車のエアコンのブロアモーターをPWM制御に換える

車のエアコンのブロアモーター(送風ファンのモーター)が壊れた。それ自体は経年劣化なのでしょうがないのだが、だましだまし使っているうちに、モーターの回転を制御するヒーターレジスター(熱抵抗器)も焼けて壊れてしまった。

ヒーターレジスターを使ったモーター制御は、室温の自動設定には便利なのかもしれないが、電力消費やバッテリーの負担の面では効率が悪い(最近の車は使っていないと思う)。ふつう、エアコンの風を弱くすれば、バッテリーの電気や燃費の節約になると誰でも思うだろうが、ヒーターレジスターの場合、モーターの電流量を下げるために抵抗値を大きくして電力を熱に変えるので、全体としてはむしろ電力効率が悪くなる。暖房時なら発生した熱を暖房に利用できるのでまだよいが、冷房時だと、発生した熱をエアコンの冷たい風で冷やさなければならないので、きわめて無駄だ。真夏に熱々の鍋焼きうどんを食べながら、クーラーをガンガン浴びて、身体を冷やしているような状態だ。

ヒターレジスタ

エアコンのブロアモーターは、車の安全にはあまり関係がないし、簡単な回路なので、部品を買って自分で交換することにした。海外の通販サイトでは、モーターもヒーターレジスターも豊富に扱っているが(手数料は高い)、日本の通販サイトでは、当該のレジスターは販売していないし、ブロアモーターもファンケースと一体になっている。

どうせ修理するなら、ヒーターレジスターはやめて、一般的な直流モーターの制御方式である、PWM制御に換えることにした。PWM制御とは、電源を一定の周期でオン⇆オフにすることで、直流モーターの回転を制御する方式で、パルス幅変調法(Pulse Width Modulation)と呼ばれる。PWM制御なら、電力消費を抑えてモーター制御ができるので、バッテリーの負担も小さくなる。ただ、温度の自動設定ができなくなるが、もともと自動設定はほとんど使っていなかった。

電圧2

部品の通販サイトからブロアモーターが届いたが、部品番号が違ったようで、ケースの形状が微妙に違う。そこで、モーターを取り外して、ケースはもとの古いケースを使うことにした。

このモーターとケースは、強くはまり込んでいるだけなので、軟らかい木をあてて金づちで軽くたたけば、少しずつモーターがはずれてくる。はずれたら、モーターを古いファンケースに手で押し込んではめる。このブロアファンケースは、車体から取り外すのがきわめてやっかいで、無理やり外したらツメが何本か折れてしまった。そこで、ケースをはめ込んだあとで、結束ベルトで縛りつけた。

pwm3

PWM回路は、最初は800円くらいの安いものを使用してみた。モーターの制御にとくに問題はないのだが、放熱板が小さいので、回路がかなり熱くなる。そこで、より放熱効率のよさそうな回路に変更した。ここで、注意しなければならないのは、回路の周波数である。パルス周波数の低い回路を使用すると、モーターの回転と同調してモーターから異音が発生することがある。モーターの回転数に比べて、周波数が十分に高い回路を使用する。

pwm2

pwm1

ブロアモーターの回路はバッテリーからくる直流回路なので、単純な回路だ。テスターで電圧と極を確認して、モーターとバッテリーの間にPWM回路を直列に入れる。バッテリーは、電圧は低いが電流量は高いので、導線はなるべく太いものにする。念のために、PWM回路の近くに15Aのヒューズをつけた。なお、モーター故障時に、車のヒューズボックス内のヒューズが切れているはずなので交換する。

pwm10

pwm6

使用してみて、今のところ何の問題もないが、PWM回路から熱が少しでるので、夏はエアコンの冷たい風が出るポケットの中に回路を入れている。逆に冬は、ポケットから温かい空気が出てくるので、ポケットから出して使用している。やはりPWM制御は環境にもよい(かなり無理やり)。

注意!

自分の車のブロアモーターをPWM制御に換えようとする人は、自己責任でおこなってください。また、作業時には感電事故に十分に注意して、感電防止のゴム手袋をはめ、テスターで確認しながら作業しましょう。

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投稿者: jcmswordp

著述、企画、編集。農家が教えるシリーズ(農文協)など

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