WO2016092995A1 - ファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラム - Google Patents

ファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2016092995A1
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command value
motor
rotation
rotation start
recording
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PCT/JP2015/081296
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繁 岩本
純一 吉田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/18—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual DC motor

Definitions

  • the present invention relates to a fan motor system, an air conditioner, a fan motor control method, and a program.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2014-247713, filed Dec. 8, 2014, the content of which is incorporated herein by reference.
  • the object of the present invention is made in view of the above-mentioned subject, and is providing a fan motor system, an air conditioner, a fan motor control method, and a program which start up quickly and stably.
  • One aspect of the present invention is a fan motor unit having a motor, a fan rotated by the motor, and a controller that controls the number of rotations of the motor according to an input command value, and the motor in a stopped state
  • the start of rotation of the motor is detected based on an observed value of the number of rotations of the motor and a command value output unit that outputs the command value while raising the command value from a predetermined initial value to the controller.
  • a start detection unit; and a start command value recording unit for acquiring a rotation start command value, which is a command value output by the command value output unit at a timing corresponding to a timing at which the rotation start is detected, and recording it on a recording medium.
  • the fan motor according to claim 1, wherein the command value output unit determines the initial value by referring to the rotation start command value recorded on the recording medium when the motor is started. Is Tashisutemu.
  • the start command value recording unit records the plurality of rotation start command values acquired corresponding to each of a plurality of starts of the motor. Recording is performed on a medium, and the command value output unit determines the initial value based on the plurality of rotation start command values recorded on the recording medium when the motor is started.
  • an operation mode switching unit capable of switching an operation mode to a normal mode or an inspection mode is further provided, and the start command value recording unit
  • the operation mode is the normal mode
  • a plurality of the rotation start command values acquired corresponding to a plurality of times of activation of the motor are recorded, and when the operation mode is the inspection mode, the operation of the motor is started.
  • the rotation start command value acquired from time to time is rewritten from the recorded rotation start command value and recorded.
  • the start command value recording unit is a timing corresponding to a timing at which the rotation start is detected, and is predetermined from timing at which the rotation start is detected.
  • the command value output earlier by the predetermined time is recorded on the recording medium as the rotation start command value.
  • 1 aspect of this invention is an air conditioner provided with the above-mentioned fan motor system.
  • one aspect of the present invention is a control method of a fan motor unit including a motor, a fan rotated by the motor, and a controller that controls the number of rotations of the motor according to an input command value,
  • the controller outputs the command value while raising the command value from a predetermined initial value based on the command value output step and the observed value of the rotation speed of the motor. It has a start detection step of detecting the start of motor rotation, and a start command value recording step of recording on the recording medium a rotation start command value which is a command value output at a timing corresponding to the timing at which the rotation start is detected.
  • the command value output step when the motor is started, the rotation start command value recorded on the recording medium is referred to.
  • a computer controlling a fan motor unit including a motor, a fan rotated by the motor, and a controller controlling the number of rotations of the motor according to an input command value is stopped.
  • command value output means for outputting the command value to the controller while raising it from a predetermined initial value, and based on the observed value of the rotational speed of the motor, Start detection means for detecting the start of rotation, start instruction value recording means for recording the rotation start instruction value which is the instruction value outputted by the instruction value output means at a timing corresponding to the timing at which the rotation start is detected;
  • the command value output means refers to the rotation start command value recorded on the recording medium when the motor is activated. Is a program for determining the initial value.
  • FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a fan motor system according to a first embodiment.
  • the fan motor system 1 includes a fan motor unit 10 and a fan motor control device 11 that controls the fan motor unit 10.
  • the fan motor unit 10 is a DC fan motor incorporating the controller 100 which is a drive IC.
  • the fan motor unit 10 includes a controller 100, a motor 101, a fan 102, and a detector 103.
  • the controller 100 receives a command value (hereinafter, referred to as a command analog voltage Vsp), which is an analog voltage, from a fan motor control device 11 described later, and generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal of Duty ratio corresponding to the command analog voltage Vsp. (Hereinafter, referred to as a PWM signal P) is output to the motor 101.
  • a command analog voltage Vsp which is an analog voltage
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the motor 101 is a DC motor that rotates at a rotational speed substantially proportional to the duty ratio of the PWM signal P when the PWM signal P is applied.
  • rotational speed is actually the rotational speed per unit time of (the rotor mounted on the inside of the motor 101), for example, rpm (rotations per minutes), rps (rotations per second), etc. It is expressed in units of.
  • the fan 102 is a fan that is rotationally driven by the rotation of the motor 101 to blow air.
  • the detector 103 outputs a pulse signal FG of a frequency corresponding to the rotational speed of the rotor in the motor 101.
  • the controller 100 can receive the pulse signal FG from the detector 103, and can acquire an actual rotation number r, which is an observed value of the rotation number of the motor 101, based on the frequency of the pulse signal FG.
  • the fan motor control device 11 is a control device that appropriately controls the driving of the fan motor unit 10 according to the operating condition of the air conditioner on which the fan motor system 1 is mounted.
  • the fan motor control device 11 includes a command value output unit 110, a start detection unit 111, a start command value recording unit 112, an operation mode switching unit 113, and a recording medium 114.
  • the command value output unit 110 outputs a command analog voltage Vsp appropriate for the controller 100 of the fan motor unit 10 in accordance with the operating condition of the air conditioner in which the fan motor system 1 is mounted. In particular, when the motor 101 in the stopped state (rotational speed 0 state) is started, the command value output unit 110 gradually increases the analog command voltage Vsp from the predetermined initial value Vsp_st to the controller 100. Output.
  • the start detection unit 111 acquires the actual rotation number r from the controller 100 of the fan motor unit 10, and detects the “rotation start” of the motor 101.
  • the “rotation start” means that the controller 100 starts the output of the actual rotation number r when the rotation number of the motor 101 reaches a predetermined rotation number threshold (for example, 100 rpm).
  • a predetermined rotation number threshold for example, 100 rpm.
  • the start command value recording unit 112 records a command value (hereinafter referred to as a rotation start command value Vsp_n) output by the command value output unit 110 at a timing corresponding to the timing when the start detection unit 111 detects the start of rotation of the motor 101.
  • the information is recorded on the medium 114.
  • the timing corresponding to the timing when the start detection unit 111 detects the start of rotation of the motor 101 is, specifically, a predetermined time ⁇ t (described later) which is predetermined from the timing when the start of rotation is detected. ) Is the timing before.
  • the operation mode switching unit 113 can switch the operation mode of the fan motor system 1 to the “normal mode” or the “inspection mode”. Specifically, the operation mode switching unit 113 switches the operation mode of the fan motor system 1 to the “normal mode” or the “inspection mode” according to the input operation by the shipping inspection operator or the like.
  • the start command value recording unit 112 performs a recording process of the command analog voltage Vsp based on the set operation mode.
  • the recording medium 114 In the recording medium 114, one or more rotation start command values Vsp_n (rotation start duty corresponding to the rotation start command value) are recorded based on the processing of the start command value recording unit 112.
  • the recording medium 114 is a general non-volatile memory (for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) or the like).
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the fan motor system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the temporal transition of various parameters when the motor 101 in the stopped state at time t0 is started.
  • the command value output unit 110 first outputs a command analog voltage Vsp of an initial value Vsp_st to the controller 100 at time t0 when the motor 101 is in the stop state. Subsequently, the command value output unit 110 raises the command analog voltage Vsp from the initial value Vsp_st by the minute voltage ⁇ Vsp each time a unit time (control cycle T) elapses.
  • the control cycle T is, for example, a cycle corresponding to an operation clock of hardware configuring the fan motor control apparatus 11.
  • the coefficient N is an integer of 0 or more.
  • the motor 101 starts at time t1 after a predetermined time has elapsed from time t0. That is, as shown in FIG. 2, at time t1, a pulse signal FG including a pulse wave corresponding to the rotation of the motor 101 starts to be output, and at time t1, the current between the terminals of the motor 101 (motor current Im) It starts to flow.
  • the motor current Im increases with an increase in the number of revolutions of the motor 101 (see the pulse signal FG), and an overcurrent state is entered.
  • the motor 101 recovers from the overcurrent state (refer to the motor current Im), and thereafter continues the stable operation.
  • the start command value recording unit 112 receives an input of the trigger signal Trg from the start detection unit 111 at time t3.
  • rotation start command analog voltage Vsp_m a rotation start command value (hereinafter, rotation start command analog voltage Vsp_m).
  • FIG. 3 is a diagram showing rotation start instruction analog voltage information recorded on the recording medium according to the first embodiment.
  • the rotation start command analog voltage information as shown in FIG. 3 is recorded on the recording medium 114 according to the present embodiment.
  • the recording medium 114 has five recording areas.
  • the start command value recording unit 112 records a plurality of rotation start command analog voltages Vsp_m in the recording medium 114 each time the motor 101 is started, in each of the five recording areas.
  • the rotation start duty which is the duty ratio of the PWM signal P corresponding to the rotation start instruction analog voltage Vsp_m is recorded.
  • FIGS. 4A and 4B are first and second diagrams for explaining the function of the start command value storage unit according to the first embodiment, respectively.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the operation of the start command value recording unit 112 when the operation mode of the fan motor system 1 is the “normal mode”.
  • 4B is a diagram for explaining the operation of the start command value recording unit 112 when the operation mode of the fan motor system 1 is the “inspection mode”.
  • the “normal mode” is an operation mode set when the customer uses the fan motor system 1 after shipment.
  • the “inspection mode” is an operation mode used at the stage of factory inspection before shipping the fan motor system 1.
  • start command value recording unit 112 sets a plurality of rotation start command analog voltages Vsp_m (rotation start duty) acquired corresponding to a plurality of starts to an invalid value (rotation start duty).
  • recording is sequentially performed from the address 0001.
  • the start command value recording unit 112 sets the rotation start command analog voltage Vsp_m (rotation start duty) acquired at the time of the first start.
  • the rotation start instruction analog voltage Vsp_m (rotation start duty) acquired at the second activation is recorded at the address 0002.
  • inspection mode as shown in FIG.
  • the start command value recording unit 112 records the rotation start command analog voltage Vsp_m (rotation start duty) acquired when the motor 101 is started, into the recorded rotation start command value. Rewrite from and record. That is, the start command value recording unit 112 rewrites the rotation start command analog voltage Vsp_m (rotation start duty) acquired at the second start from the rotation start duty at address 0001 recorded after completion of the first start. Record at the same address 0001.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C and FIG. 5D respectively show a first diagram, a second diagram, a third diagram and a fourth diagram for explaining the function of the command value output unit according to the first embodiment. It is.
  • the command value output unit 110 refers to the rotation start command analog voltage Vsp_m (rotation start duty (FIG. 3)) recorded in the recording medium 114 when the motor 101 is started.
  • the initial value Vsp_st is determined.
  • the initial value Vsp_st is determined as follows. For example, as shown in FIG. 5A, when no rotation start duty is recorded in any of the five recording areas of the recording medium 114, the command value output unit 110 previously sets the initial value Vsp_st at the time of activation of the motor 101. Determine to a defined initial fixed value (for example, "30").
  • the initial fixed value "30" is reduced to a level that can be always stably started regardless of any fan motor unit 10 in consideration of the fluctuation range of the characteristic variation that may occur in the fan motor unit 10. It is an initial value.
  • the command value output unit 110 starts the motor 101 by gradually raising the command analog voltage Vsp from the initial value Vsp_st corresponding to the duty ratio “30”.
  • the command value output unit 110 records the rotation recorded in the address 0001.
  • the initial value Vsp_st is determined to be the average value of the rotation start duty and the initial fixed value “30”.
  • the command value output unit 110 calculates an expression “(39 + 30) / 2” for obtaining an average value of the rotation start duty “39” recorded at the address 0001 and the initial fixed value “30”. , To obtain an initial value Vsp_st "34".
  • the command value output unit 110 is recorded at the addresses 0001 to 0003.
  • the initial value Vsp_st is determined to be the average value of the plurality of rotation start duties and the initial fixed value “30”.
  • the command value output unit 110 sets the rotation start duty "39" recorded at address 0001, the rotation start duty "41” recorded at address 0002, and the rotation start duty "recorded at address 0003.
  • an initial value Vsp_st is determined to be an average value of the rotation start duty.
  • the command value output unit 110 obtains an average value of rotation start duty “39”, “41”, “43”, “42”, “45” recorded at each of addresses 0001 to 0005. “(39 + 41 + 43 + 42 + 45) / 5” is calculated to obtain an initial value Vsp_st “42”.
  • the command value output unit 110 calculates an average value of the recorded five rotation start duties.
  • FIG. 6 is a first diagram showing a process flow of the fan motor control device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a process flow performed when the operation mode of the fan motor system 1 is the “inspection mode”. The processing flow shown in FIG. 6 is started when the motor 101 in the stopped state is started.
  • the command value output unit 110 refers to the rotation start command value information (FIG. 3) recorded in the recording medium 114, and determines whether or not a valid rotation start duty is recorded in one recording area (address 0001). It is determined (step S01). If a valid rotation start duty is not recorded in one recording area (step S01: NO), the command value output unit 110 sets the initial value Vsp_st to a predetermined initial fixed value (for example, "30"). It determines (step S02). On the other hand, when a valid rotation start duty is recorded in one recording area (step S01: YES), an average value with an initial fixed value is calculated based on the valid rotation start duty (FIG. 5B) See) and the initial value Vsp_st is determined (step S03).
  • a valid rotation start duty is recorded in one recording area (step S01: YES)
  • an average value with an initial fixed value is calculated based on the valid rotation start duty (FIG. 5B) See) and the initial value Vsp_s
  • command value output unit 110 determines initial value Vsp_st in step S02 or step S03
  • command value output unit 110 outputs command analog voltage Vsp while raising ⁇ Vsp for each control cycle T from the determined initial value Vsp_st (step S04).
  • the start detection unit 111 detects the start of rotation of the motor 101 at a certain timing (time t3 shown in FIG. 2). At this time, the start detection unit 111 outputs the trigger signal Trg to the start command value recording unit 112.
  • the start command value recording unit 112 that receives the input of the trigger signal Trg from the start detection unit 111 acquires the rotation start command analog voltage Vsp_m output at a timing earlier by a predetermined time ⁇ t than the timing (step S05) ).
  • the start instruction value recording unit 112 determines whether the acquired rotation start instruction analog voltage Vsp_m falls within a predetermined recording range defined in advance. It is determined (step S06).
  • the predetermined recording range is defined by a predetermined lower limit value Lim1 and an upper limit value Lim2 (> Lim1).
  • the start instruction value recording unit 112 sets the lower limit value Lim1 or the upper limit value defining the recording range.
  • the Lim2 is recorded on the recording medium 114 (step S07). That is, the start command value recording unit 112 records the lower limit value Lim1 when the rotation start duty corresponding to the rotation start command analog voltage Vsp_m falls below the lower limit value Lim1, and records the upper limit value Lim2 when exceeding the upper limit value Lim2. Do.
  • step S06 When the acquired rotation start instruction analog voltage Vsp_m falls within the predetermined recording range defined in advance (step S06: YES), the start instruction value recording unit 112 rotates corresponding to the acquired rotation start instruction analog voltage Vsp_m.
  • the start duty is recorded on the recording medium 114 (step S08).
  • the operation mode is set to "inspection mode”
  • the start command value The recording unit 112 rewrites and records the valid value already recorded in one recording area (address 0001) of the recording medium 114 (see FIG. 4B).
  • FIG. 7 is a second diagram showing a process flow of the fan motor control device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a process flow performed when the operation mode of the fan motor system 1 is the “normal mode”. The processing flow shown in FIG. 7 is started when the motor 101 in the stopped state is started, as in FIG.
  • the command value output unit 110 records effective rotation start Duty in all the recording areas (address 0001 to 0005). It is determined whether or not (step S11). If even one of the recording areas does not record a valid rotation start duty (step S11: NO), the command value output unit 110 records the recorded rotation start duty and an initial fixed value (for example, The initial value Vsp_st is determined based on "30" (step S12) (see FIGS. 5A to 5C).
  • the command value output unit 110 After determining the initial value Vsp_st in step S12, the command value output unit 110 outputs the command analog voltage Vsp from the determined initial value Vsp_st while increasing by ⁇ Vsp for each control cycle T (step S13).
  • the start detection unit 111 detects the start of rotation of the motor 101 at a certain timing (time t3 shown in FIG. 2). At this time, the start detection unit 111 outputs the trigger signal Trg to the start command value recording unit 112.
  • the start command value recording unit 112 that receives the input of the trigger signal Trg from the start detection unit 111 acquires the rotation start command analog voltage Vsp_m output at a timing that is a predetermined time ⁇ t before the timing (step S14) ).
  • the start command value recording unit 112 determines whether the acquired rotation start command analog voltage Vsp_m falls within a predetermined recording range defined in advance (step S15). If the acquired rotation start instruction analog voltage Vsp_m is not within the predetermined recording range defined in advance (step S15: NO), the start instruction value recording unit 112 sets the lower limit value Lim1 or the upper limit value defining the recording range. The Lim2 is recorded on the recording medium 114 (step S16). If the acquired rotation start instruction analog voltage Vsp_m falls within the predetermined recording range defined in advance (step S15: YES), the start instruction value recording unit 112 rotates corresponding to the acquired rotation start instruction analog voltage Vsp_m. The start duty is recorded on the recording medium 114 (step S17).
  • the operation mode is set to the "normal mode"
  • the rotation start duty or the lower limit value Lim1, the upper limit value Lim2
  • the start command value The recording unit 112 records in the recording area of the invalid value which has not been written yet among the plurality of recording areas of the recording medium 114 (see FIG. 4A).
  • step S11 when the effective rotation start duty is recorded in the entire recording area (step S11: YES), the command value output unit 110 calculates an average value of all the recorded rotation start duties and performs an initial value. Vsp_st is determined (step S18) (see FIG. 5D).
  • the command value output unit 110 After determining the initial value Vsp_st in step S18, the command value output unit 110 outputs the command analog voltage Vsp from the determined initial value Vsp_st while increasing by ⁇ Vsp for each control cycle T (step S19).
  • the start command value recording unit 112 determines whether or not it corresponds to activation of a predetermined number of times (for example, the fifth time) counting from activation which performed recording processing on the recording medium 114 last time (step S20). If the start command value recording unit 112 does not correspond to the predetermined number of starts counted from the start of the recording processing to the recording medium 114 (step S20: NO), the start command value recording unit 112 performs acquisition and recording of the rotation start command analog voltage Vsp_m. Absent. In this case, the fan motor control device 11 ends the series of processes.
  • step S20 when it corresponds to activation of the predetermined number of times counting from activation performed recording processing on the recording medium 114 (step S20: YES), the start command value recording unit 112 executes the processing after step S14 described above. A process of recording the rotation start instruction analog voltage Vsp_m (rotation start duty) on the recording medium 114 is performed.
  • the start command value recording unit 112 records the rotation start command analog voltage Vsp_m for each start until the plurality of (five) recording areas of the recording medium 114 are completely filled. However, after all the recording areas are filled, the rotation start instruction analog voltage Vsp_m is overwritten and recorded at every predetermined number of times (five times) of activation. By doing this, the frequency of rewriting to the new rotation start instruction analog voltage Vsp_m is reduced, so it is possible to extend the life of the recording medium 114 whose recording frequency is limited.
  • the present invention is not limited to this aspect in another embodiment, and the start command value recording unit 112 overwrites the rotation start command analog voltage Vsp_m for each start and records even after all the recording areas are filled. You may
  • step S18 to S20 are performed and the recording process of step S16 or step S17 is performed
  • the effective rotation start duty is already recorded in all the recording areas of the address 0001 to 0005.
  • the start command value recording unit 112 overwrites and records in order from the recording area recorded earlier. For example, in the case where the rotation start duty is recorded in the order of address 0001 to 0005 after five times of activation of the motor 101, the rotation start duty acquired at the time of the sixth activation is overwritten at address 0001 and recorded. .
  • the command analog voltage Vsp is applied by setting the initial value Vsp_st to a higher fixed value, the command analog voltage Vsp reaching the overcurrent state may be generated depending on the individual differences of the components of the fan motor unit 10, the environmental conditions, etc. It is assumed that time t2 of 2) is applied to the motor 101 in the stopped state from the beginning. Then, the initial movement of the motor 101 becomes unstable, and the motor current Im may become excessive to cause the operation to stop.
  • the start detection unit 111 detects the start of rotation of the motor 101 based on the input (the actual number of revolutions r) from the controller 100 and starts
  • the command value recording unit 112 acquires the rotation start command analog voltage Vsp_m output at the timing corresponding to the start of the rotation, and records it on the recording medium 114.
  • the command value output unit 110 determines an initial value Vsp_st of the command analog voltage Vsp with reference to the rotation start command analog voltage Vsp_m recorded in the recording medium 114.
  • the command value output unit 110 can specify the initial value Vsp_st according to the past operation history, that is, the learning value (rotation start command analog voltage Vsp_m) recorded at the previous activation. . Therefore, the command value output unit 110 can reduce the required time until the start of rotation, and can apply the optimum initial value Vsp_st that does not fall into the overcurrent state. Thus, it is possible to provide a fan motor system that starts up quickly and stably.
  • the start command value recording unit 112 records, on the recording medium 114, a plurality of rotation start command analog voltages Vsp_m (rotation start duty) acquired corresponding to each of a plurality of starts of the motor 101. Do. Further, when the motor 101 is started, the command value output unit 110 determines an initial value Vsp_st based on the plurality of rotation start command analog voltages Vsp_m (rotation start duty) recorded in the recording medium 114. By doing this, the variation in the learning value (rotation start instruction analog voltage Vsp_m) that may occur due to changes in environmental conditions, etc., is averaged based on the plurality of learning values acquired in a plurality of activations. It is possible to reduce by performing etc. Therefore, the initial value Vsp_st can be further optimized.
  • the fan motor control apparatus 11 which concerns on this embodiment is provided with the operation mode switching part 113 which can switch the operation mode of the fan motor system 1 to "normal mode” or "inspection mode.” Further, in the case of the “normal mode”, the start command value recording unit 112 records a plurality of rotation start command analog voltages Vsp_m acquired in response to a plurality of starts of the motor 101, and in the “test mode”. In this case, the rotation start instruction analog voltage Vsp_m acquired when the motor 101 is started is rewritten from the recorded rotation start instruction analog voltage Vsp_m and recorded.
  • the fan motor control device 11 records only one learning value (rotation start instruction analog voltage Vsp_m) for the past one inspection at the factory inspection, so that only the final state just before shipment at the final check. It can be learned and shipped, and the work load at the time of shipping can be reduced.
  • the start command value recording unit 112 outputs a command analog voltage Vsp, which is output a predetermined time ⁇ t before the timing when the start detection unit 111 detects the start of rotation of the motor 101, a rotation start command analog Record as voltage Vsp_m.
  • the start command value recording unit 112 records the valid rotation start duty in all the recording areas of the recording medium 114. Overwrite and record in order from the recording area recorded earlier. By doing this, even if the characteristic value of the motor 101 or the like that constitutes the fan motor unit 10 changes with time due to the long-term operation of the air conditioner that mounts the fan motor system 1, the characteristic Following the change of the value, it is possible to always determine the optimal initial value Vsp_st.
  • the fan motor system 1 has been described as determining the initial value Vsp_st based on the average of a plurality of learning values recorded in the “normal mode”, in the other embodiments, It is not limited to this aspect. That is, the fan motor system 1 according to the other embodiment may determine the initial value Vsp_st using a median, a mode, or a representative value similar to the plurality of learning values.
  • the fan motor system 1 is assumed to record the command analog voltage Vsp, which is output a predetermined time ⁇ t before the timing of detecting the start of rotation of the motor 101, as the rotation start command analog voltage Vsp_m.
  • the other embodiments are not limited to this aspect. That is, the fan motor system 1 according to the other embodiment may record the command analog voltage Vsp output at the timing when the rotation start of the motor 101 is detected as the rotation start command analog voltage Vsp_m.
  • the program for realizing various functions of the fan motor system 1 (fan motor control device 11) is recorded in a computer readable recording medium, and the program recorded in the recording medium Are read into a computer system and executed to execute various processes.
  • the processes of various processes of the fan motor control device 11 described above are stored in a computer readable recording medium in the form of a program, and the various processes described above are performed by the computer reading and executing this program.
  • the computer readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, and the like.
  • the computer program may be distributed to a computer through a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
  • various functions of the fan motor control device 11 may be provided over a plurality of devices connected via a network.
  • fan motor system 10 fan motor unit 100 controller 101 motor 102 fan 103 detector 11 fan motor control device 110 command value output unit 111 start detection unit 112 start command value recording unit 113 operation mode switching unit 114 recording medium

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Abstract

　ファンモータシステム（１）は、モータ（１０１）と、入力される指令値にしたがってモータ（１０１）の回転数を制御するコントローラ（１００）と、を有するファンモータユニット（１０）と、停止状態にあるモータ（１０１）の起動時において、コントローラ（１００）に対し、指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力部（１１０）と、モータ（１０１）の実回転数に基づいて、モータの回転開始を検出する開始検出部（１１１）と、回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで指令値出力部（１１０）が出力した指令値である回転開始指令値を取得して記録する開始指令値記録部（１１２）と、を備え、指令値出力部（１１０）は、モータ（１０１）の起動時に、記録された回転開始指令値を参照して、初期値を決定する。

Description

ファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラム
　本発明は、ファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラムに関する。
　本願は、２０１４年１２月８日に、日本に出願された特願２０１４－２４７７１３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　空調機等で汎用的に使用されているコントローラＩＣ（integrated circuit）内蔵タイプのＤＣファンモータを駆動する場合、外部から、例えばアナログ電圧等の指令値をコントローラＩＣに与え、当該指令値を増減させることでモータの回転数を所望に調節することができる。
　このようなＤＣファンモータの制御方法の一つとしては、モータ回転数の目標値及びモータ回転数の実測値（観測値）に基づいて、指令値を補正する制御方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような制御方法によれば、入力された指令値に対応するモータの回転数につき、モータ及び回路構成部品の個体差、環境条件等に起因して生じるばらつきを軽減することができる。
特開平６－０７０５９４号公報
　停止状態にあるＤＣファンモータを起動させる場合、一般に、安定的な起動を実現するために、入力する指令値を比較的小さい値から徐々に上昇させながら起動する手法が取られる。しかしながら、指令値（ここでは、アナログ電圧）を０Ｖから徐々に上げていった場合、ＤＣファンモータが起動するまでに時間がかかる。
　そこで、起動時において、０Ｖよりも大きい初期指令値（固定値）を予め定めておき、当該初期指令値から徐々に指令値を上げていく方法が考えられる。このようにすることで、初期指令値の入力開始からモータが起動するまでにかかる時間を短縮することができる。
　しかしながら、停止状態にあるＤＣファンモータに対し、上記０Ｖよりも大きい初期指令値を突如に与えた場合、当該ＤＣファンモータにおける構成部品の個体差、環境条件等によってはモータの起動時の動作が不安定になり、過電流状態に陥る場合がある。即ち、ＤＣファンモータの起動時の特性ばらつきのため、安定的に起動させるための固定の初期指令値を定めることが困難であった。
　また、上述のＤＣファンモータの制御方法は、ＤＣファンモータごとの起動時の特性ばらつきに対応して、各ＤＣファンモータの安定的な起動を実現するものではない。
　本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、迅速かつ安定的に起動するファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラムを提供することにある。
　本発明の一態様は、モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットと、停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力部と、前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出部と、前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力部が出力した指令値である回転開始指令値を取得して記録媒体に記録する開始指令値記録部と、を備え、前記指令値出力部は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定するファンモータシステムである。
　また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムにおいて、前記開始指令値記録部が、前記モータの複数回の起動の各々に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を前記記録媒体に記録し、前記指令値出力部は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された複数の前記回転開始指令値に基づいて、前記初期値を決定する。
　また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムにおいて、運転モードを、通常モード、又は、検査モードに切り換え可能な運転モード切替部を更に備え、前記開始指令値記録部は、前記運転モードが前記通常モードの場合には、前記モータの複数回の起動に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を記録し、前記運転モードが前記検査モードの場合には、前記モータの起動時に取得された前記回転開始指令値を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録する。
　また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムにおいて、前記開始指令値記録部が、前記回転開始を検出したタイミングと対応するタイミングであって、前記回転開始を検出したタイミングよりも予め定められた所定の時間だけ前に出力した指令値を、前記回転開始指令値として前記記録媒体に記録する。
　また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムを備える空調機である。
　また、本発明の一態様は、モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットの制御方法であって、停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力ステップと、前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出ステップと、前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録ステップと、を有し、前記指令値出力ステップにおいて、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定するファンモータ制御方法である。
　また、本発明の一態様は、モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットを制御するコンピュータを、停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力手段、前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出手段、前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力手段が出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録手段、として機能させ、前記指令値出力手段は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定するプログラムである。
　上述のファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラムによれば、迅速かつ安定的に起動することができる。
第１の実施形態に係るファンモータシステムの機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係るファンモータシステムの動作を説明する図である。 第１の実施形態に係る記録媒体に記録される回転開始指令アナログ電圧情報を示す図である。 第１の実施形態に係る開始指令値記録部の機能を説明する第１の図である。 第１の実施形態に係る開始指令値記録部の機能を説明する第２の図である。 第１の実施形態に係る指令値出力部の機能を説明する第１の図である。 第１の実施形態に係る指令値出力部の機能を説明する第２の図である。 第１の実施形態に係る指令値出力部の機能を説明する第３の図である。 第１の実施形態に係る指令値出力部の機能を説明する第４の図である。 第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第１の図である。 第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第２の図である。
＜第１の実施形態＞
　以下、第１の実施形態に係るファンモータシステムについて、図１～図７を参照ながら説明する。
　図１は、第１の実施形態に係るファンモータシステムの機能構成を示す図である。
　図１に示すように、ファンモータシステム１は、ファンモータユニット１０と、当該ファンモータユニット１０の制御を行うファンモータ制御装置１１と、を備えている。
　本実施形態において、ファンモータユニット１０は、ドライブ用ＩＣであるコントローラ１００を内蔵するＤＣファンモータである。ファンモータユニット１０は、コントローラ１００と、モータ１０１と、ファン１０２と、検出器１０３と、を備えている。
　コントローラ１００は、後述するファンモータ制御装置１１から、アナログ電圧である指令値（以下、指令アナログ電圧Ｖｓｐと記載）を受け付けて、指令アナログ電圧Ｖｓｐに対応するＤｕｔｙ比のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号（以下、ＰＷＭ信号Ｐと記載）を、モータ１０１に向けて出力する。
　モータ１０１は、ＰＷＭ信号Ｐの印加により、当該ＰＷＭ信号ＰのＤｕｔｙ比に概ね比例した回転数で回転するＤＣモータである。なお、「回転数」とは、実際には、モータ１０１（の内部に搭載されるロータ）の単位時間当たりの回転数であり、例えば、ｒｐｍ（rotations per minutes）、ｒｐｓ（rotations per second）等の単位で表される。
　ファン１０２は、モータ１０１の回転により回転駆動して送風を行うファンである。
　検出器１０３は、モータ１０１内部のロータの回転速度に応じた周波数のパルス信号ＦＧを出力する。コントローラ１００は、検出器１０３からのパルス信号ＦＧを入力し、当該パルス信号ＦＧの周波数に基づいて、モータ１０１の回転数の観測値である実回転数ｒを取得することができる。
　また、ファンモータ制御装置１１は、ファンモータシステム１が搭載される空調機の運転状況に応じて、ファンモータユニット１０の駆動を適切に制御する制御装置である。ファンモータ制御装置１１は、指令値出力部１１０と、開始検出部１１１と、開始指令値記録部１１２と、運転モード切替部１１３と、記録媒体１１４と、を備えている。
　指令値出力部１１０は、ファンモータシステム１が搭載される空調機の運転状況に合わせて、ファンモータユニット１０のコントローラ１００に適切な指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する。特に、停止状態（回転数０の状態）にあるモータ１０１の起動時においては、指令値出力部１１０は、コントローラ１００に対し、アナログ指令電圧Ｖｓｐを、所定の初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから徐々に上昇させながら出力する。
　開始検出部１１１は、ファンモータユニット１０のコントローラ１００から実回転数ｒを取得して、モータ１０１の「回転開始」を検出する。ここで、本実施形態において、「回転開始」とは、モータ１０１の回転数が予め規定された回転数閾値（例えば、１００ｒｐｍ）に達したことにより、コントローラ１００が実回転数ｒの出力を開始した時点をいう。
　開始検出部１１１は、コントローラ１００から実回転数ｒ（＝１００ｒｐｍ）の入力を受け付けた場合に、そのタイミングでトリガ信号Ｔｒｇを開始指令値記録部１１２に出力する。
　開始指令値記録部１１２は、開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで指令値出力部１１０が出力した指令値（以下、回転開始指令値Ｖｓｐ＿ｎと記載）を記録媒体１１４に記録する。
　本実施形態において、開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングとは、具体的には、当該回転開始を検出したタイミングよりも予め定められた所定の時間Δｔ（後述）だけ前のタイミングである。
　運転モード切替部１１３は、ファンモータシステム１の運転モードを、「通常モード」、又は、「検査モード」に切り換え可能とする。具体的には、運転モード切替部１１３は、出荷検査作業者等による入力操作に応じて、ファンモータシステム１の運転モードを、「通常モード」、又は、「検査モード」に切り換える。開始指令値記録部１１２は、設定された運転モードに基づいた指令アナログ電圧Ｖｓｐの記録処理を行う。
　記録媒体１１４には、開始指令値記録部１１２の処理に基づき、回転開始指令値Ｖｓｐ＿ｎ（に対応する回転開始Ｄｕｔｙ）が一つ又は複数記録される。記録媒体１１４は、一般的な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等）である。
　図２は、第１の実施形態に係るファンモータシステムの動作を説明する図である。
　図２は、時刻ｔ０において停止状態にあるモータ１０１の起動時における各種パラメータの経時的推移を示している。
　図２に示すように、指令値出力部１１０は、まず、モータ１０１が停止状態にある時刻ｔ０において、コントローラ１００に対し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔの指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する。続いて、指令値出力部１１０は、指令アナログ電圧Ｖｓｐを、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、単位時間（制御周期Ｔ）経過ごとに微小電圧ΔＶｓｐだけ上昇させる。ここで、制御周期Ｔは、例えば、ファンモータ制御装置１１を構成するハードウェアの動作クロックに応じた周期である。
　これにより、時刻ｔ０から所定時間（Ｎ×Ｔ）経過後における指令アナログ電圧Ｖｓｐは、“Ｖｓｐ＝Ｖｓｐ＿ｓｔ＋Ｎ×ΔＶｓｐ”で与えられる。なお、係数Ｎは、０以上の整数である。
　また、指令アナログ電圧Ｖｓｐの上昇に伴い、時刻ｔ０から所定時間経過後の時刻ｔ１では、モータ１０１が始動する。即ち、図２に示すように、時刻ｔ１において、モータ１０１の回転に応じたパルス波を含むパルス信号ＦＧが出力され始め、また、時刻ｔ１において、モータ１０１の端子間電流（モータ電流Ｉｍ）が流れ始める。しかし、この段階においては、モータ１０１の回転数が予め規定された回転数閾値（１００ｒｐｍ）に達していないため、コントローラ１００は、モータ１０１の回転を認識せず、実回転数ｒを出力しない（実回転数ｒ＝０）。
　次に、更に指令アナログ電圧Ｖｓｐが上昇した時刻ｔ２では、モータ１０１の回転数上昇（パルス信号ＦＧ参照）とともに、モータ電流Ｉｍが増大し、過電流状態に入る。そして、直後の時刻ｔ３において、モータ１０１の回転数が回転数閾値（１００ｒｐｍ）に達し、コントローラ１００が実回転数ｒ（ｒ＝１００）を出力する。
　開始検出部１１１は、コントローラ１００から実回転数ｒ（ｒ＝１００）の入力を受け付けた時刻ｔ３のタイミングで、モータ１０１の「回転開始」を検出する。なお、この段階においては、モータ１０１は、過電流状態から回復し（モータ電流Ｉｍ参照）、以降、安定的な動作を継続する。
　開始指令値記録部１１２は、時刻ｔ３のタイミングで、開始検出部１１１からトリガ信号Ｔｒｇの入力を受け付ける。開始指令値記録部１１２は、時刻ｔ３のタイミングよりも予め定められた所定の時間Δｔ（例えば、３制御周期（Δｔ＝３Ｔ））だけ前のタイミングで出力された指令アナログ電圧Ｖｓｐを取得して、回転開始指令値（以下、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）として記録する。
　具体的には、時刻ｔ３における指令アナログ電圧Ｖｓｐが電圧値Ｖｓｐ＿ｎであったとすると、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍは、“Ｖｓｐ＿ｍ＝Ｖｓｐ＿ｎ－３×ΔＶｓｐ”で与えられる。
　図３は、第１の実施形態に係る記録媒体に記録される回転開始指令アナログ電圧情報を示す図である。
　本実施形態に係る記録媒体１１４には、図３に示すような回転開始指令アナログ電圧情報が記録される。図３に示すように、記録媒体１１４は、記録領域を５つ有している。開始指令値記録部１１２は、５つの記録領域の各々に、モータ１０１の起動時ごとに、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録媒体１１４に複数記録する。
　なお、本実施形態においては、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに対応するＰＷＭ信号ＰのＤｕｔｙ比である回転開始Ｄｕｔｙとして記録されている。
　図４Ａ、図４Ｂは、それぞれ、第１の実施形態に係る開始指令値記録部の機能を説明する第１の図、第２の図である。
　図４Ａは、ファンモータシステム１の運転モードが「通常モード」であった場合の開始指令値記録部１１２の動作を説明する図である。また、図４Ｂは、ファンモータシステム１の運転モードが「検査モード」であった場合の開始指令値記録部１１２の動作を説明する図である。
　ここで、「通常モード」とは、ファンモータシステム１の出荷後において、顧客側で運用される場合に設定される運転モードである。また、「検査モード」とは、ファンモータシステム１の出荷前の工場検査の段階で用いられる運転モードである。
　通常モード時では、開始指令値記録部１１２は、図４Ａに示すように、複数回の起動に対応して取得された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を、無効値の（記録されていない）記録領域に、０００１番地から順に記録していく。例えば、初期において、いずれの記録領域にも回転開始Ｄｕｔｙが記録されていなかった場合、開始指令値記録部１１２は、１回目の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を０００１番地に記録し、２回目の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を０００２番地に記録する。
　一方、検査モード時では、開始指令値記録部１１２は、図４Ｂに示すように、モータ１０１の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録する。即ち、開始指令値記録部１１２は、２回目の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を、１回目の起動完了後に記録されていた０００１番地の回転開始Ｄｕｔｙから書き換えて、同じ０００１番地に記録する。
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ及び図５Ｄは、それぞれ、第１の実施形態に係る指令値出力部の機能を説明する第１の図、第２の図、第３の図及び第４の図である。
　上述したように、本実施形態に係る指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時に、記録媒体１１４に記録された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ（図３））を参照して、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。
　具体的には、以下のように、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。
　例えば、図５Ａに示すように、記録媒体１１４の５つの記録領域に回転開始Ｄｕｔｙが一つも記録されていない場合、指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時において、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、予め規定された初期固定値（例えば、“３０”）に決定する。ここで、初期固定値“３０”は、ファンモータユニット１０に生じ得る特性ばらつきの振れ幅を考慮して、どのようなファンモータユニット１０であっても常に安定して起動できる程度まで低減された初期値である。この場合、指令値出力部１１０は、Ｄｕｔｙ比“３０”に対応する初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから指令アナログ電圧Ｖｓｐを徐々に上昇させて、モータ１０１を起動する。
　図５Ｂに示すように、記録媒体１１４の記録領域のうち一つのみ（０００１番地のみ）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、指令値出力部１１０は、０００１番地に記録された回転開始Ｄｕｔｙを参照し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、当該回転開始Ｄｕｔｙと初期固定値“３０”との平均値に決定する。具体的には、指令値出力部１１０は、０００１番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“３９”と、初期固定値“３０”と、の平均値を求める式“（３９＋３０）／２”を演算し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔ“３４”を得る。
　図５Ｃに示すように、記録媒体１１４の記録領域のうち３つ（０００１～０００３番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、指令値出力部１１０は、０００１～０００３番地に記録された各回転開始Ｄｕｔｙを参照し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、当該複数の回転開始Ｄｕｔｙと初期固定値“３０”との平均値に決定する。具体的には、指令値出力部１１０は、０００１番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“３９”と、０００２番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“４１”と、０００３番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“４３”と、初期固定値“３０”と、の平均値を求める式“（３９＋４１＋４３＋３０）／４”を演算し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔ“３８”を得る。
　このように、記録媒体１１４の５つの記録領域において無効値が一つでも含まれる場合には、指令値出力部１１０は、記録された一つ又は複数の回転開始Ｄｕｔｙに、初期固定値“３０”を含めた平均値を算出する。
　また、図５Ｄに示すように、記録媒体１１４の記録領域の全て（０００１～０００５番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、指令値出力部１１０は、０００１～０００５番地に記録された回転開始Ｄｕｔｙを参照し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、当該回転開始Ｄｕｔｙの平均値に決定する。具体的には、指令値出力部１１０は、０００１～０００５番地の各々に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“３９”、“４１”、“４３”、“４２”、“４５”の平均値を求める式“（３９＋４１＋４３＋４２＋４５）／５”を演算し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔ“４２”を得る。
　このように、記録媒体１１４の５つの記録領域の全てにおいて有効値が記録されている場合には、指令値出力部１１０は、記録された５つの回転開始Ｄｕｔｙの平均値を算出する。
　図６は、第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第１の図である。
　図６は、ファンモータシステム１の運転モードが「検査モード」の場合に、実行される処理フローである。図６に示す処理フローは、停止状態にあるモータ１０１の起動時において開始される。
　まず、指令値出力部１１０は、記録媒体１１４に記録された回転開始指令値情報（図３）を参照して、一の記録領域（０００１番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されているか否かを判定する（ステップＳ０１）。
　一の記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていない場合には（ステップＳ０１：ＮＯ）、指令値出力部１１０は、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを予め定められた初期固定値（例えば“３０”）に決定する（ステップＳ０２）。一方、一の記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている場合には（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、当該有効な回転開始Ｄｕｔｙに基づき、初期固定値との平均値を算出して（図５Ｂ参照）、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する（ステップＳ０３）。
　指令値出力部１１０は、ステップＳ０２又はステップＳ０３で初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定すると、当該決定した初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、制御周期ＴごとにΔＶｓｐずつ上昇させながら、指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する（ステップＳ０４）。これにより、あるタイミング（図２に示す時刻ｔ３）で開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出する。このとき、開始検出部１１１は、トリガ信号Ｔｒｇを開始指令値記録部１１２に出力する。
　開始検出部１１１からのトリガ信号Ｔｒｇの入力を受け付けた開始指令値記録部１１２は、そのタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前のタイミングで出力された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを取得する（ステップＳ０５）。
　開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録媒体１１４に記録する前に、当該取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ０６）。
　ここで、所定の記録範囲とは、予め定められた下限値Ｌｉｍ１及び上限値Ｌｉｍ２（＞Ｌｉｍ１）により規定される。下限値Ｌｉｍ１、上限値Ｌｉｍ２は、例えば、回転開始Ｄｕｔｙとして、Ｌｉｍ１＝３０、Ｌｉｍ２＝５０等と定められる。即ち、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙが下限値Ｌｉｍ１から上限値Ｌｉｍ２までの範囲外となっている場合、取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍは明らかな異常値とみなすことができる。
　取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっていない場合（ステップＳ０６：ＮＯ）、開始指令値記録部１１２は、当該記録範囲を規定する下限値Ｌｉｍ１又は上限値Ｌｉｍ２を記録媒体１１４に記録する（ステップＳ０７）。即ち、開始指令値記録部１１２は、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙが、下限値Ｌｉｍ１を下回る場合には下限値Ｌｉｍ１を、上限値Ｌｉｍ２を上回る場合には上限値Ｌｉｍ２を記録する。
　取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっている場合（ステップＳ０６：ＹＥＳ）、開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙを記録媒体１１４に記録する（ステップＳ０８）。
　なお、この処理フローにおいては、運転モードが「検査モード」に設定されているため、ステップＳ０７、ステップＳ０８において回転開始Ｄｕｔｙ（又は、下限値Ｌｉｍ１、上限値Ｌｉｍ２）を記録する際、開始指令値記録部１１２は、記録媒体１１４の一の記録領域（０００１番地）に既に記録されている有効値から書き換えて記録する（図４Ｂ参照）。
　図７は、第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第２の図である。
　図７は、ファンモータシステム１の運転モードが「通常モード」の場合に、実行される処理フローである。図７に示す処理フローは、図６と同様、停止状態にあるモータ１０１の起動時において開始される。
　まず、指令値出力部１１０は、記録媒体１１４に記録された回転開始指令値情報（図３）を参照して、全ての記録領域（０００１番地～０００５番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。
　記録領域のうちの一つでも有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていない場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、指令値出力部１１０は、記録されている回転開始Ｄｕｔｙ、及び、初期固定値（例えば“３０”）に基づいて初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する（ステップＳ１２）（図５Ａ～図５Ｃ参照）。
　指令値出力部１１０は、ステップＳ１２で初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定すると、当該決定した初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、制御周期ＴごとにΔＶｓｐずつ上昇させながら、指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する（ステップＳ１３）。これにより、あるタイミング（図２に示す時刻ｔ３）で開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出する。このとき、開始検出部１１１は、トリガ信号Ｔｒｇを開始指令値記録部１１２に出力する。
　開始検出部１１１からのトリガ信号Ｔｒｇの入力を受け付けた開始指令値記録部１１２は、そのタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前のタイミングで出力された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを取得する（ステップＳ１４）。
　開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ１５）。
　取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっていない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、開始指令値記録部１１２は、当該記録範囲を規定する下限値Ｌｉｍ１又は上限値Ｌｉｍ２を記録媒体１１４に記録する（ステップＳ１６）。
　取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっている場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙを記録媒体１１４に記録する（ステップＳ１７）。
　なお、この処理フローにおいては、運転モードが「通常モード」に設定されているため、ステップＳ１６、ステップＳ１７において回転開始Ｄｕｔｙ（又は、下限値Ｌｉｍ１、上限値Ｌｉｍ２）を記録する際、開始指令値記録部１１２は、記録媒体１１４の複数の記録領域のうち、未だ書き込まれていない無効値の記録領域に記録する（図４Ａ参照）。
　一方、記録領域の全てに有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、指令値出力部１１０は、記録されている全ての回転開始Ｄｕｔｙの平均値を算出して初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する（ステップＳ１８）（図５Ｄ参照）。
　指令値出力部１１０は、ステップＳ１８で初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定すると、当該決定した初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、制御周期ＴごとにΔＶｓｐずつ上昇させながら、指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する（ステップＳ１９）。
　開始指令値記録部１１２は、前回、記録媒体１１４への記録処理を行った起動から数えて所定回数目（例えば、５回目）の起動に該当するか否かを判定する（ステップＳ２０）。記録媒体１１４への記録処理を行った起動から数えて所定回数目の起動に該当しない場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、開始指令値記録部１１２は、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍの取得及び記録を行わない。この場合、ファンモータ制御装置１１は、一連の処理を終了する。
　一方、記録媒体１１４への記録処理を行った起動から数えて所定回数目の起動に該当する場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、開始指令値記録部１１２は、上述したステップＳ１４以降の処理を実行し、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を記録媒体１１４に記録する処理を行う。
　このような処理フローによれば、開始指令値記録部１１２は、記録媒体１１４の複数（５つ）の記録領域が全て埋まるまでは、１回の起動毎に回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録するが、全ての記録領域が埋まった後は、所定回数（５回）の起動毎に回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを上書きして記録する処理を行う。
　このようにすることで、新たな回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに書き換えられる頻度が減少するので、記録回数が限られる記録媒体１１４の寿命を延ばすことができる。
　ただし、他の実施形態においてはこの態様に限定されず、開始指令値記録部１１２は、全ての記録領域が埋まった後も、１回の起動毎に回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを上書きして記録してもよい。
　なお、ステップＳ１８～ステップＳ２０を経た場合であって、かつ、ステップＳ１６又はステップＳ１７の記録処理を行う場合では、既に、０００１番地～０００５番地の全ての記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている。この場合、開始指令値記録部１１２は、早く記録された記録領域から順に上書きして記録する。例えば、モータ１０１の５回の起動を経て０００１番地～０００５番地の順に回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、６回目の起動時に取得された回転開始Ｄｕｔｙは、０００１番地に上書きされて記録される。
　以下、上述した第１の実施形態に係るファンモータシステム１の作用効果について説明する。
　ここで、指令値出力部１１０が、モータ１０１の起動の度に、予め定められた初期固定値（例えば、回転開始Ｄｕｔｙ＝３０）のみを初期値Ｖｓｐ＿ｓｔとした場合、指令アナログ電圧Ｖｓｐを上昇してモータ１０１の回転開始に至るまでに時間がかかってしまう。
　しかしながら、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔをより高い固定値に定めて指令アナログ電圧Ｖｓｐを印加した場合、ファンモータユニット１０の構成部品の個体差、環境条件等によっては、過電流状態に至る指令アナログ電圧Ｖｓｐ（図２の時刻ｔ２参照）を、停止状態にあるモータ１０１に、最初から印加してしまうことが想定される。そうすると、モータ１０１の初動が不安定になり、モータ電流Ｉｍが過剰となって動作停止に至る場合がある。
　これに対し、第１の実施形態に係るファンモータシステム１によれば、開始検出部１１１が、コントローラ１００からの入力（実回転数ｒ）に基づいて、モータ１０１の回転開始を検出し、開始指令値記録部１１２が、当該回転開始に対応するタイミングで出力された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを取得して記録媒体１１４に記録する。そして、指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時において、記録媒体１１４に記録された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを参照して、指令アナログ電圧Ｖｓｐの初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。
　このようにすることで、指令値出力部１１０は、過去の動作履歴、即ち、前回の起動時に記録された学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）に応じた初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを特定することができる。したがって、指令値出力部１１０は、回転開始までの所要時間が短縮され、かつ、過電流状態に陥らない最適な初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを印加することができる。
　よって、迅速かつ安定的に起動するファンモータシステムを提供することができる。
　また、本実施形態に係る開始指令値記録部１１２は、モータ１０１の複数回の起動の各々に対応して取得された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を記録媒体１１４に記録する。また、指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時に、記録媒体１１４に記録された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）に基づいて、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。
　このようにすることで、環境条件の変化等に起因して生じ得る学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）のばらつきを、複数回の起動で取得された複数の学習値に基づいて平均化処理等を行うことで低減することができる。したがって、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔをより最適化することができる。
　また、本実施形態に係るファンモータ制御装置１１は、ファンモータシステム１の運転モードを、「通常モード」、又は、「検査モード」に切り換え可能な運転モード切替部１１３を備えている。また、開始指令値記録部１１２は、「通常モード」の場合には、モータ１０１の複数回の起動に対応して取得された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録し、「検査モード」の場合には、モータ１０１の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを、記録済みの回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍから書き換えて記録する。
　ここで、製品出荷前の工場検査時においては、製品出荷時にファンモータ制御装置１１に接続されるファンモータユニット１０とは異なるファンモータが接続されて試験運転される工程が存在する場合がある。そのため、上述のように、工場検査時においてファンモータ制御装置１１が過去１回分の学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）のみを記録することで、最終チェック時において、出荷直前の最終状態のみを学習して出荷させることができ、出荷時の作業負担を軽減することができる。
　また、本実施形態に係る開始指令値記録部１１２は、開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出したタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前に出力した指令アナログ電圧Ｖｓｐを、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍとして記録する。
　このようにすることで、環境条件の変化等に起因して学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）がばらついた場合であっても、実際に回転開始を検出したタイミングにおける指令アナログ電圧Ｖｓｐよりも所定量だけ低い電圧値から指令アナログ電圧Ｖｓｐの印加が開始されるので、モータ１０１が過電流状態に陥らないようにすることができる。
　また、本実施形態に係る開始指令値記録部１１２は、通常運転モードにおいて、記録媒体１１４の全ての記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている場合には、開始指令値記録部１１２は、早く記録された記録領域から順に上書きして記録する。
　このようにすることで、ファンモータシステム１を搭載する空調機の長年の運用に伴い、ファンモータユニット１０を構成するモータ１０１等の特性値が経時的に変化した場合であっても、当該特性値の変化に追随して、常に最適な初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定することができる。
＜他の実施形態＞
　以上、第１の実施形態について詳細に説明したが、各実施形態に係るファンモータシステム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
　例えば、本実施形態に係るファンモータシステム１は、「通常モード」において、記録された複数の学習値の平均に基づいて、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。即ち、他の実施形態に係るファンモータシステム１は、複数の学習値の中央値、最頻値、又はこれらに類する代表値を用いて初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定してもよい。
　また、本実施形態に係るファンモータシステム１は、モータ１０１の回転開始を検出したタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前に出力した指令アナログ電圧Ｖｓｐを、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍとして記録するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。即ち、他の実施形態に係るファンモータシステム１は、モータ１０１の回転開始を検出したタイミングで出力した指令アナログ電圧Ｖｓｐを回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍとして記録してもよい。
　なお、上述の各実施形態においては、ファンモータシステム１（ファンモータ制御装置１１）の各種機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、上述したファンモータ制御装置１１の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
　また、ファンモータ制御装置１１の各種機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。
　　上述のファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラムによれば、迅速かつ安定的に起動することができる。
１　ファンモータシステム
１０　ファンモータユニット
１００　コントローラ
１０１　モータ
１０２　ファン
１０３　検出器
１１　ファンモータ制御装置
１１０　指令値出力部
１１１　開始検出部
１１２　開始指令値記録部
１１３　運転モード切替部
１１４　記録媒体

Claims (7)

  1. 　モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットと、
    　停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力部と、
    　前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出部と、
    　前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力部が出力した指令値である回転開始指令値を取得して記録媒体に記録する開始指令値記録部と、を備え、
    　前記指令値出力部は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定する
    　ファンモータシステム。
  2. 　前記開始指令値記録部は、
    　前記モータの複数回の起動の各々に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を前記記録媒体に記録し、
    　前記指令値出力部は、
    　前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された複数の前記回転開始指令値に基づいて、前記初期値を決定する
    　請求項１に記載のファンモータシステム。
  3. 　運転モードを、通常モード、又は、検査モードに切り換え可能な運転モード切替部を更に備え、
    　前記開始指令値記録部は、
    　前記運転モードが前記通常モードの場合には、前記モータの複数回の起動に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を記録し、前記運転モードが前記検査モードの場合には、前記モータの起動時に取得された前記回転開始指令値を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録する
    　請求項２に記載のファンモータシステム。
  4. 　前記開始指令値記録部は、
    　前記回転開始を検出したタイミングと対応するタイミングであって、前記回転開始を検出したタイミングよりも予め定められた所定の時間だけ前に出力した指令値を、前記回転開始指令値として前記記録媒体に記録する
    　請求項１から請求項３の何れか一項に記載のファンモータシステム。
  5. 　請求項１から請求項４の何れか一項に記載のファンモータシステムを備える空調機。
  6. 　モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットの制御方法であって、
    　停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力ステップと、
    　前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出ステップと、
    　前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録ステップと、を有し、
    　前記指令値出力ステップにおいて、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定する
    　ファンモータ制御方法。
  7. 　モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットを制御するコンピュータを、
    　停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力手段、
    　前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出手段、
    　前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力手段が出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録手段、
    　として機能させ、
    　前記指令値出力手段は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定する
    　プログラム。
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