JPH10327595A - ファンモータ制御装置 - Google Patents

ファンモータ制御装置

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Publication number
JPH10327595A
JPH10327595A JP9135243A JP13524397A JPH10327595A JP H10327595 A JPH10327595 A JP H10327595A JP 9135243 A JP9135243 A JP 9135243A JP 13524397 A JP13524397 A JP 13524397A JP H10327595 A JPH10327595 A JP H10327595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
fan motor
signal
modulated
noise
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9135243A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroharu Iwahashi
弘治 岩橋
Eiji Takahashi
栄二 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Corp filed Critical Calsonic Corp
Priority to JP9135243A priority Critical patent/JPH10327595A/ja
Publication of JPH10327595A publication Critical patent/JPH10327595A/ja
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  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファンモータを周期的にオン、オフする周波
数領域を用いた場合に発生する不具合も生じること無
く、ファンモータをPWM制御することが可能なファン
モータの制御装置を提供する。 【解決手段】 ノイズ電圧を発生するノイズ発生回路1
6とFM変調回路18とを設け、駆動電圧をノイズ発生
回路16が発生するノイズ電圧によって所定の範囲の周
波数を一様に含み、周波数が非周期的に変化する被変調
電圧に変調する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はモータ制御装置に係
り、特にファンを回転するファンモータの制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】ファンモータは、例えばエアコン等に備
えられ、エアコンの内部に空気を取り込み、これを吹き
出すファンを駆動するためのモータであり、一般的に5
0〜80φmm(外径)の永久磁石式の直流モータが用
いられている。このようなファンモータは、エアコンの
制御装置であるマイコンによって制御されている。
【0003】マイコンによるファンモータの制御方法
に、PWM(pulse widthmodulati
on)制御と呼ばれる方法がある。PWM制御は、ファ
ンモータの駆動電圧をパルス状とし、電圧のパルス幅を
変化させることによりをファンモータに供給する電力を
制御するというもので、周知の技術である。
【0004】図4(a)ないし(c)は、エアコン等の
ファンモータのPWM制御を簡単に説明する図である。
また図5は、図4中aないしcに示す電圧信号を説明す
る図である。
【0005】図4に示した構成は、エアコンの制御装置
であるマイコン10と、マイコン10に所望の空調条件
をスイッチ操作によって入力する操作パネル20とより
なる。マイコン10は、操作パネル20からの指示によ
ってファンモータMをオン、オフするオン信号電圧を発
生するオン信号電圧発生器14と、ファンモータMを駆
動する電圧を発生する駆動電圧発生器12と、駆動電圧
とオン信号電圧とを比較して矩形波電圧を発生する比較
器5とを有している。
【0006】操作パネル20のスイッチよりファンモー
タMのオンが入力されると、マイコン10は駆動電圧発
生器12でファンモータMを駆動するための駆動電圧a
を発生させ、出力する。ファンモータMに加えられる駆
動電圧は、図5aに示すような一定の周期の鋸波形を有
する電圧で、ファンモータMは、駆動電圧の周波数にし
たがって周期的にオン、オフする。
【0007】また、マイコン20はオン信号電圧発生器
14で、図5(b)に示すような出力レベルが一定のオ
ン信号電圧bを発生させ、出力する。オン信号電圧の出
力レベルは、ファンの回転の強弱に応じて変化するもの
で、比較器5は、鋸波形を有する駆動電圧をオン信号電
圧と比較し、駆動電圧がオン信号電圧以上になった場合
にのみ一定の出力レベルEの電圧cを出力する。電圧c
の波形を、図5cに示す。
【0008】すなわち、比較器5は、ファンを強で回転
させる場合には出力レベルの低いオン信号電圧を出力し
てパルス電圧幅を大きくし、ファンを弱で回転させる場
合には出力レベルの高いオン信号電圧を出力してパルス
電圧幅を小さくする。電圧と電圧供給時間の積であるパ
ルスの面積は、ファンモータに供給した電力を表してい
る。よってPWM制御では、パルス電圧の出力レベルを
一定にしながらパルス電圧幅を変えることによってファ
ンモータに供給する電力を制御することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一定の周波数
を有する電圧を駆動電圧に用いた場合、周波数が20k
Hz以内の範囲のどのような周波数を用いても、なんら
かの不具合が発生することが知られている。
【0010】例えば、駆動電圧を10〜20kHzとす
るとラジオノイズが発生する。ラジオノイズの発生は、
特に、このようなファンモータをカーエアコンに用いた
場合にユーザーに不快感を与えやすい。また、駆動電圧
を300Hzから16kHzとすると、ファンモータの
回転子が振動して不快な機械音が発生する。さらに駆動
電圧を500Hz以下とすると、可聴領域以下の周波数
の音が発生する。このような低周波数の音は振動となっ
て関知され、カーエアコンのファンモータにあってはス
テアリング等を振動させ、ユーザーに不快感を与える。
また、駆動電圧の周波数が低いとファンモータに内蔵さ
れるブラシの磨耗が早まり、ファンモータの寿命を低下
させる原因にもなる。
【0011】こうしたラジオノイズ、機械音、ステアリ
ング振動は、回転するファンモータと、ファンモータに
かかるいずれかの部位とが共振することによって発生す
るものである。
【0012】本発明は、このような点に鑑みて行われた
ものであり、ファンモータのPWM制御時にファンモー
タを周期的にオン、オフすることによって発生する不具
合を防止することが可能なファンモータの制御装置を提
供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のファンモータ制
御装置は、ファンモータのオン、オフを決定するオン信
号電圧を発生するオン信号電圧発生手段と、ファンモー
タを駆動する電圧を発生する駆動電圧発生手段と、所定
の範囲の周波数を一様に含み、周波数が非周期的に変化
するノイズ電圧を発生するノイズ電圧発生手段と、ノイ
ズ電圧発生手段が発生するノイズ電圧によって前記駆動
電圧を、所定の範囲の周波数を一様に含み、周波数が非
周期的に変化する被変調電圧に変調する駆動電圧変調手
段と、駆動電圧変調手段によって発生する被変調電圧
と、オン信号電圧を比較して矩形波電圧を発生する矩形
波電圧発生手段とを有することを特徴とするものであ
る。
【0014】このように構成することによって、駆動電
圧を所定の範囲の周波数を一様に含み、周波数が非周期
的に変化するように変調することができる。よってファ
ンモータの回転の周波数も所定の範囲内で非周期的に変
化することになり、いずれの部材とも共振することがな
くなって、共振によって発生する音や振動による不具合
を防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のファンモータ制
御装置の構成を説明するブロック図である。また、図2
(a)ないし(e)は、図1中aないしeで示す電圧信
号を説明する図で、図3は、図2中(c)に示す被変調
電圧を説明する図である。
【0016】図示したファンモータ制御装置は、エアコ
ンのファンを回転するファンモータであって、エアコン
機能の制御と共用されるマイコン10によって構成され
ている。本実施の形態のファンモータ制御装置は、ファ
ンモータMのオン、オフを決定するオン信号電圧を発生
するオン信号電圧発生であるCPU14および操作パネ
ル20と、ファンモータMを駆動する電圧を発生する駆
動電圧発生手段であるA/Dコンバータ12と、所定の
範囲の周波数を一様に含み、周波数が非周期的に変化す
るノイズ電圧を発生するノイズ電圧発生手段であるノイ
ズ発生回路16と、駆動電圧を、ノイズ発生回路が発生
するノイズ電圧によって所定の範囲の周波数を一様に含
み、周波数が非周期的に変化する被変調電圧に変調する
駆動電圧変調手段であるFM変調回路18と、FM変調
回路18によって発生する被変調電圧とオン信号電圧と
を比較して、矩形波電圧を発生する矩形波電圧発生手段
である比較器5とを有している。
【0017】先ず、ユーザーが操作パネル20をスイッ
チ操作することによってエアコンをオンすると、CPU
14にモータを回転させるように指示する信号が入力さ
れる。操作パネル20の指示により、CPU14は、オ
ン信号電圧dを出力する一方、A/Dコンバータ12で
駆動電圧aを発生させてFM変調回路18へ出力すると
共に、ノイズ発生回路16でノイズ電圧bを発生させて
FM変調回路18へ出力する。
【0018】FM変調回路は、信号波と呼ばれる音声な
どの情報を表す信号を、これを搬送する搬送波と呼ばれ
る信号に乗せる操作を行う回路で、周知の構成であるの
で詳細な説明を省く。本実施の形態では、信号波に当た
るノイズ電圧によって、搬送波に当たる駆動電圧を変調
している。駆動電圧aは、図5(a)に示すような一定
周期の鋸波で、前述した従来のものと同様の波形を有し
ている。一方ノイズ電圧bは、図5(b)に示すように
電圧レベルが一定で、その波数が非周期的に変化する電
圧である。
【0019】ノイズ電圧bによって変調された被変調電
圧cは、図5(c)のような一定の電圧レベルを有し、
非周期的に周波数が変化する鋸波となる。
【0020】このような被変調電圧の周波数成分を、図
3を用いて説明する。
【0021】図3(a)および(b)は、電圧に含まれ
る周波数を横軸にとり、その周波数を有する電圧によっ
てファンモータに供給される電力Wを、駆動のためにモ
ータに供給されるすべての電力W0 に対する割合として
示す図で、図3(a)は従来の駆動電圧、図3(b)は
本実施の形態の被変調電圧のものである。図3(a)に
よれば、従来のファンモータには、周波数が20kHz
の電圧によって駆動にかかるすべての電力が供給されて
おり、駆動電圧に20kHz以外の周波数成分は含まれ
ていないことがわかる。
【0022】一方図3(b)によれば、本実施の形態の
ファンモータには、周波数が10Hzから20kHzの
電圧によって一様に駆動にかかる電力が供給されてお
り、被変調電圧には10Hzから20kHzの周波数成
分が一様に含まれていることがわかる。ノイズ電圧の周
波数範囲は、被変調電圧の周波数範囲がこのように10
Hzから20kHzとなるように設定されている。
【0023】FM変調回路18によって変調された被変
調電圧cは、比較器5に入力し、CPU14から比較器
5に出力されたオン信号電圧dと比較される。オン信号
電圧dは、図2(d)に示すようにファンモータの回転
強度に応じた一定の電圧で、比較器5は、被変調電圧を
オン信号電圧と比較し、駆動電圧がオン信号電圧以上に
なった場合にのみ一定の出力レベルEの電圧eを出力す
る。
【0024】非周期的に周波数が変化する被変調電圧c
と、一定の信号電圧dとによって生成される電圧eは、
図2(e)に示すような非周期的に周波数が変化するパ
ルス電圧となる。
【0025】なお、図2(c)からも明らかなように、
三角形lhmと三角形minとは、角lhmと角min
とが等しく、また角lmhと角imnとが等しいことか
ら相似形である。この相似比は、オン信号電圧のレベル
によって決定されるものであって、線分hjの長さ、す
なわち被変調電圧の周期で変化することはない。さらに
線分lmと線分mnとの長さの比は、被変調電圧のオン
時間とオフ時間の比に等しい。よって本実施の形態で駆
動電圧を変調しても、ファンモータに供給される電力は
一定であることから、PWM制御のオン、オフのタイミ
ングに影響を与えないことが明らかである。
【0026】以上述べた本実施の形態は、駆動電圧を、
所定の範囲の周波数を一様に含み、周波数が非周期的に
変化する被変調電圧に変調することができる。よってフ
ァンモータの回転の周波数も所定の範囲内で非周期的に
変化することになり、いずれの部材とも共振することが
なくなって、共振によって発生する音や振動による不具
合を防止することができる。
【0027】また、駆動電圧を変調しても、PWM制御
に従ってファンモータに供給される電力は変化しないか
ら、PWM制御に影響を与えることなく音や振動による
不具合を防止することができる。
【0028】
【発明の効果】本発明のファンモータ制御装置は、ファ
ンモータの回転の周波数を所定の範囲内で非周期的に変
化させることにより、ファンモータのPWM制御時にフ
ァンモータを周期的にオン、オフすることによって発生
する不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態のファンモータ制御装
置の構成を説明するブロック図である。
【図2】 図1中に示す電圧信号を説明する図である。
【図3】 図2中(c)に示す被変調電圧を説明する図
である。
【図4】 ファンモータのPWM制御を簡単に説明する
図である。
【図5】 図4中に示す電圧信号を説明する図である。
【符号の説明】
5…比較器(矩形波電圧発生手段) 10…マイコン 14…CPU(オン信号電圧発生手段) 16…ノイズ発生回路(ノイズ電圧発生手段) 18…A/Dコンバータ(駆動電圧変調手段) 20…操作パネル(オン信号電圧発生手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファンモータ(M)のオン、オフを決定
    するオン信号電圧を発生するオン信号電圧発生手段(1
    4,20)と、 ファンモータ(M)を駆動する電圧を発生する駆動電圧
    発生手段(12)と、 所定の範囲の周波数を一様に含み、周波数が非周期的に
    変化するノイズ電圧を発生するノイズ電圧発生手段(1
    6)と、 前記駆動電圧を、当該ノイズ電圧発生手段(16)が発
    生するノイズ電圧によって所定の範囲の周波数を一様に
    含み、周波数が非周期的に変化する被変調電圧に変調す
    る駆動電圧変調手段(18)と、 当該駆動電圧変調手段(18)によって発生する被変調
    電圧とオン信号電圧とを比較して、矩形波電圧を発生す
    る矩形波電圧発生手段(5)とを有することを特徴とす
    るファンモータ制御装置。
JP9135243A 1997-05-26 1997-05-26 ファンモータ制御装置 Withdrawn JPH10327595A (ja)

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JP9135243A JPH10327595A (ja) 1997-05-26 1997-05-26 ファンモータ制御装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005290998A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Boc Edwards Kk 真空ポンプ及びその制御方法
WO2016106978A1 (zh) * 2014-12-29 2016-07-07 新昌县三新空调风机有限公司 工业大风扇开关调速面板
CN106802844A (zh) * 2016-12-30 2017-06-06 郑州云海信息技术有限公司 一种针对风扇控制信号状态的风扇控制系统及方法
WO2018205909A1 (zh) * 2017-05-09 2018-11-15 广州市浩洋电子股份有限公司 一种风扇转速控制系统

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040803