电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置制造方法及图纸

提供一种用于在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制的电动机控制装置以及电动机控制方法。电动机控制装置(110)是对驱动送风机(104)的电动机(105)进行控制的装置，具备：目标电动机输出计算部(115)，其计算用于使由送风机(104)供给的风量与目标风量(Q*)一致的目标电动机输出(P*)；以及动作指令生成部(116)，其获取电动机(105)的电动机输出(P)，基于与目标电动机输出(P*)的比较结果来指示电动机(105)的物理量，使得与目标电动机输出(P*)一致，其中，目标电动机输出计算部(115)计算将目标风量(Q*)除以电动机速度(ω)所得的变量的多项式与电动机速度(ω)的立方之积，来作为目标电动机输出(P*)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置
本专利技术涉及一种电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置，特别涉及一种进行换气、制冷制热的空调系统中的送风机的风量控制方法。
技术介绍
在进行换气、制冷制热的空调系统中，特别是在将来自一个送风机的风通过风道送到一个或者多个房间的空调系统中，决定空调系统的压力损失的条件(下面称为“压损条件”)根据具有送风机的空调装置的设置状态、使用状态而不同。例如，根据与空调装置连接的风道的形状、长度的差异而压损条件不同。另外，由于在空调装置的吹出口、吸入口处安装的过滤器的堵塞而产生压损条件的经时变化。由于这种压损条件的差异、经时变化，得到规定的风量所需要的静压也发生变化。因此，存在以下情况：即使以同一转矩或转速对同一规格的多台空调装置进行驱动，得到的风量也有偏差。或者，存在以下情况：即使以固定的转矩或转速对某个空调装置进行驱动，也无法将风量维持为固定。因此，近年来要求即使压损条件、静压发生变化也将风量控制成维持目标风量(下面称为“风量固定控制”)。作为实现风量固定控制的技术，例如有使用压力传感器的方式。但是，在易设置性、长期使用时的可靠性上存在问题。因此，正在研究不使用压力传感器而利用风量固定控制所需的送风机固有的特性(下面称为“风机特性”)的各种方式。在这种方式中，在进行基于风量固定控制的运转之前，事先进行测量送风机的电动机的物理量(电动机速度、电动机转矩等)与风量的关系的测量实验。然后，利用通过该测量实验得到的风机特性来进行风量固定控制。作为这种风量固定控制的技术，例如已知专利文献1。根据专利文献1所示的以往技术，基于下述的式(1)来计算出驱动送风机的电动机的指示速度。[式1]S*＝S+K×(S-Sa)…(1)在此，S*是电动机的指示速度，S是电动机速度，Sa是目标电动机速度，K是增益。基于下述的式(2)来计算出目标电动机速度Sa。[式2]在此，T是电动机转矩，Q*是目标风量，knm(n＝0，1，2，…，j、m＝0，1，2，…，i)是常数，而且i和j是有限值。式(2)是表示以下关系的式子：在电动机转矩为T的情况下，为了使风量为目标风量Q*而需要的电动机速度为Sa。常数knm是送风机所固有的系数，通过预先进行测量实验来求出。在该测量实验中，首先将送风机连接到风洞实验设备，在不同的静压下一边改变电动机速度、一边测量电动机转矩和风量。然后，使用最小二乘法来计算出常数knm，使得式(2)成为平均地满足该测量数据的回归式。专利文献1所记载的电动机控制装置如上所述那样利用式(2)和式(1)计算指示速度S*，并进行使电动机速度S跟踪该指示速度S*的速度控制，由此实现风量固定控制，其中式(2)应用了事先通过测量实验求出的常数knm。专利文献1：国际公开第2008/117515号
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1所示的以往技术中，在风量固定控制时风量以什么样的精度与目标风量一致是取决于式(2)能够多准确地回归出实际的送风机的风机特性。也就是说，取决于常数knm的准确度。如果将包含误差的常数knm使用于式(2)，则由于基于错误的风机特性控制电动机，因此会产生风量误差，无法得到期望的目标风量。常数knm的准确度对从所获取的测量数据得到作为回归式的式(2)时的回归误差有很大影响。为了将回归误差抑制得小，需要确保足够的测量数据数和足够的测量范围来进行测量实验。这是由于，当测量数据数少时，无法准确地回归出测量数据与测量数据之间的风机特性，另外，当测量范围不足够时，无法准确地回归出所测量的范围外侧的风机特性。在专利文献1所示的以往技术中，为了确保足够的测量范围，需要使静压和电动机速度这两者遍及整个实际使用范围地变化。也就是说，需要使风洞实验设备的静压遍及整个在进行基于风量固定控制的运转时设想的静压变化幅度地变化，且使电动机速度遍及整个在进行基于风量固定控制的运转时使用的电动机速度范围地变化，来进行测量。因此，必须测量大量的数据，其结果是存在需要很多实验工时的问题。本专利技术用于解决上述以往问题，目的在于提供一种能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制的电动机控制装置、电动机控制方法以及送风装置。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术的某个方式中的电动机控制装置是对驱动送风机的电动机进行控制的电动机控制装置，该电动机控制装置具备：目标电动机输出计算部，其获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及动作指令生成部，其获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。根据上述结构，一边自动搜索达到目标风量的电动机输出、一边控制电动机，因此即使压损条件、静压发生变化也能够实现风量固定控制。另外，由于目标电动机输出是作为将目标风量除以电动机速度所得的变量的多项式与电动机速度的立方之积而求出的，因此能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制。另外，本专利技术的其它方式中的电动机控制方法是对驱动送风机的电动机进行控制的电动机控制方法，该电动机控制方法包括：第一步骤，获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及第二步骤，获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，在上述第一步骤中计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。根据上述方法，一边自动搜索达到目标风量的电动机输出、一边控制电动机，因此即使压损条件、静压发生变化也能够实现风量固定控制。另外，由于目标电动机输出是作为将目标风量除以电动机速度所得的变量的多项式与电动机速度的立方之积而求出的，因此能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制。另外，本专利技术的其它方式中的送风装置是具备送风机、驱动上述送风机的电动机以及控制上述电动机的驱动的电动机控制装置的送风装置，上述电动机控制装置具备上述结构。本专利技术的上述目的、其它目的、特征以及优点会通过参照附图并详细说明以下的优选实施方式而变得更明确。专利技术的效果本专利技术如以上说明的那样构成，起到能够在减少实验工时的同时不受压损条件、静压的变化影响而高精度地进行风量固定控制的效果。附图说明图1是表示应用了本专利技术所涉及的实施方式1中的电动机控制装置的空调装置的框图。图2是表示本专利技术所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的电动机转矩-电动机速度特性的图表。图3是表示本专利技术所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的电动机输出-电动机速度特性的图表。图4是表示本专利技术所涉及的实施方式1的电动机控制装置中的目标电动机输出计算部和速度指令生成部的处理的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，对驱动送风机的电动机进行控制，该电动机控制装置具备：目标电动机输出计算部，其获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及动作指令生成部，其获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.09 JP 2012-1771421.一种电动机控制装置，对驱动送风机的电动机进行控制，该电动机控制装置具备：目标电动机输出计算部，其获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及动作指令生成部，其获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，上述目标电动机输出计算部计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，上述目标电动机输出计算部利用以下式子来计算上述目标电动机输出，[式1]在此，P*是目标电动机输出，ω是电动机速度，Q*是目标风量，i是0以上的整数且为有限值，αn和β是常数，其中，n＝0，1，2，…，i。3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，具有电动机输出计算部，该电动机输出计算部获取表示上述电动机速度的第一检测信号和表示电动机转矩的第二检测信号，基于上述第一检测信号和上述第二检测信号来计算上述电动机输出。4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，上述动作指令生成部构成为生成用于指示上述电动机速度的值的速度指令来作为上述动作指令的速度指令生成部。5.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，上述动作指令生成部构成为生成用于指示电动机转矩的值的转矩指令来作为上述动作指令的转矩指令生成部。6.根据权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，上述速度指令生成部生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的立方根乘以上述电动机速度所得的结果，来作为上述速度指令。7.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，上述转矩指令生成部生成使上述目标电动机输出相对于上述电动机输出的比率的2/3次方乘以上述电动机转矩所得的结果，来作为上述转矩指令。8.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，上述动作指令生成部利用对上述电动机输出与上述目标电动机输出之差进行积分运算所得的值来生成上述动作指令。9.根据权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，上述速度指令生成部利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机速度之和来生成上述速度指令。10.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，上述转矩指令生成部利用使上述电动机输出与上述目标电动机输出之差乘以增益所得的值与上述电动机转矩之和来生成上述转矩指令。11.一种电动机控制方法，对驱动送风机的电动机进行控制，该电动机控制方法包括：第一步骤，获取上述电动机的电动机速度，基于目标风量和上述电动机速度来计算用于使由上述送风机供给的风量与上述目标风量一致的目标电动机输出；以及第二步骤，获取上述电动机的电动机输出，基于与上述目标电动机输出的比较结果来生成以使上述电动机输出与上述目标电动机输出一致的方式控制上述电动机的物理量的动作指令，其中，在上述第一步骤中计算将上述目标风量除以上述电动机速度所得的变量的多项式与上述电动机速度的立方之积，来作为上述目标电动机输出。12.根据权利要求11所述的电动机控制方法，其特征在于，在上述第一步骤中利用以下式子来计算上述目标电动机输出，[式2]在此，P*是目标电动机输出，ω是电动机速度，Q*是目标风量，i是0以上的整数且为有限值，αn和β是常数，其中，n＝0，1，2，…，i。13.根据权利要求11所述的电动机控制方法，其特征在于，包括基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木隆太，横内保行，加藤康司，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP