JPH11118230A - 空調用ファンモータの回転数制御装置 - Google Patents
空調用ファンモータの回転数制御装置Info
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- JPH11118230A JPH11118230A JP9283389A JP28338997A JPH11118230A JP H11118230 A JPH11118230 A JP H11118230A JP 9283389 A JP9283389 A JP 9283389A JP 28338997 A JP28338997 A JP 28338997A JP H11118230 A JPH11118230 A JP H11118230A
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- Japan
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- motor
- rotation speed
- switching element
- switching
- fan motor
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、空調機のファンを回転させる
ときにモータから発生する電磁騒音を低減することにあ
る。 【解決手段】回転数を可変させて駆動される空調用ファ
ンモータの回転数制御装置において、 ＩＧＢＴまたは
パワーＭＯＳＦＥＴである２つのスイッチング素子２を
有するスイッチング素子駆動回路４と、２つのスイッチ
ング素子２に対して一定方向に電流を流すためのブリッ
ジ回路３とを備え、空調用ファンモータ１を駆動するＰ
ＷＭ信号を目標となる回転数のデューティに設定する。
ときにモータから発生する電磁騒音を低減することにあ
る。 【解決手段】回転数を可変させて駆動される空調用ファ
ンモータの回転数制御装置において、 ＩＧＢＴまたは
パワーＭＯＳＦＥＴである２つのスイッチング素子２を
有するスイッチング素子駆動回路４と、２つのスイッチ
ング素子２に対して一定方向に電流を流すためのブリッ
ジ回路３とを備え、空調用ファンモータ１を駆動するＰ
ＷＭ信号を目標となる回転数のデューティに設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調用ファンモー
タを低騒音で制御する回転数制御装置に関するものであ
る。
タを低騒音で制御する回転数制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】空調用ファンモータの駆動回路におい
て、電源電圧の波形をチョッピングするスイッチング素
子とスイッチングＯＦＦ時に発生する逆起電力を吸収す
るスイッチング素子にはトランジスタが使用されていた
が、トランジスタはスイッチングするためのキャリア周
波数が低いため、スイッチングにより発生する電磁騒音
が非可聴領域にすることができず耳障りな音を発生して
いた。
て、電源電圧の波形をチョッピングするスイッチング素
子とスイッチングＯＦＦ時に発生する逆起電力を吸収す
るスイッチング素子にはトランジスタが使用されていた
が、トランジスタはスイッチングするためのキャリア周
波数が低いため、スイッチングにより発生する電磁騒音
が非可聴領域にすることができず耳障りな音を発生して
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ス
イッチングするトランジスタのキャリア周波数が低いた
め電磁騒音が発生し、またモータに流れる電流が正弦波
にならず不連続になるという問題点があった。
イッチングするトランジスタのキャリア周波数が低いた
め電磁騒音が発生し、またモータに流れる電流が正弦波
にならず不連続になるという問題点があった。
【０００４】本発明の目的は、このような問題点を改善
すべく、モータから発生する電磁騒音を低減することに
ある。
すべく、モータから発生する電磁騒音を低減することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、回転数を可変させて駆動される空調用ファ
ンモータの回転数制御装置において、ＩＧＢＴまたはパ
ワーＭＯＳＦＥＴである２つのスイッチング素子を有す
るスイッチング素子駆動回路と、２つのスイッチング素
子に対して一定方向に電流を流すためのブリッジ回路と
を備え、空調用ファンモータを駆動するＰＷＭ信号を目
標となる回転数のデューティに設定するものである。
に本発明は、回転数を可変させて駆動される空調用ファ
ンモータの回転数制御装置において、ＩＧＢＴまたはパ
ワーＭＯＳＦＥＴである２つのスイッチング素子を有す
るスイッチング素子駆動回路と、２つのスイッチング素
子に対して一定方向に電流を流すためのブリッジ回路と
を備え、空調用ファンモータを駆動するＰＷＭ信号を目
標となる回転数のデューティに設定するものである。
【０００６】これにより、スイッチングを行うスイッチ
ング素子にＩＧＢＴまたはパワーＭＯＳＦＥＴを使用し
ているので、スイッチング素子のキャリア周波数をトラ
ンジスタよりも高く、非可聴領域にすることで電磁騒音
の発生を低減することができる。
ング素子にＩＧＢＴまたはパワーＭＯＳＦＥＴを使用し
ているので、スイッチング素子のキャリア周波数をトラ
ンジスタよりも高く、非可聴領域にすることで電磁騒音
の発生を低減することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１、
２、３、４、５により説明する。
２、３、４、５により説明する。
【０００８】図１は、本発明の概要を示すモータ制御回
路図であり、モータ１、スイッチング素子２、ダイオー
ドブリッジ３、スイッチング素子駆動回路４、スナバ回
路５、電源６、電流センサ８、マイクロコンピュータ
９、直流電源回路１０、サージ吸収用コンデンサ１１、
スナバ回路１２等により構成される。モータ１は単相誘
導電動機であり、モータ１駆動用の電源６は交流電源で
ある。
路図であり、モータ１、スイッチング素子２、ダイオー
ドブリッジ３、スイッチング素子駆動回路４、スナバ回
路５、電源６、電流センサ８、マイクロコンピュータ
９、直流電源回路１０、サージ吸収用コンデンサ１１、
スナバ回路１２等により構成される。モータ１は単相誘
導電動機であり、モータ１駆動用の電源６は交流電源で
ある。
【０００９】図２は、マイクロコンピュータから出力さ
れる信号とモータに印加する電圧を示す。マイクロコン
ピュータ９からチョッパ部のスイッチング素子２をオン
−オフさせるＰＷＭ信号７の波形を（ａ）、マイクロコ
ンピュータ９からフライホイール部のスイッチング素子
２をオン−オフさせるＰＷＭ信号７の波形を（ｂ）、そ
の結果、モータ１に印加される電圧を（ｃ）、正弦波の
波形をチョッピングするため平均された電圧Ｖがモータ
１に印加されたことになる。
れる信号とモータに印加する電圧を示す。マイクロコン
ピュータ９からチョッパ部のスイッチング素子２をオン
−オフさせるＰＷＭ信号７の波形を（ａ）、マイクロコ
ンピュータ９からフライホイール部のスイッチング素子
２をオン−オフさせるＰＷＭ信号７の波形を（ｂ）、そ
の結果、モータ１に印加される電圧を（ｃ）、正弦波の
波形をチョッピングするため平均された電圧Ｖがモータ
１に印加されたことになる。
【００１０】図３は、図２と同様にマイクロコンピュー
タから出力される信号とモータに印加する電圧を示す。
マイクロコンピュータ９からのチョッパ部のスイッチン
グ素子２をオン−オフさせるＰＷＭ信号７のデューティ
を大きくした波形を（ｄ）、マイクロコンピュータ９か
らフライホイール部のスイッチング素子２をオン−オフ
させるＰＷＭ信号７の波形を（ｅ）、その結果、モータ
１に印加される電圧を（ｆ）、正弦波の波形をチョッピ
ングするため平均された電圧Ｖ１がモータ１に印加され
たことになる。
タから出力される信号とモータに印加する電圧を示す。
マイクロコンピュータ９からのチョッパ部のスイッチン
グ素子２をオン−オフさせるＰＷＭ信号７のデューティ
を大きくした波形を（ｄ）、マイクロコンピュータ９か
らフライホイール部のスイッチング素子２をオン−オフ
させるＰＷＭ信号７の波形を（ｅ）、その結果、モータ
１に印加される電圧を（ｆ）、正弦波の波形をチョッピ
ングするため平均された電圧Ｖ１がモータ１に印加され
たことになる。
【００１１】図４は２つのスイッチング素子のスイッチ
ング時におけるデッドタイムを示す。図５は、モータの
騒音値データを示す。以下、図１を用いて動作の説明を
する。モータ１を回転駆動させるためには、チョッパ部
のスイッチング素子２をオンさせることが必要である。
スイッチング素子２は、モータ１を全速で回転させる以
外はオン−オフを繰り返す。チョッパ部のスイッチング
素子２をオン−オフをさせるためにはマイクロコンピュ
ータ９からオン−オフ信号をスイッチング素子駆動回路
４を経てスイッチング素子２に出力する。フライホイー
ル部のスイッチング素子２もチョッパ部のスイッチング
素子２と同様に、マイクロコンピュータ９からオン−オ
フ信号をスイッチング素子駆動回路４を経てスイッチン
グ素子２に出力する。マイクロコンピュータ９からのチ
ョッパ部、フライホイール部へのオン−オフ信号の相互
関係は互いに反転する信号を出力する。このときオン−
オフ信号にオン−オンのタイミングが発生しないように
デッドタイムを設けるようにする。スイッチング素子２
を駆動させるためのマイクロコンピュータ９は直流電圧
が必要であり、電源６より直流電源１０を経てマイクロ
コンピュータ９に直流電圧を供給する。また、スイッチ
ング素子２のスイッチング時に発生するサージ電圧を吸
収するためのスナバ回路５、コンデンサ１１を付加す
る。また、デッドタイム期間中の逆起電力を吸収するた
めのスナバ回路１２を付加する。
ング時におけるデッドタイムを示す。図５は、モータの
騒音値データを示す。以下、図１を用いて動作の説明を
する。モータ１を回転駆動させるためには、チョッパ部
のスイッチング素子２をオンさせることが必要である。
スイッチング素子２は、モータ１を全速で回転させる以
外はオン−オフを繰り返す。チョッパ部のスイッチング
素子２をオン−オフをさせるためにはマイクロコンピュ
ータ９からオン−オフ信号をスイッチング素子駆動回路
４を経てスイッチング素子２に出力する。フライホイー
ル部のスイッチング素子２もチョッパ部のスイッチング
素子２と同様に、マイクロコンピュータ９からオン−オ
フ信号をスイッチング素子駆動回路４を経てスイッチン
グ素子２に出力する。マイクロコンピュータ９からのチ
ョッパ部、フライホイール部へのオン−オフ信号の相互
関係は互いに反転する信号を出力する。このときオン−
オフ信号にオン−オンのタイミングが発生しないように
デッドタイムを設けるようにする。スイッチング素子２
を駆動させるためのマイクロコンピュータ９は直流電圧
が必要であり、電源６より直流電源１０を経てマイクロ
コンピュータ９に直流電圧を供給する。また、スイッチ
ング素子２のスイッチング時に発生するサージ電圧を吸
収するためのスナバ回路５、コンデンサ１１を付加す
る。また、デッドタイム期間中の逆起電力を吸収するた
めのスナバ回路１２を付加する。
【００１２】次に、スイッチング素子にＩＧＢＴを使用
した場合における実施例を説明する。先ず１つの実施例
として、単相誘導電動機駆動用回路を使用する空気調和
機において、２つのスイッチング素子は６〜２０ｋＨｚ
までの周波数にてスイッチングを行い、ファンモータか
ら発生する電磁騒音を非可聴領域にする騒音対策を特徴
とする構成とするものである。
した場合における実施例を説明する。先ず１つの実施例
として、単相誘導電動機駆動用回路を使用する空気調和
機において、２つのスイッチング素子は６〜２０ｋＨｚ
までの周波数にてスイッチングを行い、ファンモータか
ら発生する電磁騒音を非可聴領域にする騒音対策を特徴
とする構成とするものである。
【００１３】次にこの一実施例の制御を説明する。上記
動作において、モータ１の回転数が一定速でなく、回転
数を可変させる場合には、マイクロコンピュータからチ
ョッパ部のスイッチング素子２に出力するオン−オフ信
号のＰＷＭデューティを変えることで可能となる。この
モータ１の回転数を可変するスイッチング素子にＩＧＢ
Ｔを使用する。
動作において、モータ１の回転数が一定速でなく、回転
数を可変させる場合には、マイクロコンピュータからチ
ョッパ部のスイッチング素子２に出力するオン−オフ信
号のＰＷＭデューティを変えることで可能となる。この
モータ１の回転数を可変するスイッチング素子にＩＧＢ
Ｔを使用する。
【００１４】スイッチング素子にＩＧＢＴを使用するこ
とにより、従来のバイポーラトランジスタと異なり高い
周波数でスイッチングを行うことができる。ＩＧＢＴの
スイッチング周波数は６〜２０ｋＨｚの範囲で設定可能
とするが騒音対策を目的としてスイッチング周波数を設
定するため非可聴領域である２０ｋＨｚとする。このこ
とにより、商用電源をスイッチングしてモータ１を回転
駆動させるときにモータ１から発生する電磁騒音を低減
し、騒音対策を可能にすることができる。図５は本シス
テムにおける騒音データであり、ピーク値でも２０ｄｂ
以下であり騒音対策が可能となる。
とにより、従来のバイポーラトランジスタと異なり高い
周波数でスイッチングを行うことができる。ＩＧＢＴの
スイッチング周波数は６〜２０ｋＨｚの範囲で設定可能
とするが騒音対策を目的としてスイッチング周波数を設
定するため非可聴領域である２０ｋＨｚとする。このこ
とにより、商用電源をスイッチングしてモータ１を回転
駆動させるときにモータ１から発生する電磁騒音を低減
し、騒音対策を可能にすることができる。図５は本シス
テムにおける騒音データであり、ピーク値でも２０ｄｂ
以下であり騒音対策が可能となる。
【００１５】次に、他の実施例について説明する。前記
単相誘導電動機駆動用回路を使用する空気調和機におい
て、２つのスイッチング素子は片方のスイッチング素子
がＯＮしているときは、もう片方はＯＦＦし交互にＯＮ
−ＯＦＦを繰り返す。２つのスイッチング素子のスイッ
チング時にはデッドタイムを設けるが、その時間を１μ
ｓ以下にする。また、デッドタイム間で発生する逆起電
力を吸収するためにモータに並列にスナバ回路を設け、
デッドタイム間の瞬時に発生する逆起電力を減衰させ、
スイッチング素子の定格以下にする。またスイッチング
素子のコレクタ−エミッタまたはドレイン−ソース間に
抵抗器とコンデンサを直列に接続したものを設け、波形
の振動を減衰させる。さらに、電源の相間にサージ吸収
用のコンデンサを設け、突入電流によるサージ電圧を吸
収し、スイッチングしている波形を矩形波にすることを
特徴とするように構成した。
単相誘導電動機駆動用回路を使用する空気調和機におい
て、２つのスイッチング素子は片方のスイッチング素子
がＯＮしているときは、もう片方はＯＦＦし交互にＯＮ
−ＯＦＦを繰り返す。２つのスイッチング素子のスイッ
チング時にはデッドタイムを設けるが、その時間を１μ
ｓ以下にする。また、デッドタイム間で発生する逆起電
力を吸収するためにモータに並列にスナバ回路を設け、
デッドタイム間の瞬時に発生する逆起電力を減衰させ、
スイッチング素子の定格以下にする。またスイッチング
素子のコレクタ−エミッタまたはドレイン−ソース間に
抵抗器とコンデンサを直列に接続したものを設け、波形
の振動を減衰させる。さらに、電源の相間にサージ吸収
用のコンデンサを設け、突入電流によるサージ電圧を吸
収し、スイッチングしている波形を矩形波にすることを
特徴とするように構成した。
【００１６】マイクロコンピュータからチョッパ部、フ
ライホイール部に出力するＰＷＭデューティの信号には
デッドタイムを設ける。デッドタイムはＩＧＢＴがオン
−オンにならないように設けるものである。しかし、た
くさん取りすぎるとチョッパ部、フライホイール部のＩ
ＧＢＴのオフ時に発生する逆起電力が高くなってしまう
ため、デッドタイムはＩＧＢＴのターンオン、ターンオ
フの時間にもよるが１μｓ以下とする。このデッドタイ
ム期間はＩＧＢＴが共にオフしているためモータに逆起
電力が発生する。このわずかな時間に発生するサージ電
圧を吸収するためにスナバ回路１２を付ける。その結
果、逆起電力の発生を抑えることが可能となる。また、
ＩＧＢＴに並列に抵抗器とコンデンサを設ける。抵抗器
は１０〜２０オームを付け、コンデンサは１０００〜２
０００ｐＦのものを付ける。ＩＧＢＴに並列に設けるこ
とでスイッチングしている電圧波形の振動を抑え、矩形
波になるようにする。さらに、ＩＧＢＴがオンしたとき
の突入電流により、スイッチングされた電圧波形は波形
の立ち上がり時にＩＧＢＴの定格電圧以上のサージ電圧
が発生し、ＩＧＢＴを破壊してしまう可能性があるた
め、サージ電圧が発生しないように電源電圧の相間にサ
ージ吸収用のコンデンサを設ける。コンデンサの常数は
０．１μＦ〜０．４７μＦのものを付ける。これらの回
路部品を設けることにより、スイッチングしている電圧
波形を矩形波にし、かつＩＧＢＴの破壊を抑えることが
出来る。上記実施例でスイッチング素子にパワーＭＯＳ
ＦＥＴを使用しても良い。
ライホイール部に出力するＰＷＭデューティの信号には
デッドタイムを設ける。デッドタイムはＩＧＢＴがオン
−オンにならないように設けるものである。しかし、た
くさん取りすぎるとチョッパ部、フライホイール部のＩ
ＧＢＴのオフ時に発生する逆起電力が高くなってしまう
ため、デッドタイムはＩＧＢＴのターンオン、ターンオ
フの時間にもよるが１μｓ以下とする。このデッドタイ
ム期間はＩＧＢＴが共にオフしているためモータに逆起
電力が発生する。このわずかな時間に発生するサージ電
圧を吸収するためにスナバ回路１２を付ける。その結
果、逆起電力の発生を抑えることが可能となる。また、
ＩＧＢＴに並列に抵抗器とコンデンサを設ける。抵抗器
は１０〜２０オームを付け、コンデンサは１０００〜２
０００ｐＦのものを付ける。ＩＧＢＴに並列に設けるこ
とでスイッチングしている電圧波形の振動を抑え、矩形
波になるようにする。さらに、ＩＧＢＴがオンしたとき
の突入電流により、スイッチングされた電圧波形は波形
の立ち上がり時にＩＧＢＴの定格電圧以上のサージ電圧
が発生し、ＩＧＢＴを破壊してしまう可能性があるた
め、サージ電圧が発生しないように電源電圧の相間にサ
ージ吸収用のコンデンサを設ける。コンデンサの常数は
０．１μＦ〜０．４７μＦのものを付ける。これらの回
路部品を設けることにより、スイッチングしている電圧
波形を矩形波にし、かつＩＧＢＴの破壊を抑えることが
出来る。上記実施例でスイッチング素子にパワーＭＯＳ
ＦＥＴを使用しても良い。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ファンモータの回転数
制御を行う際に、２つのスイッチング素子をスイッチン
グすることで、ファンモータより発生する電磁騒音を低
減することが出来る。
制御を行う際に、２つのスイッチング素子をスイッチン
グすることで、ファンモータより発生する電磁騒音を低
減することが出来る。
【図１】 本発明の概要を示すモータ制御回路ブロック
図である。
図である。
【図２】 本発明でのＰＷＭデューティ波形及びモータ
印加電圧である。
印加電圧である。
【図３】 本発明でのＰＷＭデューティ波形及びモータ
印加電圧である。
印加電圧である。
【図４】 本発明でのスイッチング素子のスイッチング
時のデッドタイム図である。
時のデッドタイム図である。
【図５】 本発明を使用した空気調和機の騒音データ図
である。
である。
１…単相誘導電動機、２…スイッチング素子、３…ダイ
オードブリッジ、４…スイッチング素子駆動回路、５…
スナバ回路、６…商用電源、７…ＰＷＭ信号、８…カレ
ントトランス、９…マイクロコンピュータ、１０…直流
電源回路、１１…サージ吸収用コンデンサ、１２…スナ
バ回路。
オードブリッジ、４…スイッチング素子駆動回路、５…
スナバ回路、６…商用電源、７…ＰＷＭ信号、８…カレ
ントトランス、９…マイクロコンピュータ、１０…直流
電源回路、１１…サージ吸収用コンデンサ、１２…スナ
バ回路。
Claims (1)
- 【請求項１】回転数を可変させて駆動される空調用ファ
ンモータの回転数制御装置において、 ＩＧＢＴまたは
パワーＭＯＳＦＥＴである２つのスイッチング素子を有
するスイッチング素子駆動回路と、 前記２つのスイッチング素子に対して一定方向に電流を
流すためのブリッジ回路とを備え、 前記空調用ファンモータを駆動するＰＷＭ信号を目標と
なる回転数のデューティに設定することを特徴とする空
調用ファンモータの回転数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283389A JPH11118230A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 空調用ファンモータの回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283389A JPH11118230A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 空調用ファンモータの回転数制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118230A true JPH11118230A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17664894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9283389A Pending JPH11118230A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 空調用ファンモータの回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11118230A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003526531A (ja) * | 2000-03-16 | 2003-09-09 | ブラック アンド デッカー インコーポレイティド | 電動工具用交流／直流チョッパ |
-
1997
- 1997-10-16 JP JP9283389A patent/JPH11118230A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003526531A (ja) * | 2000-03-16 | 2003-09-09 | ブラック アンド デッカー インコーポレイティド | 電動工具用交流／直流チョッパ |
| JP2008161050A (ja) * | 2000-03-16 | 2008-07-10 | Black & Decker Inc | 電動工具用交流／直流チョッパ |
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