在排气管道5的开口的后方。差压检测部25经由信号线(未图示)与设置在主体3中的控制电路10连接。差压检测部25的结构例如为了高精度地检测低的换气风量，而使用差压传感器、(50Pa)。差压传感器是如下的部件形成受压面为硅横膈膜的对称构造，当受到压力时，横膈膜变动，静电电容发生变化，因此以电的方式输出静电电容的变化。利用图12所示的流程图来说明上述结构下的换气装置的动作。换气装置如实施方式I中所叙述的那样，特别是对于使用DC电动机的换气装置，构成为能够以多级改变换气风量。此外，当改变换气风量时，DC电动机中流过的电流也变化。例如，在使用实施方式2中叙述的电流检测部18检测出流过30mA的电流的情况下，即便是放大由电流检测部18检测出的电流之后输入至控制部16的电压选择了分辨率最佳的值，其仅仅是I. 35V，因此以I. 35V来控制风量是非常困难的。为此，本实施方式设置了差压检测部25，并用由电流检测部18检测电流值的结构。例如，当换气装置使用者操作开关11，商用电源接通以及作为风扇挡位而设定了弱挡位时，换气装置的主体3被接通电源，向控制部16施加电源。在施加了电源之后，在作为待机状态的3秒钟的期间内，控制部16检测差压检测部25的值。如果是尽管DC电动机8没有旋转但是处于正在输出差压检测部25的值的状态，则由于差压检测部25的安装状态受到影响，因此由控制部16所具备的差压调整部(未图示)对差压检测部25的输出电压进行电压修正(进行零点调整)。硅横膈膜方式的差压传感器因安装状态会对横膈膜施加重量，并作为差压的信号而输出，因此需要进行输出调整。从施加电源起3秒之后DC电动机8开始旋转，电流检测部18检测DC电动机8中流过的电流，并输入给控制部16。在DC电动机8中流过的电流较小的情况下(例如在30mA以下)，使用差压检测部25的值，参照预先设定的差压用数据表格来开始DC电动机8的运转。此外，在受到外部风的影响或将开关11的挡位从弱变更至急速的情况下，DC电动机8中流过的电流变得大于规定电流时(例如在30mA以上)，变更至预先设定的电流用数据表格，继续DC电动机8的运转。在换气风量较少的情况下，电流较小，难以进行电流检测，但是如上述那样构成的换气装置通过差压检测部来检测差压，因此即便是较小的换气风量也能够高精度地进行检测。此外，尽管可通过差压检测部25检测较小的换气风量，但是在检测较大风量的情况下，有可能会超出差压的范围而无法进行检测。但是，由于在较大的风量时会流过大的电流，因此能够利用由电流检测部18测量出的值。这样，在小风量的情况下和大风量的情况下，选定分别检测的对象，从而即便管道电阻因外部风等的影响而变化的情况下或挡位被换气装置使用者变更了的情况下，也能够使换气风量保持恒定。(实施方式5)参照图13 图17来说明实施方式5。再者，省略说明与实施方式I相同的结构要素。在实施方式I中，在开关电源电路15的附近具备了用于测量开关电源电路15的温度的温度检测部17，但在本实施方式中，如图17所示那样代替温度检测部17，在DC电动机8中具备用于检测霍尔元件温度的温度检测部28。
霍尔元件的输入电阻(无电磁场中，输出端子开路时的输入端子间的电阻)与温度之间的关系具有如下特性在温度较低的情况下电阻值较高，随着温度变低，电阻值按照2 次曲线变低。(例如-40。。时:1800 Ω，25°C :240Ω，50°C :100 Ω)。此外，控制部16构成为具备存储部29，该存储部29在非易失性存储装置等中存储用于校正电子部件偏差的值。作为非易失性存储装置，使用例如EEPROM。EEPROM是通过电压的操作能够进行数据的删除和改写的半导体存储装置。电子部件的偏差成为电动机电流检测精度下降的原因。因此，为了提高电动机电流的检测精度，进行对电动机电流的检测精度带来影响的微机电源、构成检测DC电动机8中流过的电流的电流检测部18的电阻器的校正。按照如下方式进行校正。首先，如图13所示，假设在VM-G间流过例如IOOmA的电流，第I切换部20d、第2切换部20e被断开。这样，校正作为电流检测部18的电阻器之一而配备的低电阻器20a的电阻值的偏差。接下来，使第I切换部20d导通，同样进行第I电阻器20b的电阻值的校正。最后，使第2切换部20e也导通，进行第2电阻器20c的电阻值的校正。将上述这些校正的结果依次存储在存储部29中。以下说明例如使用低电阻20a时的电流值的换算方法。如图17所示，控制部16还具备电流值运算部202，电流值运算部202比较存储部29中存储的值、和通过计算求出的理论值，推导出换算值。(例如，低电阻器20a的电阻的理论值应该为3. O Ω X IOOmA = O. 3V，但存储部29所存储的值为(2. 8 Ω X IOOmA= )0. 28V。)也就是说，针对与实际测量得到的电流值对应的电压，利用O. 3 + 0. 28 = I. 07倍之后得到的值来参照数据表格，获得与电流对应的转速。在连接了第I电阻器20b、第2电阻器20c的情况下，也通过同样的方法来换算电流值。此外，如已在实施方式I中所说明的那样，电流检测部18在检测DC电动机8的电流时，切换第I切换部20d和第2切换部20e来检测电流。在这种结构中，如图14所示，将输入到控制部16中的电流的检测值根据第I切换部20d和第2切换部20e的开闭状态，产生3个阶段的微机读入的AD值(模数变换后的值)与电流检测电阻器中流过的电流(AD值-电流)之间的关系。由此，通过切换第I切换部20d、第2切换部20e、即低电阻切换部，从而在各个情况下得到的结果是非连续的。因此，无法进行合适的控制。也就是说，对于一个AD值，存在三个电流值，从而无法进行控制。因此，在本实施方式中，控制部16所具备的电流值运算部202在AD值的初始数据上乘以规定的倍率。例如，在仅读出低电阻器20a的电压值时对AD值乘以3倍，在读出加入了第I电阻器20b的电压值时乘以4倍，在读出进一步加入了第2电阻器20c之后的电压值时乘以12倍，从而将不连续的电流检测值换算成
连续值。由此，能够使电流值与AD值——对应。以下表示上述的换算式。也就是说，换算值=(初始AD值)X (倍率系数k/微机AD值分辨率(1024)) X (理论值(计算结果)/电阻调整AD值)。此外，在本实施方式中为了切换电阻值不同的多个低电阻，如图15所示，对电流阈值设置差别(differential)。 此外，控制部16确认来自DC电动机8的转速的响应的同时，基于由电流检测部18检测出的电流值，将控制信号VSP输出至DC电动机8。DC电动机8根据控制信号VSP的值改变施加电压。但是，尽管输出了控制信号VSP，但是在没有转速响应的情况下，判断为在DC电动机8中产生了某些异常，使所有的切换部停止。利用图16所示的流程图说明上述结构下的换气装置的动作。再者，省略说明与实施方式I相同的动作。由检测霍尔元件的温度的温度检测部28检测出的温度被输入至控制部16。从由DC电动机8的电流检测部18检测出的电流中减去流过霍尔元件的电流，从而计算出DC电动机8的绕组中流过的电流。根据温度检测部28的检测值，换算出霍尔元件中流过的电流。此外，由于DC电动机8的绕组中流过的电流因环境温度而变化，因此根据由温度检测部28检测出的温度推导出流过霍尔元件的电流，由控制部16所具备的霍尔元件温度修正部(未图示)进行温度修正。将控制信号VSP作为起动补偿值而输入至DC电动机8时，DC电动机8的绕组中流过电流，DC电动机8进行旋转。并且，此时由电流检测部18检测出的电流、由转速检测部19检测出的转速被输入至控制部16。此外，此时，在转速的信息没有被输入至控制部16的情况下，判断为存在异常，使所有的切换单元都断开。当控制部16中被输入了转速的信息时，电流值运算部202通过上述方法，根据存储部29中存储的值和理论值，对由电流检测部18实际检测出的值进行修正，计算出换算值。在基于由电流检测部18检测出的值的换算值没有达到例如3. OV时，第I切换部20d和第2切换部20e保持原来的状态。并且，控制部16根据数据表格，参照与基于电流检测部18检测出的值的换算值对应的转速，与转速检测部19检测出的实际的转速进行比较。比较的结果是判断为转速较高时，控制部16按每3秒提高DUTY。在通过反复该操作，转速差消失的情况下，判断为是规定换气风量，停止DUTY的变化。此外，例如，因外部风等的影响而导致管道电阻上升的情况下，转速会下降，电流会增加。例如，在上述结果为基于由电流检测部18检测出的值的换算值在3. OV以上的情况下，使第I切换部20d导通。由此，第I电阻器20b与低电阻器20a并联连接。也就是说，电流检测部18的电阻值为I Ω。在使第I切换部20d导通的情况下，换算值没有达到3. OV时，维持原来的状态。并且，与上述同样，对输入到控制部16中的电流检测部18的检测值、和预先存储在控制部16中的数据表格进行比较。并且，在DC电动机8的转子的转速高于或者低于规定转速的情况下，使DUTY按每3秒进行变化。反复该操作，相对于规定转速，转速差消失时，控制部16判断为获得了规定的换气风量，停止DUTY的变化。
另一方面，在使第I切换部20d导通的情况下，由电流检测部18检测出的值超过了 3. OV时，进一步使第2切换部20e导通。并且，与上述同样地，对基于输入到控制部16中的电流检测部18的检测值的换算值、和预先存储在控制部16中的数据表格进行比较。并且，在DC电动机8的转子的转速高于或者低于规定转速的情况下，使DUTY按每3秒进行变化。反复进行该动作，在相对于规定转速，转速差消失时，控制部16判断出已得到规定的换气风量，停止DUTY的变化。如上述，按每3秒提高或者降低DUTY来调整换气风量。此外，在第2切换部20e导通的状态下，外部风等的影响消失而静压下降时，由于没有了管道电阻，因此DC电动机8中流过的电流会下降。因而，在基于电流检测部18因电流下降而检测出的值的换算值为2. 7V时，即，使用相对于3. OV相差O. 3V的电流阈值来使第2切换部20e断开。此外，在即便使第2切换部20e断开，但检测值还是3. OV以上的情况下，还断开第I切换部20d。如上述，按每3秒提高或者降低DUTY来调整换气风量。控制部16具备修正控制 信号VSP的电压值的指示电压变动部。如上述，在切换第I切换部20d或者第2切换部20e而连接了第I电阻器20b或者第2电阻器20c的情况下，指示电压变动部与切换状态相匹配地修正控制信号VSP的电压值，将修正值提供给DC电动机8。如上述构成的换气装置在检测流过DC电动机8的电流的同时，使用第I切换部20d、第2切换部20e来切换电阻值，相对于电流始终选择最佳的电阻值，确保必要的分辨率的同时进行电流检测。因此，能够高精度地检测电流，即便管道电阻因外部风等的影响而产生了变化，也能够使换气风量保持恒定。(产业上的可利用性)本发明所涉及的在建筑物中安装的换气装置不受管道电阻、外面风压的影响，可在规定的时间内获得风量的产品中广泛应用。符号说明I 室内2 顶棚里3 主体4 适配器5 排气管道6 排气口7 叶片8 DC电动机8a控制用驱动器IC8b驱动电路9 天窗10控制电路11 开关12商用电源13整流电路
14电压检测部15开关电源电路16控制部17温度检测部18电流检测部Igc电流检测部19转速检测部
20a低电阻器20b第I电阻器20c第2电阻器20d第I切换部20e第2切换部21放大器22存储部23湿度检测部24二次电池25差压检测部28温度检测部29存储部200指示电压变动部201二极管202电流值运算部
权利要求
1.一种换气装置，其能够改变风量，该换气装置具备 DC电动机，其驱动叶片；和 控制电路，其控制所述DC电动机， 所述控制电路具备 第I电流检测部，其检测所述DC电动机中流过的电流； 转速检测部，其检测所述DC电动机的转速；和 控制部，其基于所述转速检测部检测的转速和所述第I电流检测部检测的电流来控制所述DC电动机， 所述第I电流检测部具备多个低电阻器，利用所述低电阻器的分压值来检测电动机电流， 根据所述转速检测部检测的转速和所述第I电流检测部检测的电流来求出换气风量。
2.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备切换所述多个低电阻器的连接/非连接的低电阻切换部， 所述控制部基于所述第I电流检测部检测的电流，切换所述低电阻切换部。
3.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备 放大器，其对所述DC电动机的地线电位进行放大；和 放大率变更部，其变更所述放大器的放大率， 所述控制部基于所述第I电流检测部检测的电流，切换所述放大率变更部。
4.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备对施加于电动机的电压进行检测的电压检测部， 基于所述转速、所述电流、所述电压来求出所述换气风量。
5.根据权利要求2所述的换气装置，其中， 在所述换气装置中设置有电流值运算部，其由所述低电阻切换部切换所述第I电流检测部的电阻值，从而基于各个所述电阻值之比，将不连续的所述第I电流检测部的电流检测值运算成连续值。
6.根据权利要求5所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备 存储部，其将在所述低电阻器中流过规定的电流值的状态下在所述低电阻器的两端上产生的电压值作为存储值，与所述规定的电流值建立对应关系后存储在非易失性存储装置中；和 电流值运算部，其对所述DC电动机运转时在所述低电阻器的两端产生的电压值、和在所述存储部中存储的所述存储值进行比较，从而求出所述电流值。
7.根据权利要求2所述的换气装置，其中， 针对用于通过所述低电阻切换部切换所述第I电流检测部的电阻值的电流阈值，设置差另1J。
8.根据权利要求2所述的换气装置，其中， 所述换气装置具有指示电压变动部，其在由所述低电阻切换部切换所述第I电流检测部的电阻值时，改变对所述DC电动机的电动机指示电压。
9.根据权利要求2所述的换气装置，其中， 在锁定电动机时关断所述低电阻切换部的所有切换部。
10.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备差压检测部， 在由所述第I电流检测部检测出的电流值为规定值以下时，基于所述差压检测部的检测值来决定所述换气风量。
11.根据权利要求10所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备差压调整部，其对差压检测部的安装状态下的输出电压进行电压修正。
12.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备 第2电流检测部，其检测控制用驱动器IC中流过的、驱动所述DC电动机的电动机驱动电流， 从由所述第I电流检测部检测出的流过所述DC电动机的总电流中减去所述DC电动机驱动电流，从而计算电流值。
13.根据权利要求4所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备对流过所述DC电动机的绕组的电流进行检测的电流检测部。
14.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 在所述控制电路内部具备温度检测部。
15.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 在所述DC电动机内部具备温度检测部。
16.根据权利要求15所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备霍尔元件温度修正部，其测量所述DC电动机内部的温度，并修正电动机内置的霍尔元件的温度特性。
17.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 所述换气装置具备测量换气装置的周围湿度的湿度测量部。
18.根据权利要求I所述的换气装置，其中， 在所述控制电路内部具备存储电源的接通/切断的存储部、和在切断电源时向所述控制电路供给电力的二次电池， 所述控制部始终监视电源的接通/切断。
全文摘要
本发明提供一种换气装置，其能够改变风量，具备驱动叶片的DC电动机、控制DC电动机的控制电路。控制电路具备检测DC电动机中流过的电流的第1电流检测部、检测DC电动机的转速的转速检测部、和基于转速检测部检测的转速和第1电流检测部检测的电流来控制DC电动机的控制部。电流检测部具备多个低电阻器，利用低电阻器的分压值来检测电动机电流，根据转速检测部检测的转速、和第1电流检测部检测的电流，求出换气风量。
文档编号F24F11/02GK102741619SQ201080062870
公开日2012年10月17日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年2月1日
发明者中岛列树, 市川彻 申请人:松下电器产业株式会社