[发明专利]电动机控制装置和电动机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置和电动机控制方法，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。

背景技术

在进行换气、制冷制热的空调系统中，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，k_nm(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。

下面，使用图6来说明专利文献1记载的电动机控制装置的风量固定控制。图6是说明基于以往技术的电动机控制装置的风量固定控制的图。

在图6中，曲线601表示风量为目标风量Q*的转矩-速度特性(下面称为“风量固定曲线”)。曲线602表示安装了电动机的压损条件所特有的电动机的转矩-速度特性(下面称为“压损曲线”)。假设当前电动机的动作点位于压损曲线602上的点A1。此时，基于式(2)计算出的目标电动机速度Sa为风量固定曲线601上的得到与当前的动作点A1相同的电动机转矩T1的点B1处的电动机速度Sa1。然后，输出根据式(1)将从当前的动作点A1的电动机速度S1减去上述Sa1所得的差(图6中以ΔS表示)的增益K倍与电动机速度S1相加所得的结果，来作为电动机的指示速度S*(未图示)。然后，按照该指示速度S*来控制电动机速度，由此动作点移动。

在移动目的地的动作点处也同样利用式(2)和式(1)计算新的指示速度S*。通过重复这一处理，动作点会依次移动到图6的A2、A3，最终稳定在电动机速度S与目标电动机速度Sa之差为零的动作点、即压损曲线602与风量固定曲线601的交点E。

专利文献1记载的电动机控制装置如上那样使用电动机转矩和目标风量来计算针对电动机速度的必要修正值，基于该修正值来输出指示速度，由此使不受压损条件、静压的变化的影响的风量固定控制成为可能。

专利文献1：国际公开第2008/117515号

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所示的以往技术中，电动机速度经过什么样的变化过程后收敛是根据式(1)的增益K的值而变化的。例如，在增益K的值小的情况下，相对于计算周期而言指示速度S*的变化小，因此达到收敛为止要耗费时间。另一方面，在增益K的值大的情况下，计算出的指示速度S*的变化变大，在图6中的收敛点E处来来回回，速度不会稳定地收敛。为了避免这种情况，一边改变增益K的值一边进行实验，来求出最优值。