JP2016123264A - Rotational direction detection device and air conditioning system - Google Patents

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JP2016123264A JP2015251408A JP2015251408A JP2016123264A JP 2016123264 A JP2016123264 A JP 2016123264A JP 2015251408 A JP2015251408 A JP 2015251408A JP 2015251408 A JP2015251408 A JP 2015251408A JP 2016123264 A JP2016123264 A JP 2016123264A
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寛 日比野
Hiroshi Hibino
寛 日比野
高橋 純
Jun Takahashi
純 高橋
優 吉川
Masaru Yoshikawa
優 吉川
透 増田
Toru Masuda
透 増田
池田 基伸
Motonobu Ikeda
基伸 池田
新吾 大西
Shingo Onishi
新吾 大西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a rotational direction of a motor by a simple configuration while suppressing erroneous determination due to influence of noise.SOLUTION: In a rotational direction detection device (4), a detection unit (41) detects whether or not inter-line induced voltages (Yun, Vvn) coincide with each other. A filter unit (42) passes only a component belonging to a predetermined frequency band at least in one of the inter-line induced voltages (Vun, Vvn) in the vicinity of mutual coincidence of the inter-line induced voltages (Vun, Vvn). A determination unit (44) determines a rotational direction of a motor (2) on the basis of a filter value outputted from the filter unit (42).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動機制御装置において、電動機の回転方向を検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting a rotation direction of an electric motor in an electric motor control device.

特許文献1では、永久磁石を有する電動機を制御する電動機制御装置において、回転位置検出装置を備えた構成が開示されている。そして、第3〜第5の実施の形態では、回転位置検出装置に加えて、電動機の回転方向を特定する回転方向特定部が設けられた構成が開示されている。   Patent Document 1 discloses a configuration including a rotational position detection device in an electric motor control device that controls an electric motor having a permanent magnet. And in the 3rd-5th embodiment, the structure provided with the rotation direction specific | specification part which specifies the rotation direction of an electric motor in addition to the rotation position detection apparatus is disclosed.

特開2014−45648号公報JP 2014-45648 A

特許文献1の第3の実施の形態では、回転方向特定部は、最小相または最大相を基準とした2相の線間誘起電圧が互いに一致したことを検出部から受け取る。そして、2相の線間誘起電圧が互いに一致した時の線間誘起電圧の電圧値を用いて、電動機の回転方向を特定する。ところがこの構成では、例えばノイズにより誘起電圧が変動すると、誤判定する可能性がある。   In the third embodiment of Patent Document 1, the rotational direction specifying unit receives from the detection unit that the two-phase line-to-line induced voltages based on the minimum phase or the maximum phase coincide with each other. And the rotation direction of an electric motor is pinpointed using the voltage value of the line induced voltage when the line induced voltage of two phases corresponds mutually. However, in this configuration, there is a possibility of erroneous determination if the induced voltage fluctuates due to noise, for example.

また、特許文献1の第1の実施の形態では、フィルタを設けて線間誘起電圧のノイズを抑制する。ところがこの構成では、フィルタのカットオフ周波数を低くすると回転方向を検出可能な電動機の回転速度の上限が低くなるため、検出が必要な回転速度の上限(例えば5000rpm)によりフィルタのカットオフ周波数の下限が制限される。このため、回転速度の上限で回転している時の線間誘起電圧の基本波の周波数成分に対し、ノイズの周波数成分が小さいまたは近い場合には、ノイズの抑制が十分にできない。線間誘起電圧の振幅は、電動機の回転速度の絶対値に比例するのに対し、ノイズの振幅は、電動機の回転速度の絶対値に比例しない。このため、例えば電動機の回転速度が遅い場合には、誘起電圧の振幅が小さいためにノイズの影響が相対的に大きくなる傾向にあり、ノイズにより電動機の回転方向を誤判定する可能性がある。これに対して例えばフィルタのカットオフ周波数を低くすると、電動機の回転速度が速い場合に線間誘起電圧の周波数成分が除去されるため、検出できる回転速度の上限が低くなる。   Moreover, in 1st Embodiment of patent document 1, a filter is provided and the noise of a line induced voltage is suppressed. However, in this configuration, if the filter cutoff frequency is lowered, the upper limit of the rotational speed of the motor that can detect the rotational direction is lowered. Therefore, the lower limit of the filter cutoff frequency is determined by the upper limit of the rotational speed that needs to be detected (for example, 5000 rpm). Is limited. For this reason, when the frequency component of the noise is small or close to the frequency component of the fundamental wave of the line induced voltage when rotating at the upper limit of the rotation speed, the noise cannot be sufficiently suppressed. The amplitude of the line induced voltage is proportional to the absolute value of the rotation speed of the motor, whereas the amplitude of noise is not proportional to the absolute value of the rotation speed of the motor. For this reason, for example, when the rotational speed of the electric motor is slow, the influence of noise tends to be relatively large because the amplitude of the induced voltage is small, and the rotational direction of the electric motor may be erroneously determined due to the noise. On the other hand, for example, if the cut-off frequency of the filter is lowered, the frequency component of the line induced voltage is removed when the rotation speed of the motor is high, so that the upper limit of the detectable rotation speed is lowered.

また、特許文献1の第5の実施の形態では、回転方向特定部は、線間誘起電圧の電圧波形を用いて、回転方向が正転方向か逆転方向かを特定する。ところがこの構成では、電動機の回転速度が分からないとき、正転推定波形または逆転推定波形を計算できないため、線間誘起電圧を検出しながら正転類似度または逆転類似度を算出することができない。予め電動機の回転速度を検出した後に、線間誘起電圧を検出しながら正転類似度または逆転類似度を算出した場合には、電動機の回転速度の検出に要する時間だけ、回転方向を特定するのが遅れる。また、回転速度が変化している場合、回転速度の変化を正しく検出できないため、予め電動機の回転速度を検出していても正転類似度または逆転類似度を正しく算出できない。例えば、回転速度が変化している場合、回転方向の判定を行うためには、線間誘起電圧の値を例えば一周期分記憶する必要がある。このため、大容量の記憶デバイスが必要となり、また、必要となる演算量も増加する。   Moreover, in 5th Embodiment of patent document 1, a rotation direction specific | specification part specifies whether a rotation direction is a normal rotation direction or a reverse rotation direction using the voltage waveform of a line induced voltage. However, in this configuration, when the rotational speed of the electric motor is not known, the normal rotation estimated waveform or the reverse rotation estimated waveform cannot be calculated, and thus the normal rotation similarity or the reverse rotation similarity cannot be calculated while detecting the line induced voltage. When the forward rotation similarity or reverse rotation similarity is calculated while detecting the line induced voltage after detecting the rotation speed of the motor in advance, the rotation direction is specified only for the time required to detect the rotation speed of the motor. Is delayed. In addition, when the rotation speed is changing, the change in the rotation speed cannot be detected correctly, so that the forward rotation similarity or the reverse rotation similarity cannot be calculated correctly even if the rotation speed of the electric motor is detected in advance. For example, when the rotational speed is changing, in order to determine the rotational direction, it is necessary to store the value of the line induced voltage, for example, for one cycle. For this reason, a large-capacity storage device is required, and the amount of calculation required also increases.

本発明は、電動機の回転方向を、ノイズの影響による誤判定を抑制しつつ、かつ、簡易な構成によって、電動機の回転速度の大小によらず検出可能にすることを目的とする。   An object of the present invention is to make it possible to detect the rotation direction of an electric motor with a simple configuration regardless of the magnitude of the rotation speed of the electric motor while suppressing erroneous determination due to the influence of noise.

第1の発明では、
永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁(22)と前記電機子(21)とが相対的に回転する電動機(2)の回転方向を検出する装置(4)であって、
誘導起電力によって前記電機子(21)が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相および最大相のいずれか一つを基準電位とし、第1の前記相電位(Vu)の前記基準電位に対する電位差である第1線間誘起電圧(Vun)と、前記第1の前記相電位(Vu)以外の第2の前記相電位(Vv)の前記基準電位に対する電位差である第2線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(41)と、
前記検出部(41)の検出結果を受け、前記第1線間誘起電圧(Vun)と前記第2線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したときの近傍において、前記第1線間誘起電圧(Vun)および前記第2線間誘起電圧(Vvn)のうち少なくとも一方について、所定の周波数帯域に属する成分だけを通過させる濾波部(42)と、
前記濾波部(42)の出力である濾波値に基づいて、前記電動機(2)の回転方向を判定する判定部(44)とを備え、
前記濾波部(42)は、複数種類の周波数帯域について、それぞれにおける前記濾波値を出力するものであり、
前記判定部(44)は、前記電動機(2)の回転速度が相対的に遅いほど、周波数帯域の上限が相対的に低い濾波値を選択し、選択した濾波値を前記電動機(2)の回転方向の判定に用いる。
In the first invention,
A field magnet (22) including a permanent magnet, and an armature (21) including windings (21u, 21v, 21w) of three or more phases, the field (22) and the armature (21), Is a device (4) for detecting the direction of rotation of the electric motor (2) that rotates relatively,
Among the phase potentials (Vu, Vv, Vw) output from the armature (21) by the induced electromotive force, one of the minimum phase and the maximum phase is set as a reference potential, and the first phase potential (Vu) A first line induced voltage (Vun) that is a potential difference with respect to the reference potential and a second line that is a potential difference between the second phase potential (Vv) other than the first phase potential (Vu) with respect to the reference potential. A detection unit (41) for detecting whether or not the induced voltage (Vvn) between the two coincides;
In response to the detection result of the detection unit (41), the first line induced voltage is in the vicinity when the first line induced voltage (Vun) and the second line induced voltage (Vvn) coincide with each other. (Vun) and the second line induced voltage (Vvn), at least one of the filtering unit (42) that allows only a component belonging to a predetermined frequency band to pass through,
A determination unit (44) for determining a rotation direction of the electric motor (2) based on a filtered value that is an output of the filtering unit (42);
The filtering unit (42) outputs the filtered value in each of a plurality of types of frequency bands,
The determination unit (44) selects a filtered value whose upper limit of the frequency band is relatively low as the rotational speed of the electric motor (2) is relatively slow, and the selected filtered value is selected as the rotational value of the electric motor (2). Used for direction determination.

この構成によると、回転方向検出装置(4)において、検出部(41)によって、第1線間誘起電圧(Vun)と第2線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かが検出される。濾波部(42)は、検出部(41)の検出結果を受け、第1線間誘起電圧(Vun)と第2線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したときの近傍において、第1線間誘起電圧(Vun)および第2線間誘起電圧(Vvn)のうち少なくとも一方について、所定の周波数帯域に属する成分だけを通過させる。判定部(44)は、濾波部(42)によって出力された濾波値に基づいて、電動機(2)の回転方向を判定する。これにより、電動機(2)の回転方向が、線間誘起電圧同士が互いに一致したときの近傍における、線間誘起電圧のノイズが低減した濾波値によって判定されるので、ノイズによる誘起電圧の変動に起因した誤判定を回避することができる。しかも、回転方向の判定のために、線間誘起電圧の濾波処理を行うと共に一周期分の線間誘起電圧の値よりもデータ量の少ない濾波値を記憶するだけでよいので、大容量の記憶デバイスを必要とせず、演算量も少ない。さらに、複数種類の周波数帯域それぞれにおける濾波値が出力され、電動機(2)の回転速度が相対的に遅いときは、周波数帯域の上限が相対的に低い濾波値が選択され、逆に電動機(2)の回転速度が相対的に速いときは、周波数帯域の上限が相対的に高い濾波値が選択される。すなわち、電動機(2)の回転速度によらず線間誘起電圧の成分を十分に抽出しつつ、電動機(2)の回転速度が相対的に遅くてノイズの影響が相対的に大きいときにはノイズの成分が十分に除去され、電動機(2)の回転速度が相対的に速くてノイズの影響が相対的に小さいときには線間誘起電圧の成分を除去しないようにすることができる。こうして選択された濾波値が回転方向の判定に用いられるので、電動機(2)の回転速度の大小によらずその回転方向を確実に正しく判定することができる。また、予め電動機(2)の回転速度を検出しなくてもよいので、回転速度検出のための時間遅れが生じないのと同時に、回転速度が変化していても電動機(2)の回転方向を確実に正しく判定することができる。   According to this configuration, in the rotation direction detection device (4), the detection unit (41) detects whether the first line induced voltage (Vun) and the second line induced voltage (Vvn) coincide with each other. Is done. The filtering unit (42) receives the detection result of the detecting unit (41), and in the vicinity where the first line induced voltage (Vun) and the second line induced voltage (Vvn) coincide with each other, the first line For at least one of the line induced voltage (Vun) and the second line induced voltage (Vvn), only components belonging to a predetermined frequency band are passed. The determination unit (44) determines the rotation direction of the electric motor (2) based on the filtered value output by the filtering unit (42). As a result, the rotation direction of the electric motor (2) is determined by the filtered value in which the noise of the line induced voltage is reduced in the vicinity when the line induced voltages coincide with each other. It is possible to avoid the erroneous determination caused. Moreover, in order to determine the direction of rotation, it is only necessary to filter the line induced voltage and store a filtered value with a smaller amount of data than the value of the line induced voltage for one period. No device is required and the amount of computation is small. Furthermore, when the filtered values in each of the plurality of types of frequency bands are output and the rotational speed of the electric motor (2) is relatively slow, the filtering value with the lower upper limit of the frequency band is selected, and conversely the electric motor (2 ) Is relatively fast, a filtered value with a relatively high upper frequency band is selected. In other words, the noise component is sufficiently extracted when the rotational speed of the motor (2) is relatively slow and the effect of noise is relatively large while sufficiently extracting the component of the line induced voltage regardless of the rotational speed of the motor (2). Is sufficiently removed, and the component of the line induced voltage can be prevented from being removed when the rotation speed of the electric motor (2) is relatively high and the influence of noise is relatively small. Since the filtered value selected in this way is used for the determination of the rotation direction, the rotation direction can be reliably determined regardless of the rotation speed of the electric motor (2). In addition, since it is not necessary to detect the rotational speed of the electric motor (2) in advance, there is no time delay for detecting the rotational speed, and at the same time, the rotational direction of the electric motor (2) can be changed even if the rotational speed changes. It can be judged correctly.

第2の発明では、第1の発明において、
前記濾波部(42)は、それぞれの前記周波数帯域に対応して定められた積算時間にわたって積算した積算値を前記濾波値として出力するものであり、
前記積算時間は、前記周波数帯域の上限が相対的に高いほど相対的に短い。
In the second invention, in the first invention,
The filtering unit (42) outputs an integrated value integrated over an integrated time determined corresponding to each frequency band as the filtered value,
The integration time is relatively shorter as the upper limit of the frequency band is relatively higher.

この構成によると、濾波部(42)は、第1線間誘起電圧(Vun)および第2線間誘起電圧(Vvn)のうち少なくとも一方について、周波数帯域に対応した積算時間にわたって積算して濾波値としての積算値を出力する。判定部(44)は、濾波部(42)によって出力された積算値に基づいて、電動機(2)の回転方向を判定する。これにより、電動機(2)の回転方向が、線間誘起電圧同士が互いに一致したときの近傍における、線間誘起電圧を積算して出力された積算値によって判定されるので、ノイズによる誘起電圧の変動に起因した誤判定を回避することができる。しかも、回転方向の判定のために、積算演算を行い積算値を一時的に記憶するだけでいいので、大容量の記憶デバイスを必要とせず、演算量も少ない。さらに、周波数帯域の上限が相対的に高いときには、相対的に短い積算時間にわたって積算値が出力され、周波数帯域の上限が相対的に低いときには、相対的に長い積算時間にわたって積算値が出力される。このように出力された積算値が回転方向の判定に用いられるので、回転方向の誤判定を確実に回避することができる。   According to this configuration, the filtering unit (42) integrates at least one of the first inter-line induced voltage (Vun) and the second inter-line induced voltage (Vvn) over an integration time corresponding to the frequency band, and provides a filtered value. The integrated value is output. The determination unit (44) determines the rotation direction of the electric motor (2) based on the integrated value output by the filtering unit (42). As a result, the rotational direction of the electric motor (2) is determined by the integrated value output by integrating the line induced voltages in the vicinity when the line induced voltages coincide with each other. A misjudgment due to fluctuations can be avoided. Moreover, since it is only necessary to perform integration calculation and temporarily store the integration value for determination of the rotation direction, a large-capacity storage device is not required and the calculation amount is small. Further, when the upper limit of the frequency band is relatively high, the integrated value is output over a relatively short integration time, and when the upper limit of the frequency band is relatively low, the integrated value is output over a relatively long integration time. . Since the output integrated value is used for the determination of the rotation direction, erroneous determination of the rotation direction can be avoided reliably.

第3の発明では、空気調和機は、第1または第2の発明に係る回転方向検出装置(4)と、前記電動機(2)と、前記電動機(2)によって駆動されるファンと
を備える。
In the third invention, the air conditioner includes the rotation direction detecting device (4) according to the first or second invention, the electric motor (2), and a fan driven by the electric motor (2).

本発明によると、電動機(2)の回転方向が、線間誘起電圧同士が互いに一致したときの近傍における、線間誘起電圧のノイズが低減した濾波値によって判定されるので、ノイズによる誘起電圧の変動に起因した誤判定を回避することができる。さらに、複数種類の周波数帯域それぞれにおける濾波値が出力され、電動機(2)の回転速度に対応して選択された濾波値が回転方向の判定に用いられるので、回転速度の大小によらず電動機(2)の回転方向を確実に正しく判定することができる。また、予め電動機(2)の回転速度を検出しなくてもよいので、回転速度検出のための時間遅れが生じないのと同時に、回転速度が変化していても電動機(2)の回転方向を確実に正しく判定することができる。   According to the present invention, the direction of rotation of the electric motor (2) is determined by the filtered value in which the noise of the line induced voltage is reduced in the vicinity when the line induced voltages coincide with each other. A misjudgment due to fluctuations can be avoided. In addition, the filtered values in each of a plurality of types of frequency bands are output, and the filtered value selected corresponding to the rotational speed of the electric motor (2) is used for determining the rotational direction. 2) The direction of rotation can be determined correctly. In addition, since it is not necessary to detect the rotational speed of the electric motor (2) in advance, there is no time delay for detecting the rotational speed, and at the same time, the rotational direction of the electric motor (2) can be changed even if the rotational speed changes. It can be judged correctly.

実施の形態に係る回転方向検出装置を備えた電動機制御装置の概略構成Schematic configuration of electric motor control device provided with rotation direction detection device according to embodiment 正転方向における誘起電圧の変化例を示すグラフGraph showing examples of changes in induced voltage in forward direction 正転方向における線間誘起電圧の変化例を示すグラフGraph showing examples of changes in line-to-line induced voltage in the forward direction 逆転方向における線間誘起電圧の変化例を示すグラフGraph showing examples of changes in line-to-line induced voltage in the reverse direction 正転方向における線間誘起電圧の積算値の差分の変化例を示すグラフThe graph which shows the example of change of the difference of the integrated value of the line induced voltage in the normal rotation direction 逆転方向における線間誘起電圧の積算値の差分の変化例を示すグラフA graph showing an example of a change in the difference between integrated values of the line induced voltage in the reverse direction 正転時および逆転時の線間誘起電圧の積算値の差分の変化例を示すグラフGraph showing an example of changes in the difference between integrated values of line induced voltage during forward rotation and reverse rotation 実施形態1の回転方向検出装置内の濾波部の具体的な構成例Specific configuration example of the filtering unit in the rotation direction detection device of the first embodiment 実施形態1の濾波部の動作例を示すタイミングチャートTiming chart showing an operation example of the filtering unit of the first embodiment 実施形態1の濾波部の動作例を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation example of the filter part of Embodiment 1. 実施形態1の回転方向検出装置内の判定部の動作例を示すフローチャート6 is a flowchart illustrating an operation example of a determination unit in the rotation direction detection device according to the first embodiment. 回転方向検出装置内の濾波部の具体的な他の構成例Other specific configuration examples of the filtering unit in the rotation direction detection device 実施形態2の回転方向検出装置内の濾波部の具体的な構成例Specific configuration example of the filtering unit in the rotation direction detection device of the second embodiment 実施形態2の回転方向検出装置内の判定部の動作例を示すフローチャート9 is a flowchart illustrating an operation example of a determination unit in the rotation direction detection device according to the second embodiment.

−実施形態1−
以下、実施形態1について、図面を参照して説明する。図1は実施の形態に係る回転方向検出装置を備えた電動機制御装置の概略構成を示す図である。図1に示す電動機制御装置は、電力変換部(1)と、電動機(2)と、線間誘起電圧を検出する電圧検出部(3)と、検出された線間誘起電圧から電動機(2)の回転方向を検出する回転方向検出装置(4)とを備えている。
Embodiment 1
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric motor control device including a rotation direction detection device according to an embodiment. The motor control device shown in FIG. 1 includes a power conversion unit (1), a motor (2), a voltage detection unit (3) for detecting a line induced voltage, and a motor (2) from the detected line induced voltage. And a rotation direction detection device (4) for detecting the rotation direction of.

電力変換部(1)は、入力側が直流線(L1,L2)と接続されており、出力側が交流線(Pu,Pv,Pw)と接続されている。直流線(L1,L2)の間には、例えばコンバータ(図示せず)によって直流電圧が印加される。コンバータは、例えば商用交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換し、これを直流線(L1,L2)の間に印加する。このようなコンバータとしては、例えばダイオードブリッジによって形成されるダイオード整流回路を採用できる。直流線(L1,L2)の間に設けられたコンデンサ(C)が、直流電圧を平滑化する。電力変換部(1)は、直流線(L1,L2)に印加された直流電圧を三相交流電圧に変換し、これを交流線(Pu,Pv,Pw)に印加する。   The power conversion unit (1) has an input side connected to DC lines (L1, L2) and an output side connected to AC lines (Pu, Pv, Pw). A DC voltage is applied between the DC lines (L1, L2) by, for example, a converter (not shown). The converter converts, for example, an AC voltage from a commercial AC power source into a DC voltage, and applies this between DC lines (L1, L2). As such a converter, for example, a diode rectifier circuit formed by a diode bridge can be employed. A capacitor (C) provided between the DC lines (L1, L2) smoothes the DC voltage. The power converter (1) converts the DC voltage applied to the DC lines (L1, L2) into a three-phase AC voltage and applies it to the AC lines (Pu, Pv, Pw).

図1の例示では、電力変換部(1)は電圧形インバータである。より詳細には電力変換部(1)はスイッチング素子(Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swn)と、ダイオード(Dup,Dvp,Dwp,Dun,Dvn,Dwn)とを備える。スイッチング素子(Sxp,Sxn(xはu,v,wを代表する、以下同様))は例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどであって、直流線(L1,L2)の間で互いに直列に接続される。ダイオード(Dxp,Dxn)はそれぞれスイッチング素子(Sxp,Sxn)と逆並列に接続され、直流線(L2)側にアノードを有する。また交流線(Px)がそれぞれスイッチング素子(Sxp,Sxn)の間の中点に接続される。   In the illustration of FIG. 1, the power conversion unit (1) is a voltage source inverter. More specifically, the power converter (1) includes switching elements (Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn) and diodes (Dup, Dvp, Dwp, Dun, Dvn, Dwn). The switching elements (Sxp, Sxn (x represents u, v, w, the same applies hereinafter)) are, for example, insulated gate bipolar transistors and the like, and are connected in series between the DC lines (L1, L2). The diodes (Dxp, Dxn) are connected in antiparallel with the switching elements (Sxp, Sxn), respectively, and have an anode on the DC line (L2) side. The AC line (Px) is connected to the midpoint between the switching elements (Sxp, Sxn).

これらのスイッチング素子(Sxp,Sxn)は、互いに排他的に導通するように制御される。スイッチング素子(Sxp,Sxn)の両方が導通すると、直流線(L1,L2)がスイッチング素子(Sxp,Sxn)を介して短絡し、これにより、スイッチング素子(Sxp,Sxn)に大電流が流れるからである。そして、これらのスイッチング素子(Sxp,Sxn)が適切に制御されることにより、電力変換部(1)は直流電圧を交流電圧に変換することができる。   These switching elements (Sxp, Sxn) are controlled so as to conduct exclusively. When both switching elements (Sxp, Sxn) are conducting, the DC lines (L1, L2) are short-circuited via the switching elements (Sxp, Sxn), which causes a large current to flow through the switching elements (Sxp, Sxn). It is. And by appropriately controlling these switching elements (Sxp, Sxn), the power conversion unit (1) can convert a DC voltage into an AC voltage.

なおスイッチング素子(Sxp,Sxn)が逆導通(直流線(L2)から直流線(L1)へと向う導通)可能であれば、ダイオード(Dxp,Dxn)は必須ではない。例えば寄生ダイオードを有するMOS電界効果トランジスタをスイッチング素子(Sxp,Sxn)として採用する場合は、ダイオード(Dxp,Dxn)は不要である。   Note that the diodes (Dxp, Dxn) are not essential if the switching elements (Sxp, Sxn) are capable of reverse conduction (conduction from the DC line (L2) to the DC line (L1)). For example, when a MOS field effect transistor having a parasitic diode is employed as the switching element (Sxp, Sxn), the diode (Dxp, Dxn) is unnecessary.

電動機(2)は、電機子(21)と界磁(22)とを備えている。電機子(21)は三相の電機子巻線(21u,21v,21w)を有し、電機子巻線(21u,21v,21w)は交流線(Pu,Pv,Pw)とそれぞれ接続される。電機子巻線(21u,21v,21w)には電力変換部(1)からの三相交流電圧が印加される。これによって電機子巻線(21u,21v,21w)に交流電流が流れ、界磁(22)に回転磁界を印加する。界磁(22)は永久磁石を有し、電機子(21)に界磁磁束を供給する。そして界磁(22)は電機子(21)から回転磁界を受けて、電機子(21)に対して相対的に回転する。   The electric motor (2) includes an armature (21) and a field (22). The armature (21) has three-phase armature windings (21u, 21v, 21w), and the armature windings (21u, 21v, 21w) are connected to AC lines (Pu, Pv, Pw), respectively. . A three-phase AC voltage from the power converter (1) is applied to the armature windings (21u, 21v, 21w). As a result, an alternating current flows through the armature winding (21u, 21v, 21w), and a rotating magnetic field is applied to the field magnet (22). The field magnet (22) has a permanent magnet and supplies a field magnetic flux to the armature (21). The field (22) receives a rotating magnetic field from the armature (21) and rotates relative to the armature (21).

なお図1の例示では、三相の電機子巻線(21u,21v,21w)を有する電動機(2)を想定しているので、電力変換部(1)は三相の交流電圧を出力するものの、必ずしもこれに限らない。三相よりも大きいN相の電動機を採用し、同様にN相の電力変換部が採用されてもよい。また図1の例示では電機子巻線(21u,21v,21w)はいわゆる星型結線により互いに接続されているが、いわゆる三角結線によって互いに接続されていてもよい。   In the illustration of FIG. 1, since the electric motor (2) having three-phase armature windings (21u, 21v, 21w) is assumed, the power conversion unit (1) outputs a three-phase AC voltage. However, this is not necessarily the case. An N-phase motor larger than three phases may be employed, and an N-phase power converter may be employed as well. In the illustration of FIG. 1, the armature windings (21u, 21v, 21w) are connected to each other by so-called star connection, but may be connected to each other by so-called triangular connection.

電動機(2)は例えば、ファンまたはブロワなどの送風機に用いられる。例えば電動機(2)はヒートポンプ(空気調和機、給湯装置など)に搭載されるファンまたは圧縮機を駆動してもよい。例えば屋外に配置される室外機に搭載されてファンを駆動する場合、電力変換部(1)が電動機(2)へと交流電圧を出力していない状態であっても、屋外の空気の流れ(風)によって電動機(2)が回転する。したがって、このような電動機(2)を始動する際には、電機子(21)と界磁(22)との相対的な回転方向(電動機(2)の回転方向)を検出する必要がある。もちろん外力によって回転されなくても圧縮機またはファンは慣性により回転するので、再びこれを回転させる場合にも、その回転方向を検出する必要性がある。   The electric motor (2) is used for a blower such as a fan or a blower, for example. For example, the electric motor (2) may drive a fan or a compressor mounted on a heat pump (such as an air conditioner or a hot water supply device). For example, when driving a fan mounted on an outdoor unit placed outdoors, the flow of outdoor air (1) even when the power converter (1) does not output AC voltage to the motor (2) ( The motor (2) is rotated by the wind. Therefore, when starting such an electric motor (2), it is necessary to detect the relative rotation direction of the armature (21) and the field (22) (the rotation direction of the electric motor (2)). Of course, even if the compressor or the fan is not rotated by an external force, the compressor or the fan rotates due to inertia. Therefore, even when the compressor or the fan is rotated again, it is necessary to detect the rotation direction.

電動機(2)が回転した場合、電機子巻線(21u,21v,21w)を通過する磁束が当該回転に基づいて変化する。これに伴って電機子巻線(21u,21v,21w)にはそれぞれ当該回転に基づく誘導起電力が発生し、電動機(2)は交流線(Pu,Pv,Pw)にそれぞれ相電位(以下、誘起電圧とも呼ぶ)(Vu,Vv,Vw)を出力する。   When the electric motor (2) rotates, the magnetic flux passing through the armature winding (21u, 21v, 21w) changes based on the rotation. Along with this, an induced electromotive force based on the rotation is generated in each of the armature windings (21u, 21v, 21w), and the electric motor (2) has a phase potential (hereinafter, referred to as “phase potential”) on the AC line (Pu, Pv, Pw). (Also called induced voltage) (Vu, Vv, Vw).

図2は誘起電圧(Vu,Vv,Vw)の変化の例を示す。図2に例示するように、誘起電圧(Vu,Vv,Vw)は電動機(2)の回転位置(電気角)に依存して変化する略正弦波形状を採る。なお、図2では、電動機(2)が正転方向に回転するときの誘起電圧(Vu,Vv,Vw)を例示している。正転方向では誘起電圧(Vv,Vw)はそれぞれ誘起電圧(Vu,Vv)に対して120度進む。言い換えれば、このような回転方向を正転方向と定義している。   FIG. 2 shows an example of changes in the induced voltage (Vu, Vv, Vw). As illustrated in FIG. 2, the induced voltage (Vu, Vv, Vw) takes a substantially sinusoidal shape that varies depending on the rotational position (electrical angle) of the electric motor (2). In addition, in FIG. 2, the induced voltage (Vu, Vv, Vw) when an electric motor (2) rotates to a normal rotation direction is illustrated. In the forward rotation direction, the induced voltage (Vv, Vw) advances 120 degrees with respect to the induced voltage (Vu, Vv). In other words, such a rotation direction is defined as a normal rotation direction.

電圧検出部(3)は、線間誘起電圧(Vun,Vvn)を検出する。線間誘起電圧(Vun,Vvn)は、誘起電圧(Vu,Vv)の基準電位に対する電位差のことをいう。ここでは、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の基準電位として、誘起電圧(Vu,Vv,Vw)のうち最小相の誘起電圧を採用するものとする。   The voltage detector (3) detects the line induced voltage (Vun, Vvn). The line-to-line induced voltage (Vun, Vvn) refers to a potential difference between the induced voltage (Vu, Vv) and the reference potential. Here, the induced voltage of the minimum phase among the induced voltages (Vu, Vv, Vw) is adopted as the reference potential of the line induced voltage (Vun, Vvn).

例えば図2に示す正転方向において、回転位置が30〜150度の範囲では誘起電圧(Vu)が最小値を採るので、この範囲では最小相の誘起電圧は誘起電圧(Vu)となる。このため、この範囲では、線間誘起電圧(Vun)は零である。また回転位置が150〜270度の範囲では誘起電圧(Vv)が最小相の誘起電圧であるので、この範囲では、線間誘起電圧(Vun)は誘起電圧(Vu)と最小相の誘起電圧(Vv)との電位差である。   For example, in the forward rotation direction shown in FIG. 2, the induced voltage (Vu) takes the minimum value in the range where the rotational position is 30 to 150 degrees. Therefore, in this range, the line induced voltage (Vun) is zero. In addition, since the induced voltage (Vv) is the minimum phase induced voltage in the range of the rotational position of 150 to 270 degrees, the line induced voltage (Vun) is the induced voltage (Vu) and the minimum phase induced voltage (Vu) in this range. Vv).

図3は回転方向が正転方向であるときの線間誘起電圧の変化を示す。図3に示すように、線間誘起電圧(Vun)は、回転位置が30〜150度の範囲で零になり、回転位置が150〜270度の範囲で電位差(Vu-Vv)になり、回転位置が270〜360度および0〜30度の範囲で電位差(Vu-Vw)になる。一方、線間誘起電圧(Vvn)は、回転位置が150〜270度の範囲で零になり、回転位置が270〜360度および0〜30度の範囲で電位差(Vv-Vw)になり、回転位置が30〜150度の範囲で電位差(Vv-Vu)になる。   FIG. 3 shows a change in the line induced voltage when the rotation direction is the forward rotation direction. As shown in FIG. 3, the line-to-line induced voltage (Vun) becomes zero when the rotational position is in the range of 30 to 150 degrees and becomes a potential difference (Vu−Vv) when the rotational position is in the range of 150 to 270 degrees. The potential difference (Vu−Vw) is in the range of 270 to 360 degrees and 0 to 30 degrees. On the other hand, the line-to-line induced voltage (Vvn) becomes zero when the rotational position is in the range of 150 to 270 degrees, and the potential difference (Vv−Vw) becomes rotational when the rotational position is in the range of 270 to 360 degrees and 0 to 30 degrees. The potential difference (Vv-Vu) is in the range of 30 to 150 degrees.

図4は回転方向が逆転方向であるときの線間誘起電圧の変化を示す。逆転方向では、誘起電圧(Vv,Vw)はそれぞれ誘起電圧(Vu,Vv)に対して120度遅れる。したがって、このときの線間誘起電圧(Vun,Vvn)は、図4のような波形をとる。   FIG. 4 shows a change in the induced voltage between the lines when the rotation direction is the reverse direction. In the reverse direction, the induced voltages (Vv, Vw) are delayed by 120 degrees with respect to the induced voltages (Vu, Vv), respectively. Therefore, the line induced voltage (Vun, Vvn) at this time has a waveform as shown in FIG.

電圧検出部(3)は、誘起電圧(Vu,Vv)がそれぞれ印加される交流線(Pu,Pv)の各々と、直流線(L2)とを接続する経路(31,32)を有し、その経路(31,32)において交流線(Pu,Pv)の各々と直流線(L2)との間の電圧をそれぞれ線間誘起電圧(Vun,Vvn)として検出する。   The voltage detector (3) has a path (31, 32) for connecting each of the AC lines (Pu, Pv) to which the induced voltage (Vu, Vv) is applied and the DC line (L2), In the path (31, 32), the voltage between each of the AC lines (Pu, Pv) and the DC line (L2) is detected as a line induced voltage (Vun, Vvn).

また電力変換部(1)が制御されて交流電圧を交流線(Pu,Pv,Pw)に出力している状態では、電圧検出部(3)は適切に線間誘起電圧(Vun,Vvn)を検出できないので、電圧検出部(3)は、電力変換部(1)が交流電圧を出力しない状態で線間誘起電圧を検出する。つまり、スイッチング素子(Sxp,Sxn)の全てが非導通となるように制御した状態で、線間誘起電圧を検出する。   In addition, when the power converter (1) is controlled to output an AC voltage to the AC line (Pu, Pv, Pw), the voltage detector (3) appropriately generates the line-to-line induced voltage (Vun, Vvn). Since it cannot detect, a voltage detection part (3) detects a line induced voltage in the state in which a power converter (1) does not output an alternating voltage. That is, the line induced voltage is detected in a state where all the switching elements (Sxp, Sxn) are controlled to be non-conductive.

図1の例示では、電圧検出部(3)は分圧抵抗(R11,R12,R21,R22)を備える。分圧抵抗(R11,R12)は経路(31)において直列に接続される。分圧抵抗(R21,R22)は経路(32)において直列に接続される。   In the example of FIG. 1, the voltage detection unit (3) includes voltage dividing resistors (R11, R12, R21, R22). The voltage dividing resistors (R11, R12) are connected in series in the path (31). The voltage dividing resistors (R21, R22) are connected in series in the path (32).

このような電圧検出部(3)において、誘起電圧(Vw)が最小相の誘起電圧である期間では、線間誘起電圧(Vun)は、経路(31)、直流線(L2)およびダイオード(Dwn)を介した交流線(Pu,Pw)の間に印加される。このときダイオード(Dwn)には順方向に電圧が印加されるので、その電圧はほぼ零である。よって分圧抵抗(R11,R12)全体の両端電圧は、誘起電圧(Vu)と最小相の誘起電圧(Vw)との電位差すなわち線間誘起電圧(Vun)とほぼ一致する。同様に、分圧抵抗(R21,R22)全体の両端電圧は、誘起電圧(Vv)と最小相の誘起電圧(Vw)の電位差すなわち線間誘起電圧(Vvn)とほぼ一致する。   In such a voltage detector (3), during the period in which the induced voltage (Vw) is the minimum phase induced voltage, the line induced voltage (Vun) is the path (31), the DC line (L2), and the diode (Dwn ) Between the AC lines (Pu, Pw) via At this time, since a voltage is applied to the diode (Dwn) in the forward direction, the voltage is almost zero. Therefore, the voltage across the voltage dividing resistors (R11, R12) is almost equal to the potential difference between the induced voltage (Vu) and the induced voltage (Vw) of the minimum phase, that is, the line induced voltage (Vun). Similarly, the voltage across the voltage dividing resistors (R21, R22) substantially matches the potential difference between the induced voltage (Vv) and the induced voltage (Vw) of the minimum phase, that is, the line induced voltage (Vvn).

また誘起電圧(Vv)が最小相の誘起電圧である期間では、線間誘起電圧(Vun)は経路(31)、直流線(L2)およびダイオード(Dvn)を介した交流線(Pu,Pv)の間に印加される。このときダイオード(Dvn)には順方向に電圧が印加されるので、その電圧はほぼ零である。よってこのとき、分圧抵抗(R11,R12)全体の両端電圧は線間誘起電圧(Vun)とほぼ一致する。一方、直流線(L2)と交流線(Pv)との電位は互いにほぼ等しいので、分圧抵抗(R21,R22)全体の両端電圧はほぼ零である。この期間では線間誘起電圧(Vvn)は零であるので、分圧抵抗(R21,R22)全体の両端電圧は線間誘起電圧(Vvn)とほぼ一致する。   Also, during the period when the induced voltage (Vv) is the minimum phase induced voltage, the line induced voltage (Vun) is the AC line (Pu, Pv) via the path (31), DC line (L2) and diode (Dvn). Applied between At this time, since a voltage is applied to the diode (Dvn) in the forward direction, the voltage is almost zero. Therefore, at this time, the voltage across the entire voltage dividing resistor (R11, R12) substantially coincides with the line induced voltage (Vun). On the other hand, since the potentials of the DC line (L2) and the AC line (Pv) are substantially equal to each other, the voltage across the voltage dividing resistors (R21, R22) is almost zero. Since the line induced voltage (Vvn) is zero during this period, the voltage across the voltage dividing resistors (R21, R22) substantially matches the line induced voltage (Vvn).

誘起電圧(Vu)が最小相の誘起電圧である期間は、線間誘起電圧(Vvn)は経路(32)、直流線(L2)およびダイオード(Dun)を介した交流線(Pu,Pv)の間に印加される。このときダイオード(Dun)には順方向に電圧が印加されるので、その電圧はほぼ零である。よってこのとき、分圧抵抗(R21,R22)全体の両端電圧は線間誘起電圧(Vvn)とほぼ一致し、また分圧抵抗(R11,R12)全体の両端電圧は線間誘起電圧(Vun)とほぼ一致する。したがって分圧抵抗(R11,R12)に印加される電圧は線間誘起電圧(Vun)と対応し、分圧抵抗(R21,R22)に印加される電圧は線間誘起電圧(Vvn)と対応する。よってこれらの電圧を検出することで線間誘起電圧(Vun,Vvn)を検出することができる。   During the period when the induced voltage (Vu) is the minimum phase induced voltage, the line induced voltage (Vvn) is the path (32), the DC line (L2) and the AC line (Pu, Pv) via the diode (Dun). Applied between. At this time, since a voltage is applied to the diode (Dun) in the forward direction, the voltage is almost zero. Therefore, at this time, the voltage across the voltage dividing resistor (R21, R22) is almost equal to the line induced voltage (Vvn), and the voltage across the voltage dividing resistor (R11, R12) is the line induced voltage (Vun). Almost matches. Therefore, the voltage applied to the voltage dividing resistors (R11, R12) corresponds to the line induced voltage (Vun), and the voltage applied to the voltage dividing resistors (R21, R22) corresponds to the line induced voltage (Vvn). . Therefore, the line induced voltage (Vun, Vvn) can be detected by detecting these voltages.

図1の例示では、電圧検出部(3)は経路(31)における分圧抵抗(例えば直流線(L2)側の分圧抵抗(R12))の電圧を線間誘起電圧(Vun)として検出し、経路(32)における分圧抵抗(例えば直流線(L2)側の分圧抵抗(R22))の電圧を線間誘起電圧(Vvn)として検出する。これによって、より小さい電圧値で線間誘起電圧(Vun,Vvn)を検出することができる。なお分圧抵抗(R11,R12)の分圧比と分圧抵抗(R21,R22)の分圧比との差は小さいことが望ましい。これらの差が生じると、分圧抵抗電圧の大小関係の切り替わる時点と、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の大小関係の切り替わる時点との間に差が生じるからである。   In the example of FIG. 1, the voltage detection unit (3) detects the voltage of the voltage dividing resistor (for example, the voltage dividing resistor (R12) on the DC line (L2) side) in the path (31) as the line induced voltage (Vun). The voltage of the voltage dividing resistor (for example, the voltage dividing resistor (R22) on the DC line (L2) side) in the path (32) is detected as the line induced voltage (Vvn). As a result, the line induced voltage (Vun, Vvn) can be detected with a smaller voltage value. The difference between the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistors (R11, R12) and the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistors (R21, R22) is desirably small. This is because when these differences occur, a difference occurs between the time when the magnitude relationship of the divided resistance voltage changes and the time when the magnitude relationship between the line induced voltages (Vun, Vvn) changes.

以上のように、電圧検出部(3)は直流線(L2)と、交流線(Pu,Pv)の各々とを接続する経路(31,32)を有しているので、これらの経路(31,32)における電圧を線間誘起電圧(Vun,Vvn)として検出することができる。   As described above, the voltage detection unit (3) has the paths (31, 32) for connecting the DC line (L2) and each of the AC lines (Pu, Pv). , 32) can be detected as line induced voltage (Vun, Vvn).

このような電圧検出部(3)によれば、例えば次の場合に比べて簡単に線間誘起電圧(Vun,Vvn)を得ることができる。即ち、誘起電圧(Vu,Vv,Vw)を検出し、検出した誘起電圧(Vu,Vv,Vw)から最小相の誘起電圧を抽出し、検出した誘起電圧(Vu,Vv)から当該最小相の誘起電圧を減算して線間誘起電圧(Vun,Vvn)を算出する場合に比べて、簡単に線間誘起電圧(Vun,Vvn)を得ることができる。   According to such a voltage detector (3), for example, the line induced voltage (Vun, Vvn) can be easily obtained as compared with the following case. That is, the induced voltage (Vu, Vv, Vw) is detected, the induced voltage of the minimum phase is extracted from the detected induced voltage (Vu, Vv, Vw), and the minimum phase is detected from the detected induced voltage (Vu, Vv). Compared with the case where the induced voltage (Vun, Vvn) is calculated by subtracting the induced voltage, the induced voltage (Vun, Vvn) can be easily obtained.

なお、最大相を基準とした線間誘起電圧(Vup,Vvp)を採用する場合は、電圧検出部(3)は、交流線(Pu,Pv)の各々と直流線(L1)との間の電圧を検出すればよい。   In addition, when the line induced voltage (Vup, Vvp) based on the maximum phase is adopted, the voltage detector (3) is connected between each of the AC lines (Pu, Pv) and the DC line (L1). What is necessary is just to detect a voltage.

<回転方向検出部(4)>
回転方向検出部(4)は、電圧検出部(3)によって検出された線間誘起電圧(Vun,Vvn)を用いて、電動機(2)の回転方向(D)を検出する。回転方向検出部(4)は、アナログ/デジタル変換部(40a,40b)と、検出部(41)と、濾波部(42)と、回転速度算出部(43)と、判定部(44)とを備えている。なおここでは、回転方向検出部(4)は、マイクロコンピュータと記憶装置とを含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップを実行する。記憶装置は、RAM(Random-Access-Memory)などの各種のメモリや、ハードディスク装置などの各種記憶装置の1つまたは複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、回転方向検出部(4)によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段または各種機能の一部または全部をハードウェアで実現しても構わない。
<Rotation direction detector (4)>
The rotation direction detection unit (4) detects the rotation direction (D) of the electric motor (2) using the line induced voltage (Vun, Vvn) detected by the voltage detection unit (3). The rotation direction detection unit (4) includes an analog / digital conversion unit (40a, 40b), a detection unit (41), a filtering unit (42), a rotation speed calculation unit (43), and a determination unit (44). It has. Here, the rotation direction detection unit (4) includes a microcomputer and a storage device. The microcomputer executes each processing step described in the program. The storage device can be composed of one or more of various memories such as RAM (Random-Access-Memory) and various storage devices such as a hard disk device. The storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by the microcomputer, and provides a work area for executing the program. It can be understood that the microcomputer functions as various means corresponding to each processing step described in the program, or can realize that various functions corresponding to each processing step are realized. In addition, various procedures executed by the rotation direction detection unit (4), or various means or various functions to be realized may be realized by hardware.

アナログ/デジタル変換部(40a,40b)はそれぞれ、線間誘起電圧(Vun,Vvn)をデジタル信号に変換する。   The analog / digital converters (40a, 40b) convert the line induced voltage (Vun, Vvn) into a digital signal, respectively.

検出部(41)は、デジタル信号に変換された線間誘起電圧(Vun,Vvn)を入力し、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したか否かを検出する。ここでの検出は例えば、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の大小を比較する公知の比較部を用いることによって実現できる。より詳細には、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の大小関係が切り替わったときに、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したと判断できる。例えば図3および図4の例では、回転位置が150度のとき、線間誘起電圧(Vun)が線間誘起電圧(Vvn)を超えており、状態B(Vun<Vvn)から状態A(Vun>Vvn)に移行している。このとき、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したと判断する。また、回転位置が330度のとき、線間誘起電圧(Vvn)が線間誘起電圧(Vun)を超えており、状態A(Vun>Vvn)から状態B(Vun<Vvn)に移行している。このとき、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したと判断する。   The detection unit (41) receives the line induced voltage (Vun, Vvn) converted into a digital signal and detects whether the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. The detection here can be realized, for example, by using a known comparison unit that compares the magnitudes of the line induced voltages (Vun, Vvn). More specifically, when the magnitude relation between the line induced voltages (Vun, Vvn) is switched, it can be determined that the line induced voltages (Vun, Vvn) match each other. For example, in the example of FIGS. 3 and 4, when the rotational position is 150 degrees, the line induced voltage (Vun) exceeds the line induced voltage (Vvn), and the state A (Vun <Vvn) is changed to the state A (Vun). > Vvn). At this time, it is determined that the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. When the rotational position is 330 degrees, the line induced voltage (Vvn) exceeds the line induced voltage (Vun), and the state A (Vun> Vvn) is changed to the state B (Vun <Vvn). . At this time, it is determined that the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other.

濾波部(42)は、デジタル信号に変換された線間誘起電圧(Vun,Vvn)を、所定のタイミングを始点として、所定の積算時間の間、積算して濾波値としての積算値を出力する。ここでは、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したことを通知されたとき、濾波部(42)が積算を開始するものとする。また、濾波部(42)では、複数種類の積算時間が設定されており、各積算時間における積算値がそれぞれ出力されるものとする。ここで、複数種類の積算時間は複数種類の周波数帯域と所定の関連性を有している。すなわち、積算時間が相対的に長いということは周波数帯域の上限が相対的に低いということに対応し、積算時間が相対的に短いということは周波数帯域の上限が相対的に高いということに対応している。   The filtering unit (42) integrates the line induced voltage (Vun, Vvn) converted into a digital signal from a predetermined timing for a predetermined integration time, and outputs an integrated value as a filtered value. . Here, when it is notified from the detection unit (41) that the line induced voltages (Vun, Vvn) match each other, the filtering unit (42) starts integration. Also, in the filtering unit (42), a plurality of types of integration times are set, and the integration values for each integration time are output. Here, the plurality of types of integration times have a predetermined relationship with a plurality of types of frequency bands. That is, a relatively long integration time corresponds to a relatively low upper limit of the frequency band, and a relatively short integration time corresponds to a relatively high upper limit of the frequency band. doing.

回転速度算出部(43)は、検出部(41)からの出力を用いて、電動機(2)の回転速度を検出する。回転速度算出部(43)が検出するのは、回転速度の絶対値である。すなわち、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致してから、次に線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致するまでの時間は、電動機(2)の電気角半周期に相当する。そこで、回転速度算出部(43)は、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したことを通知されてから、次に、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したことを通知されるまでの時間を計測し、この時間を電動機(2)の電気角半周期として取得する。もちろん、検出部(41)からの出力を用いて、電動機(2)の電気角1周期の時間、あるいは、2周期以上の時間を計測してもよい。そして、計測した時間から求めた回転速度を、判定部(44)に出力する。あるいは、回転速度を間接的に表すデータとして、電動機(2)の電気角半周期の時間などを判定部(44)に出力してもかまわない。   The rotation speed calculation unit (43) detects the rotation speed of the electric motor (2) using the output from the detection unit (41). The rotation speed calculation unit (43) detects the absolute value of the rotation speed. That is, the time from when the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other until the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other corresponds to the electrical angle half cycle of the electric motor (2). . Therefore, the rotation speed calculation unit (43) is notified from the detection unit (41) that the line induced voltages (Vun, Vvn) match each other, and then the detection unit (41) detects the line induced voltage. The time until it is notified that (Vun, Vvn) match each other is measured, and this time is acquired as the electrical angle half cycle of the electric motor (2). Of course, using the output from the detection section (41), the time of one cycle of the electrical angle of the electric motor (2) or the time of two or more cycles may be measured. And the rotational speed calculated | required from the measured time is output to a determination part (44). Alternatively, as data that indirectly represents the rotational speed, the electrical angle half cycle time of the electric motor (2) may be output to the determination unit (44).

判定部(44)は、濾波部(42)によって出力された線間誘起電圧(Vun,Vvn)の積算値を用いて、電動機(2)の回転方向を求める。判定部(44)は、回転速度算出部(43)から、電動機(2)の回転速度、または回転速度を表すデータを取得する。そして、この回転速度から、濾波部(42)によって出力された複数の積算値のいずれかを選択し、選択した積算値を用いて、電動機(2)の回転方向を求める。   The determination unit (44) obtains the rotation direction of the electric motor (2) using the integrated value of the line induced voltage (Vun, Vvn) output by the filtering unit (42). The determination unit (44) acquires the rotation speed of the electric motor (2) or data representing the rotation speed from the rotation speed calculation unit (43). Then, one of a plurality of integrated values output by the filtering unit (42) is selected from the rotation speed, and the rotation direction of the electric motor (2) is obtained using the selected integrated value.

ここで、本実施形態における回転方向判定方法について説明する。   Here, the rotation direction determination method in the present embodiment will be described.

図3に示すように正転方向では、回転位置150度(線間誘起電圧Vunが線間誘起電圧Vvnを超えるとき)の線間誘起電圧(Vun,Vvn)は比較的小さな値(例えば零)を採る。一方、回転位置330度(線間誘起電圧Vunが線間誘起電圧Vvnを下回るとき)の線間誘起電圧(Vun,Vvn)は比較的大きな値(図3ではΔV)を採る。これに対して、図4に示すように逆転方向では、回転位置150度では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)は比較的大きな値(図4ではΔV)を採る。一方、回転位置330度では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)は比較的小さな値(例えば零)を採る。   As shown in FIG. 3, in the forward rotation direction, the line induced voltage (Vun, Vvn) at a rotational position of 150 degrees (when the line induced voltage Vun exceeds the line induced voltage Vvn) is a relatively small value (for example, zero). Take. On the other hand, the line induced voltage (Vun, Vvn) at the rotational position 330 degrees (when the line induced voltage Vun is lower than the line induced voltage Vvn) takes a relatively large value (ΔV in FIG. 3). On the other hand, as shown in FIG. 4, in the reverse rotation direction, the line induced voltage (Vun, Vvn) takes a relatively large value (ΔV in FIG. 4) at the rotational position of 150 degrees. On the other hand, at the rotation position of 330 degrees, the line induced voltage (Vun, Vvn) takes a relatively small value (for example, zero).

このような特性により、回転位置150度と330度での線間誘起電圧(Vun,Vvn)を比較することによって、電動機(2)の回転方向を検出することができる。すなわち、回転位置150度での線間誘起電圧(Vun,Vvn)が回転位置330度での線間誘起電圧(Vun,Vvn)より小さい場合は正転方向と判定でき、逆に、回転位置150度での線間誘起電圧(Vun,Vvn)が回転位置330度での線間誘起電圧(Vun,Vvn)より大きい場合は逆転方向と判定できる。   Due to such characteristics, the rotational direction of the electric motor (2) can be detected by comparing the line induced voltages (Vun, Vvn) at the rotational positions of 150 degrees and 330 degrees. That is, when the line induced voltage (Vun, Vvn) at the rotational position 150 degrees is smaller than the line induced voltage (Vun, Vvn) at the rotational position 330 degrees, it can be determined as the forward rotation direction. When the line induced voltage (Vun, Vvn) at a degree is greater than the line induced voltage (Vun, Vvn) at the rotational position 330 degrees, it can be determined that the direction is the reverse direction.

ところが、上のような判定方法では、ノイズの影響による誤判定の可能性がある。すなわち、回転位置150度、330度という2相の線間誘起電圧が互いに一致した時点での線間誘起電圧の検出値を利用して大小比較を行うため、もしノイズの影響によりこの線間誘起電圧の検出値が変動した場合には、大小比較に誤りが生じる可能性がある。ノイズの要因としては、例えば、同一基板上や近傍に配置された他の電力変換部のスイッチング動作に起因するノイズが挙げられる。例えば、電動機(2)が正転方向に回転している時に、回転位置150度での線間誘起電圧(Vun,Vvn)にノイズが加算され、回転位置330度での線間誘起電圧(Vun,Vvn)より大きくなると、誤って逆転方向と判定される。なお、スイッチング動作に起因するノイズの周波数成分は、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の周波数成分に比べて一般的に高い。   However, in the above determination method, there is a possibility of erroneous determination due to the influence of noise. That is, since the magnitude comparison is performed using the detected value of the line induced voltage at the time when the two-phase line induced voltages at the rotation positions of 150 degrees and 330 degrees coincide with each other, If the detected voltage value fluctuates, an error may occur in the size comparison. As a cause of noise, for example, noise caused by the switching operation of another power conversion unit disposed on or near the same substrate can be cited. For example, when the electric motor (2) is rotating in the forward rotation direction, noise is added to the line induced voltage (Vun, Vvn) at the rotation position 150 degrees, and the line induced voltage (Vun at the rotation position 330 degrees). , Vvn), the reverse direction is erroneously determined. Note that the frequency component of noise caused by the switching operation is generally higher than the frequency component of the line induced voltage (Vun, Vvn).

そこで、本実施形態では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致した時点から、所定の積算時間の間、線間誘起電圧(Vun,Vvn)を積算し、得られた積算値を用いて、電動機(2)の回転方向を判定する。判定部(44)は、回転位置150度以降における積算値と、回転位置330度以降における積算値とを大小比較し、回転位置150度以降における積算値の方が、小さい場合は正転方向と判定し、大きい場合は逆転方向と判定する。線間誘起電圧(Vun,Vvn)の積算値を用いることによって、ノイズの影響を低減でき、誤判定を抑制することが可能になる。しかも、積算値を演算し記憶するだけなので、大容量の記憶デバイスを必要とせず、また、演算量も少ない。   Therefore, in the present embodiment, the line induced voltage (Vun, Vvn) is integrated for a predetermined integration time from the time when the line induction voltages (Vun, Vvn) coincide with each other, and the obtained integrated value is used. Then, the rotation direction of the electric motor (2) is determined. The determination unit (44) compares the integrated value after the rotational position of 150 degrees and the integrated value after the rotational position of 330 degrees, and if the integrated value after the rotational position of 150 degrees is smaller, the forward rotation direction is determined. If it is larger, it is determined as the reverse direction. By using the integrated value of the line induced voltage (Vun, Vvn), the influence of noise can be reduced and erroneous determination can be suppressed. In addition, since the integrated value is only calculated and stored, a large-capacity storage device is not required and the calculation amount is small.

なお、この判定では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の両方について積算を行う必要はなく、いずれか一方のみについて積算するようにしてもかまわない。また、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の両方について積算を行い、回転位置150度以降における積算値と回転位置330度以降における積算値との差の絶対値が、より大きい方の線間誘起電圧(Vun,Vvn)を回転方向の判定に用いてもよい。すなわち、図5および図6に示すように、当該絶対値がより大きい方(図5では、線間誘起電圧(Vvn)の回転位置330度以降における積算値から回転位置150度以降における積算値を引いたもの(以下、差分(Vvn_diff)ともいう)であり、図6では、線間誘起電圧(Vun)の回転位置330度以降における積算値から回転位置150度以降における積算値を引いたもの(以下、差分(Vun_diff)ともいう)である)の線間誘起電圧(Vun,Vvn)を回転方向の判定に用いると、正転時と逆転時の双方において、積算時間が電気角半周期の1/3を超えても回転方向330度以降における積算値と回転方向150度以降における積算値との大小関係が変わらないため、回転方向の誤判定をより確実に回避することができる。なお、次に記載するように、当該絶対値が小さい方の線間誘起電圧(Vun,Vvn)を回転方向の判定に用いる場合であっても、積算時間の適切な設定により回転方向の誤判定を回避することができる。   In this determination, it is not necessary to perform integration for both of the line induced voltages (Vun, Vvn), and only one of them may be integrated. Further, integration is performed for both line induced voltages (Vun, Vvn), and the absolute value of the difference between the integrated value after the rotational position of 150 degrees and the integrated value after the rotational position of 330 degrees is larger. The voltage (Vun, Vvn) may be used for determining the rotation direction. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the larger absolute value (in FIG. 5, the integrated value at the rotation position of 150 degrees or more from the integrated value at the rotation position of 330 degrees or more of the line induced voltage (Vvn) is calculated. FIG. 6 shows a value obtained by subtracting the integrated value after the rotational position of 150 degrees from the integrated value of the inter-line induced voltage (Vun) after the rotational position of 330 degrees (in FIG. 6). If the line induced voltage (Vun, Vvn) of the difference (hereinafter also referred to as Vun_diff) is used for the determination of the rotation direction, the accumulated time is 1 of the electrical angle half cycle at both forward rotation and reverse rotation. Even if / 3 is exceeded, the magnitude relationship between the integrated value after 330 degrees in the rotational direction and the integrated value after 150 degrees in the rotational direction does not change, so that erroneous determination of the rotational direction can be avoided more reliably. In addition, as described below, even when the line-induced voltage (Vun, Vvn) with the smaller absolute value is used for the determination of the rotation direction, an erroneous determination of the rotation direction by appropriately setting the integration time Can be avoided.

線間誘起電圧(Vun,Vvn)のいずれか一方のみについて積算する場合、積算時間は、電気角半周期の1/3未満とすることが望ましい。図3に示す正転方向では、回転位置150度から電気角半周期の1/3進んだ210度までの線間誘起電圧(Vun)の積算値と、回転位置330度から電気角半周期の1/3進んだ30度までの線間誘起電圧(Vun)の積算値とが同じ値になる。このため、積算時間が電気角半周期の1/3以上の線間誘起電圧(Vun)の積算値を用いると、回転方向を誤判定する。また、図4に示す逆転方向では、回転位置150度から電気角半周期の1/3遅れた90度までの線間誘起電圧(Vvn)の積算値と、回転位置330度から電気角半周期の1/3遅れた270度までの線間誘起電圧(Vvn)の積算値とが同じ値になる。このため、積算時間が電気角半周期の1/3以上の線間誘起電圧(Vvn)の積算値を用いると、回転方向を誤判定する。積算時間を電気角半周期の1/3未満とすることで、線間誘起電圧(Vun,Vvn)のいずれを用いても、誤判定なく回転方向を検出できる。ここで、積算時間を、電気角半周期の1/6程度とすることがさらに望ましい。図7に示すように、正転時の線間誘起電圧(Vun)の差分(Vun_diff)は、電気角半周期の1/6において最大値を取り、したがってこの近傍に積算時間を設定することで回転方向の誤判定をより確実に防止することができる。同図に示すように、逆転時の線間誘起電圧(Vvn)の差分(Vvn_diff)に関しても同様である。   When integrating only one of the line induced voltages (Vun, Vvn), it is desirable that the integration time be less than 1/3 of the electrical angle half cycle. In the forward rotation direction shown in FIG. 3, the integrated value of the line induced voltage (Vun) from the rotational position 150 degrees to 210 degrees advanced by 1/3 of the electrical angle half cycle, and the electrical angle half period from the rotational position 330 degrees. The integrated value of the line induced voltage (Vun) up to 30 degrees advanced by 1/3 becomes the same value. For this reason, if the integrated value of the line induced voltage (Vun) whose integration time is 1/3 or more of the electrical angle half cycle is used, the rotational direction is erroneously determined. In the reverse rotation direction shown in FIG. 4, the integrated value of the line induced voltage (Vvn) from the rotational position 150 degrees to 90 degrees delayed by 1/3 of the electrical angle half cycle, and the electrical angle half period from the rotational position 330 degrees. The integrated value of the line induced voltage (Vvn) up to 270 degrees delayed by 1/3 is the same value. For this reason, if the integrated value of the line induced voltage (Vvn) whose integration time is 1/3 or more of the electrical angle half cycle is used, the rotational direction is erroneously determined. By setting the integration time to be less than 1/3 of the electrical angle half cycle, it is possible to detect the rotational direction without erroneous determination using any of the line induced voltages (Vun, Vvn). Here, it is more desirable that the integration time is set to about 1/6 of an electrical angle half cycle. As shown in FIG. 7, the difference (Vun_diff) in the line induced voltage (Vun) during forward rotation takes a maximum value in 1/6 of the electrical angle half cycle, and accordingly, the integration time is set in the vicinity thereof. An erroneous determination of the rotation direction can be prevented more reliably. As shown in the figure, the same applies to the difference (Vvn_diff) in the line induced voltage (Vvn) during the reverse rotation.

さらに、本実施形態では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の積算演算に複数種類の積算時間を用いる。そして、電動機(2)の回転速度に応じて、各積算時間における積算値のいずれかを選択し、選択した積算値を回転方向の判定に用いる。これにより、回転方向判定において適切な積算時間を、回転速度に応じて、選択することができる。特に、ノイズの影響が大きい低速回転において、相対的に長い積算時間を選択することによって(すなわち、周波数帯域の上限が相対的に低い積算値を選択することによって)、ノイズの影響による誤判定を抑制することができる。また、電気角半周期が短くなる高速回転において、相対的に短い積算時間を選択することによって(すなわち、周波数帯域の上限が相対的に高い積算値を選択することによって)、積算時間を電気角半周期の1/3未満とすることができ、線間誘起電圧(Vun,Vvn)のいずれを用いても、誤判定なく回転方向を検出できる。例えば、電動機(2)の回転速度より電気角半周期の1/3を求め、複数種類の積算時間より、電気角半周期の1/3以下で最も長い積算時間を選択すればよい。   Furthermore, in this embodiment, a plurality of types of integration times are used for the integration calculation of the line induced voltages (Vun, Vvn). Then, according to the rotation speed of the electric motor (2), one of the integrated values at each integrated time is selected, and the selected integrated value is used for the determination of the rotation direction. Thereby, it is possible to select an appropriate integration time in the rotation direction determination according to the rotation speed. In particular, by selecting a relatively long integration time (that is, by selecting an integration value whose frequency band upper limit is relatively low) in low-speed rotation where the influence of noise is large, erroneous determination due to the influence of noise is made. Can be suppressed. In addition, in high speed rotation where the electrical angle half cycle is shortened, by selecting a relatively short integration time (that is, by selecting an integration value having a relatively high frequency band upper limit), the integration time is converted into an electrical angle. The rotation direction can be less than 1/3 of a half cycle, and the rotation direction can be detected without erroneous determination using any of the line induced voltages (Vun, Vvn). For example, 1/3 of the electrical angle half cycle is obtained from the rotation speed of the electric motor (2), and the longest integrated time that is 1/3 or less of the electrical angle half cycle is selected from a plurality of types of integrated time.

<濾波部(42)>
図8は濾波部(42)の具体的な構成例である。図8の濾波部(42)は、積算部として構成されていて、Vun積算カウンタ(51a)と、Vvn積算カウンタ(51b)と、積算時間設定部(52)と、積算値記憶部(53)とを備えている。Vun積算カウンタ(51a)は、アナログ/デジタル変換部(40a)から受けた線間誘起電圧(Vun)(デジタル信号)を、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を通知されたタイミングを始点として、積算時間設定部(52)に設定された複数種類の積算時間、それぞれ積算する。Vvn積算カウンタ(51b)は、アナログ/デジタル変換部(40b)から受けた線間誘起電圧(Vvn)(デジタル信号)を、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を通知されたタイミングを始点として、積算時間設定部(52)に設定された複数種類の積算時間、それぞれ積算する。Vun積算カウンタ(51a)およびVvn積算カウンタ(51b)によって出力された積算値は、積算値記憶部(53)に格納される。なお、線間誘起電圧(Vun,Vvn)のいずれか一方のみの積算を行う場合には、Vun積算カウンタ(51a)またはVvn積算カウンタ(51b)のいずれかを省くことができる。
<Filter section (42)>
FIG. 8 shows a specific configuration example of the filtering unit (42). The filtering unit (42) in FIG. 8 is configured as an integration unit, and includes a Vun integration counter (51a), a Vvn integration counter (51b), an integration time setting unit (52), and an integration value storage unit (53). And. The Vun integration counter (51a) detects the line induced voltage (Vun) (digital signal) received from the analog / digital converter (40a) and the line induced voltage (Vun, Vvn) from the detector (41). Starting from the notified timing, a plurality of types of integration times set in the integration time setting unit (52) are integrated. The Vvn integration counter (51b) detects the line induced voltage (Vvn) (digital signal) received from the analog / digital converter (40b) and the line induced voltage (Vun, Vvn) from the detector (41). Starting from the notified timing, a plurality of types of integration times set in the integration time setting unit (52) are integrated. The integrated values output by the Vun integration counter (51a) and the Vvn integration counter (51b) are stored in the integration value storage unit (53). In addition, when integrating only one of the line induced voltages (Vun, Vvn), either the Vun integration counter (51a) or the Vvn integration counter (51b) can be omitted.

図9は濾波部(42)の動作例を示すタイミングチャート、図10は濾波部(42)の動作例を示すフローチャートである。ここでは、複数種類の積算時間として、高速用積算時間(TS)、中速用演算時間(TM)、低速用積算時間(TL)の3種類が設定されているものとする。   FIG. 9 is a timing chart showing an operation example of the filtering unit (42), and FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the filtering unit (42). Here, it is assumed that three types of high-speed integration time (TS), medium-speed calculation time (TM), and low-speed integration time (TL) are set as a plurality of types of integration time.

検出部(41)が線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を検出すると(S11でyes)、濾波部(42)において、Vun積算カウンタ(51a)およびVvn積算カウンタ(51b)が積算演算を開始する(S12)。そして、高速用積算時間(TS)が経過したとき、Vun積算カウンタ(51a)およびVvn積算カウンタ(51b)はそのときの積算値(図9のAS,BS)を、高速用積算値として積算値記憶部(53)に格納する(S13)。次に、中速用積算時間(TM)が経過したとき、Vun積算カウンタ(51a)およびVvn積算カウンタ(51b)はそのときの積算値(図9のAM,BM)を、中速用積算値として積算値記憶部(53)に格納する(S14)。さらに、低速用積算時間(TL)が経過したとき、Vun積算カウンタ(51a)およびVvn積算カウンタ(51b)はそのときの積算値(図9のAL,BL)を、低速用積算値として積算値記憶部(53)に格納する(S15)。その後、Vun積算カウンタ(51a)およびVvn積算カウンタ(51b)は積算演算を停止し、積算値をリセットする。このような動作を、検出部(41)が線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を検出するたびに実行する。 When the detection unit (41) detects the coincidence of the line induced voltages (Vun, Vvn) (yes in S11), the Vun integration counter (51a) and the Vvn integration counter (51b) perform integration calculation in the filtering unit (42). Start (S12). When the high-speed integration time (TS) has elapsed, the Vun integration counter (51a) and the Vvn integration counter (51b) use the integration values at that time (A S and B S in FIG. 9) as the integration values for high speed. Stored in the integrated value storage unit (53) (S13). Next, when the intermediate speed integration time (TM) has elapsed, the Vun integration counter (51a) and the Vvn integration counter (51b) use the integration values at that time (A M and B M in FIG. 9) for the medium speed. The integrated value is stored in the integrated value storage unit (53) (S14). Further, when the low-speed integration time (TL) has elapsed, the Vun integration counter (51a) and the Vvn integration counter (51b) use the integration values at that time (A L and B L in FIG. 9) as the integration values for low speed. Stored in the integrated value storage unit (53) (S15). Thereafter, the Vun integration counter (51a) and the Vvn integration counter (51b) stop the integration calculation and reset the integration value. Such an operation is performed each time the detection unit (41) detects the coincidence of the line induced voltages (Vun, Vvn).

図11は判定部(44)の動作例を示すフローチャートである。判定部(44)は、電動機(2)の回転方向を判定するとき、まず、回転速度算出部(43)から回転速度(あるいは回転速度を間接的に表すデータ)を取得する(S21)。そして、回転速度と高/中速閾値とを比較し(S22)、回転速度が高/中速閾値より高いときは(S22でYes)、濾波部(42)の積算値記憶部(53)に格納された積算値の中から高速用積算値を選択して読み出す(S23)。一方、回転速度が高/中速閾値以下のときは(S22でNo)、回転速度と中/低速閾値とを比較する(S24)。回転速度が中/低速閾値より高いときは(S24でYes)、濾波部(42)の積算値記憶部(53)に格納された積算値の中から中速用積算値を選択して読み出す(S25)。一方、回転速度が中/低速閾値以下のときは(S24でNo)、濾波部(42)の積算値記憶部(53)に格納された積算値の中から低速用積算値を選択して読み出す(S26)。   FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of the determination unit (44). When determining the rotation direction of the electric motor (2), the determination unit (44) first acquires the rotation speed (or data that indirectly represents the rotation speed) from the rotation speed calculation unit (43) (S21). Then, the rotational speed is compared with the high / medium speed threshold (S22). When the rotational speed is higher than the high / medium speed threshold (Yes in S22), the accumulated value storage unit (53) of the filtering unit (42) is stored. The high-speed integrated value is selected from the stored integrated values and read (S23). On the other hand, when the rotation speed is equal to or lower than the high / medium speed threshold (No in S22), the rotation speed is compared with the medium / low speed threshold (S24). When the rotation speed is higher than the medium / low speed threshold (Yes in S24), the medium speed integrated value is selected and read out from the integrated values stored in the integrated value storage section (53) of the filtering section (42) ( S25). On the other hand, when the rotational speed is equal to or lower than the medium / low speed threshold (No in S24), the low speed integrated value is selected and read out from the integrated values stored in the integrated value storage section (53) of the filtering section (42). (S26).

その後、読み出した積算値を用いて、上述した手法によって電動機(2)の回転方向を判定する(S27)。すなわち、回転位置150度以降における積算値と、回転位置330度以降における積算値とを大小比較し、回転位置150度以降における積算値の方が、小さい場合は正転方向と判定し、大きい場合は逆転方向と判定する。なお、回転方向の判定手法としては、これに限られるものではない。例えば、回転位置150度以降における積算値、または、回転位置330度以降における積算値を所定の閾値と比較し、この比較結果によって回転方向を判定してもよい。   Thereafter, the rotation direction of the electric motor (2) is determined by the above-described method using the read integrated value (S27). That is, the integrated value after the rotational position of 150 degrees and the integrated value after the rotational position of 330 degrees are compared in magnitude, and if the integrated value after the rotational position of 150 degrees is smaller, it is determined as the forward rotation direction, and is larger. Is determined to be in the reverse direction. Note that the determination method of the rotation direction is not limited to this. For example, the integrated value after the rotational position 150 degrees or the integrated value after the rotational position 330 degrees may be compared with a predetermined threshold, and the rotational direction may be determined based on the comparison result.

図12は濾波部(42)の具体的な他の構成例である。図12の濾波部(42)は、Vun記憶部(55a)と、Vvn記憶部(55b)と、積算演算部(56)と、積算時間設定部(57)と、積算値記憶部(58)とを備えている。Vun記憶部(55a)はアナログ/デジタル変換部(40a)から受けた線間誘起電圧(Vun)(デジタル信号)を所定時間の範囲で記憶し、所定時間遅れた線間誘起電圧(Vun)(デジタル信号)を出力する。Vvn記憶部(55b)はアナログ/デジタル変換部(40b)から受けた線間誘起電圧(Vvn)(デジタル信号)を所定時間の範囲で記憶し、所定時間遅れた線間誘起電圧(Vvn)(デジタル信号)を出力する。積算演算部(56)は、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を通知されたタイミングを始点として、積算時間設定部(57)に設定された複数種類の積算時間、Vun記憶部(55a)に記憶された線間誘起電圧(Vun)およびVvn記憶部(55b)に記憶された線間誘起電圧(Vvn)を、それぞれ積算する。積算演算部(56)によって出力された積算値は、積算値記憶部(58)に格納される。なお、線間誘起電圧(Vun,Vvn)のいずれか一方のみの積算を行う場合には、Vun記憶部(55a)またはVvn記憶部(55b)のいずれかを省くことができる。図12の濾波部(42)によっても、図9に示すような動作を実行することができる。   FIG. 12 shows another specific configuration example of the filtering unit (42). The filtering unit (42) in FIG. 12 includes a Vun storage unit (55a), a Vvn storage unit (55b), an integration calculation unit (56), an integration time setting unit (57), and an integration value storage unit (58). And. The Vun storage unit (55a) stores the line induced voltage (Vun) (digital signal) received from the analog / digital converter (40a) within a predetermined time range, and the line induced voltage (Vun) (Vun) (delayed by a predetermined time) ( Digital signal). The Vvn storage unit (55b) stores the line induced voltage (Vvn) (digital signal) received from the analog / digital converter (40b) within a predetermined time range, and the line induced voltage (Vvn) (Vvn) ( Digital signal). The integration calculation unit (56) has a plurality of types of integration time set in the integration time setting unit (57), starting from the timing when the coincidence of the line induced voltages (Vun, Vvn) is notified from the detection unit (41). The line induced voltage (Vun) stored in the Vun storage unit (55a) and the line induced voltage (Vvn) stored in the Vvn storage unit (55b) are integrated. The integrated value output by the integrated calculation unit (56) is stored in the integrated value storage unit (58). In addition, when performing integration of only one of the line induced voltages (Vun, Vvn), either the Vun storage unit (55a) or the Vvn storage unit (55b) can be omitted. The operation as shown in FIG. 9 can also be executed by the filtering section (42) of FIG.

以上のように本実施形態によると、回転方向検出装置(4)において、検出部(41)によって、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したか否かが検出される。濾波部(42)は、検出部(41)の検出結果を受け、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したときの近傍において、線間誘起電圧(Vun,Vvn)のうち少なくとも一方について、積算する。判定部(44)は、濾波部(42)によって出力された積算値に基づいて、電動機(2)の回転方向を判定する。これにより、電動機(2)の回転方向が、線間誘起電圧同士が互いに一致したときの近傍における、線間誘起電圧の積算値によって判定されるので、ノイズによる誘起電圧の変動に起因した誤判定を回避することができる。しかも、回転方向の判定のために、積算演算を行い積算値を一時的に記憶するだけでいいので、大容量の記憶デバイスを必要とせず、演算量も少ない。   As described above, according to the present embodiment, in the rotation direction detection device (4), the detection unit (41) detects whether or not the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. The filtering unit (42) receives the detection result of the detection unit (41), and at least one of the line induced voltages (Vun, Vvn) in the vicinity when the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. Accumulate. The determination unit (44) determines the rotation direction of the electric motor (2) based on the integrated value output by the filtering unit (42). As a result, the rotational direction of the electric motor (2) is determined by the integrated value of the line induced voltage in the vicinity when the line induced voltages coincide with each other. Can be avoided. Moreover, since it is only necessary to perform integration calculation and temporarily store the integration value for determination of the rotation direction, a large-capacity storage device is not required and the calculation amount is small.

また、本実施形態では、複数種類の積算時間(TS,TM,TL)それぞれにおける積算値が出力され、これらから選択された積算値が、回転方向の判定に用いられるので、回転方向の誤判定を確実に回避することができる。   Further, in the present embodiment, integrated values for each of a plurality of types of integrated times (TS, TM, TL) are output, and the integrated values selected from these are used for determining the rotational direction. Can be reliably avoided.

さらに、電動機(2)の回転速度に応じて選択された積算値が、回転方向の判定に用いられるので、回転方向の誤判定をより確実に回避することができる。さらに、判定部(44)は、電動機(2)の回転速度が相対的に遅いときは、相対的に長い積算時間における積算値を選択し、電動機(2)の回転速度が相対的に速いときは、相対的に短い積算時間における積算値を選択するので、電動機(2)が低速運転中であっても、ノイズによる誘起電圧の変動に起因した誤判定を確実に回避することができる。同時に、電動機(2)の回転速度の大小によらず、その回転方向を確実に正しく判定することができる。   Furthermore, since the integrated value selected according to the rotation speed of the electric motor (2) is used for determination of the rotation direction, erroneous determination of the rotation direction can be avoided more reliably. Furthermore, when the rotational speed of the electric motor (2) is relatively slow, the determination unit (44) selects an integrated value for a relatively long cumulative time, and when the rotational speed of the electric motor (2) is relatively high Selects an integrated value in a relatively short integration time, so that erroneous determination caused by fluctuations in induced voltage due to noise can be reliably avoided even when the motor (2) is operating at low speed. At the same time, it is possible to reliably determine the direction of rotation of the electric motor (2) regardless of the rotation speed.

また、予め電動機(2)の回転速度を検出しなくてもよいので、回転速度検出のための時間遅れが生じないのと同時に、回転速度が変化していても電動機(2)の回転方向を確実に正しく判定することができる。   In addition, since it is not necessary to detect the rotational speed of the electric motor (2) in advance, there is no time delay for detecting the rotational speed, and at the same time, the rotational direction of the electric motor (2) can be changed even if the rotational speed changes. It can be judged correctly.

なお、上述の実施形態では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したタイミングを、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の積算時間の始点としたが、これに限られるものではない。例えば、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したタイミングから微少時間経過した後に、積算を開始してもよい。あるいは、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したタイミングの少し前から積算を開始してもよい。例えば図8の構成例では、Vun積算カウンタ(51a)およびVvn積算カウンタ(51b)が、積算の開始を、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を通知されたタイミングから所定時間遅らせることができる。また図12の構成では、Vun記憶部(55a)およびVvn記憶部(55b)に線間誘起電圧(Vun,Vvn)が記憶されているので、積算の開始を任意のタイミングに設定することができる。また、積算時間に応じて、積算の開始を任意のタイミングに設定してもよい。例えば、線間誘起電圧(Vun,Vvn)同士が互いに一致したタイミングの前後で、ほぼ同じ積算時間となるよう、線間誘起電圧(Vun,Vvn)同士が互いに一致するタイミングより、積算時間の半分前から積算を開始してもよい。   In the above-described embodiment, the timing at which the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other is set as the start point of the integrated time of the line induced voltages (Vun, Vvn). However, the present invention is not limited to this. For example, the integration may be started after a minute time has elapsed from the timing when the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. Alternatively, the integration may be started slightly before the timing at which the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. For example, in the configuration example of FIG. 8, the timing at which the Vun integration counter (51a) and the Vvn integration counter (51b) are notified of the start of integration and the coincidence of the induced voltage (Vun, Vvn) between the lines is detected from the detection unit (41). Can be delayed for a predetermined time. In the configuration of FIG. 12, since the line induced voltage (Vun, Vvn) is stored in the Vun storage unit (55a) and the Vvn storage unit (55b), the start of integration can be set at an arbitrary timing. . Further, the start of integration may be set at an arbitrary timing according to the integration time. For example, half the integration time from the timing when the line induced voltages (Vun, Vvn) match each other so that the integration time is almost the same before and after the timing when the line induced voltages (Vun, Vvn) match each other. Integration may be started from before.

すなわち、本発明では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の積算時間は、線間誘起電圧(Vun,Vvn)同士が互いに一致する時点の近傍に設定すればよい。ここでの近傍とは、例えば本実施形態でいうと、回転角度150度近傍における積算値と回転角度330度近傍における積算値とを比較した結果において、電動機(2)の回転方向に応じて、違いが生じる範囲であればよい。   That is, in the present invention, the integration time of the line induced voltages (Vun, Vvn) may be set in the vicinity of the point in time where the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. The neighborhood here means, for example, in the present embodiment, in the result of comparing the integrated value in the vicinity of the rotation angle of 150 degrees and the integrated value in the vicinity of the rotation angle of 330 degrees, according to the rotation direction of the electric motor (2), It is sufficient that the difference is within a range.

また、上述の実施形態では、3種類の積算時間を設定するものとしたが、積算時間の種類数は3種類に限定されるものではなく、2種類でもいいし、4種類以上であってもよい。   In the above-described embodiment, three types of integration time are set. However, the number of types of integration time is not limited to three, and may be two or four or more. Good.

また、上述の実施の形態では、電動機(2)の回転速度に応じて、積算時間を選択するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、回転方向検出装置(4)の外部から積算時間を選択する構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the integration time is selected according to the rotation speed of the electric motor (2). However, the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a structure which selects integration time from the exterior of a rotation direction detection apparatus (4).

また、上述の実施の形態では、積算値を回転方向の判定に用いるものとしたが、積算値を積算時間で除して平均値を算出し、この平均値を回転方向の判定に用いてもよい。   In the above-described embodiment, the integrated value is used for determining the rotational direction. However, the average value may be calculated by dividing the integrated value by the integrated time, and this average value may be used for determining the rotational direction. Good.

また、上述の実施の形態では、二つの線間誘起電圧として、線間誘起電圧(Vun,Vvn)を用いるものとしたが、線間誘起電圧(Vun,Vwn)を用いてもよいし、線間誘起電圧(Vvn,Vwn)を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the line induced voltage (Vun, Vvn) is used as the two line induced voltages, but the line induced voltage (Vun, Vwn) may be used, An induced voltage (Vvn, Vwn) may be used.

また、本実施形態で開示した回転方向検出装置(4)は、電動機(2)と、電動機(2)によって駆動されるファンとを備える空気調和機に適用することができる。   Moreover, the rotation direction detection device (4) disclosed in the present embodiment can be applied to an air conditioner including an electric motor (2) and a fan driven by the electric motor (2).

−実施形態2−
次に、実施形態2について説明する。本実施形態では、前記実施形態1と比べて濾波部(42)の構成が異なる。以下では、実施形態1と異なる部分について主に説明する。
Embodiment 2
Next, Embodiment 2 will be described. In the present embodiment, the configuration of the filtering section (42) is different from that in the first embodiment. Below, a different part from Embodiment 1 is mainly demonstrated.

図13は濾波部(42)の具体的な構成例である。濾波部(42)は、所定の周波数帯域に属する成分だけを通過させるように構成されている。ここでいう「だけ」とは、厳密に所定の周波数帯域に属する成分のみを通過させることを意味するものではなく、所定の周波数帯域以外の周波数帯域の成分をも僅かに通過させる場合も含んでおり、かつ、所定の周波数帯域に属する成分をも僅かに減衰させる場合も含んでいる。   FIG. 13 shows a specific configuration example of the filtering unit (42). The filtering unit (42) is configured to pass only components belonging to a predetermined frequency band. Here, “only” does not mean that only components that belong to a predetermined frequency band are strictly passed, and includes cases where components in frequency bands other than the predetermined frequency band are also allowed to pass slightly. In addition, it also includes a case where components belonging to a predetermined frequency band are slightly attenuated.

濾波部(42)は、高速用Vun低域通過フィルタ(61a)と、中速用Vun低域通過フィルタ(61b)と、低速用Vun低域通過フィルタ(61c)と、高速用Vvn低域通過フィルタ(61d)と、中速用Vvn低域通過フィルタ(61e)と、低速用Vvn低域通過フィルタ(61f)と、低域通過フィルタ値記憶部(62)とを備えている。   The filtering unit (42) includes a high-speed Vun low-pass filter (61a), a medium-speed Vun low-pass filter (61b), a low-speed Vun low-pass filter (61c), and a high-speed Vvn low-pass filter. A filter (61d), a medium-speed Vvn low-pass filter (61e), a low-speed Vvn low-pass filter (61f), and a low-pass filter value storage unit (62) are provided.

高速用、中速用、および低速用Vun低域通過フィルタ(61a〜61c)には、この順に小さくなるようにそれぞれカットオフ周波数が設定されている。高速用、中速用、および低速用Vvn低域通過フィルタ(61d〜61f)には、この順に小さくなるようにそれぞれカットオフ周波数が設定されている。これらのカットオフ周波数は、本発明における周波数帯域の上限にそれぞれ対応している。また、この場合における所定の周波数帯域とは、直流成分から当該カットオフ周波数までの成分を含む周波数帯域である。各々のカットオフ周波数は、線間誘起電圧(Vun,Vvn)に重畳するノイズ成分を除去しかつ線間誘起電圧(Vun,Vvn)の周波数成分を十分に通過させるように設定されるのが好ましい。また、各々のカットオフ周波数は、少なくとも線間誘起電圧(Vun,Vvn)の基本波の周波数成分を十分に通過させるように設定されるのが好ましい。高速用、中速用、および低速用Vun低域通過フィルタ(61a〜61c)は、アナログ/デジタル変換部(40a)から受けた線間誘起電圧(Vun)(デジタル信号)のうち、それぞれに設定されたカットオフ周波数よりも低い周波数成分のものを濾波値として出力する。高速用、中速用、および低速用Vvn低域通過フィルタ(61d〜61f)は、アナログ/デジタル変換部(40a)から受けた線間誘起電圧(Vun)(デジタル信号)のうち、それぞれに設定されたカットオフ周波数よりも低い周波数成分のものを濾波値として出力する。なお、線間誘起電圧(Vun,Vvn)に重畳するノイズ成分を除去しかつ線間誘起電圧(Vun,Vvn)の周波数成分を通過させるものであれば、各低域通過フィルタ(61a〜61f)に代えて帯域通過フィルタを高速用、中速用、および低速用のフィルタとして用いてもよい。この場合、各帯域通過フィルタの2つのカットオフ周波数のうち高い方のカットオフ周波数は、本発明における周波数帯域の上限にそれぞれ対応している。   The high-frequency, medium-speed, and low-speed Vun low-pass filters (61a to 61c) are set with cut-off frequencies so as to decrease in this order. The high-frequency, medium-speed, and low-speed Vvn low-pass filters (61d to 61f) are set with cutoff frequencies so as to decrease in this order. These cutoff frequencies respectively correspond to the upper limit of the frequency band in the present invention. Further, the predetermined frequency band in this case is a frequency band including components from a direct current component to the cutoff frequency. Each cutoff frequency is preferably set so as to remove a noise component superimposed on the line induced voltage (Vun, Vvn) and sufficiently pass the frequency component of the line induced voltage (Vun, Vvn). . Each cut-off frequency is preferably set so as to sufficiently pass at least the fundamental frequency component of the line induced voltage (Vun, Vvn). High-speed, medium-speed, and low-speed Vun low-pass filters (61a to 61c) are set for each of the line-to-line induced voltages (Vun) (digital signals) received from the analog / digital converter (40a). A component having a frequency component lower than the cut-off frequency is output as a filtered value. High-speed, medium-speed, and low-speed Vvn low-pass filters (61d to 61f) are set for each of the line-to-line induced voltages (Vun) (digital signals) received from the analog / digital converter (40a). A component having a frequency component lower than the cut-off frequency is output as a filtered value. Note that each low-pass filter (61a to 61f) can remove any noise component superimposed on the line induced voltage (Vun, Vvn) and pass the frequency component of the line induced voltage (Vun, Vvn). Instead of this, a band pass filter may be used as a filter for high speed, medium speed, and low speed. In this case, the higher one of the two cutoff frequencies of each bandpass filter corresponds to the upper limit of the frequency band in the present invention.

低域通過フィルタ値記憶部(62)は、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を通知されたタイミングにおいて、各低域通過フィルタ(61a〜61f)から出力された濾波値を格納する。なお、低域通過フィルタ値記憶部(62)は、検出部(41)から線間誘起電圧(Vun,Vvn)の一致を通知されたタイミングから所定の遅延時間後に、各低域通過フィルタ(61a〜61f)から出力された濾波値を格納してもよい。この場合、カットオフ周波数が高いものほど、遅延時間を短くすることが好ましい。例えば、高速用Vun低域通過フィルタ(61a)に対応する遅延時間を中速用Vun低域通過フィルタ(61b)に対応する遅延時間よりも短く設定し、中速用Vun低域通過フィルタ(61b)に対応する遅延時間を低速用Vun低域通過フィルタ(61c)に対応する遅延時間よりも短く設定することが好ましい。例えば、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の周波数成分の、低域通過フィルタによる遅れとほぼ一致するように遅延時間を設定してもよい。なお、線間誘起電圧(Vun,Vvn)のいずれか一方のみを用いて濾波値を出力する場合には、各Vun低域通過フィルタ(61a〜61c)または各Vvn低域通過フィルタ(61c〜61e)のいずれかを省くことができる。   The low-pass filter value storage unit (62) is output from each low-pass filter (61a to 61f) at the timing when the detection unit (41) is notified of the coincidence of the line induced voltage (Vun, Vvn). Stores the filtered value. The low-pass filter value storage unit (62) receives each low-pass filter (61a) after a predetermined delay time from the timing when the detection unit (41) is notified of the coincidence of the line induced voltages (Vun, Vvn). ~ 61f) may be stored as the filtered value. In this case, it is preferable to shorten the delay time as the cutoff frequency is higher. For example, the delay time corresponding to the high-speed Vun low-pass filter (61a) is set shorter than the delay time corresponding to the medium-speed Vun low-pass filter (61b), and the medium-speed Vun low-pass filter (61b) ) Is preferably set shorter than the delay time corresponding to the low-speed Vun low-pass filter (61c). For example, the delay time may be set so that the frequency component of the line induced voltage (Vun, Vvn) substantially matches the delay due to the low-pass filter. In the case of outputting a filtered value using only one of the line induced voltages (Vun, Vvn), each Vun low-pass filter (61a to 61c) or each Vvn low-pass filter (61c to 61e). ) Can be omitted.

図14は判定部(44)の動作例を示すフローチャートである。実施形態1と同様のブロックについては同じ符号を付してあり、その説明を省略する。判定部(44)は、電動機(2)の回転速度が高/中速閾値より高いときは(S22でYes)、濾波部(42)の低域通過フィルタ値記憶部(62)に格納された濾波値の中から高速用Vun低域通過フィルタ(61a)および高速用Vvn低域通過フィルタ(61d)の出力値を選択して読み出す(S33)。一方、回転速度が高/中速閾値以下であり(S22でNo)、かつ回転速度が中/低速閾値より高いときは(S24でYes)、濾波部(42)の低域通過フィルタ値記憶部(62)に格納された濾波値の中から中速用Vun低域通過フィルタ(61b)および中速用Vvn低域通過フィルタ(61e)の出力値を選択して読み出す(S35)。一方、回転速度が中/低速閾値以下のときは(S24でNo)、濾波部(42)の低域通過フィルタ値記憶部(62)に格納された濾波値の中から低速用Vun低域通過フィルタ(61c)および低速用Vvn低域通過フィルタ(61f)の出力値を選択して読み出す(S36)。   FIG. 14 is a flowchart showing an operation example of the determination unit (44). The same reference numerals are given to the same blocks as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. When the rotational speed of the electric motor (2) is higher than the high / medium speed threshold (Yes in S22), the determination unit (44) is stored in the low-pass filter value storage unit (62) of the filtering unit (42). The output values of the high-speed Vun low-pass filter (61a) and the high-speed Vvn low-pass filter (61d) are selected from the filtered values and read (S33). On the other hand, when the rotation speed is equal to or lower than the high / medium speed threshold (No in S22) and the rotation speed is higher than the medium / low speed threshold (Yes in S24), the low-pass filter value storage unit of the filtering unit (42) The output values of the medium-speed Vun low-pass filter (61b) and the medium-speed Vvn low-pass filter (61e) are selected from the filtered values stored in (62) and read (S35). On the other hand, when the rotational speed is lower than the medium / low speed threshold (No in S24), the low speed Vun low pass is selected from the filtered values stored in the low pass filter value storage unit (62) of the filter unit (42). The output values of the filter (61c) and the low-speed Vvn low-pass filter (61f) are selected and read (S36).

その後、読み出した低域通過フィルタ出力値(濾波値)を用いて、電動機(2)の回転方向を判定する(S37)。すなわち、回転位置150度における濾波値と、回転位置330度における濾波値とを大小比較し、回転位置150度以降における濾波値の方が、小さい場合は正転方向と判定し、大きい場合は逆転方向と判定する。この判定方法によると、例えば線間誘起電圧(Vun,Vvn)にオフセットが重畳している場合であっても、回転位置150度における濾波値と回転位置330度における濾波値との大小関係は変わらないので、電動機(2)の回転方向を正しく判定することができる。   Thereafter, the rotation direction of the electric motor (2) is determined using the read low-pass filter output value (filtered value) (S37). That is, the filtered value at the rotational position 150 degrees and the filtered value at the rotational position 330 degrees are compared in magnitude. If the filtered value after the rotational position 150 degrees is smaller, it is determined as the normal rotation direction, and if it is larger, the reverse rotation is performed. Determine the direction. According to this determination method, for example, even when an offset is superimposed on the line induced voltage (Vun, Vvn), the magnitude relationship between the filtered value at the rotational position 150 degrees and the filtered value at the rotational position 330 degrees is changed. Therefore, it is possible to correctly determine the rotation direction of the electric motor (2).

以上のように本実施形態によると、回転方向検出装置(4)において、検出部(41)によって、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したか否かが検出される。濾波部(42)は、検出部(41)の検出結果を受け、線間誘起電圧(Vun,Vvn)が互いに一致したときの近傍において、線間誘起電圧(Vun,Vvn)のうち少なくとも一方について、所定の周波数帯域に属する成分を通過させる。判定部(44)は、濾波部(42)によって出力された濾波値に基づいて、電動機(2)の回転方向を判定する。これにより、電動機(2)の回転方向が、線間誘起電圧同士が互いに一致したときの近傍における、線間誘起電圧のノイズが低減した濾波値によって判定されるので、ノイズによる誘起電圧の変動に起因した誤判定を回避することができる。しかも、回転方向の判定のために、線間誘起電圧の濾波処理を行うと共に一周期分の線間誘起電圧の値よりもデータ量の少ない濾波値を記憶するだけでよいので、大容量の記憶デバイスを必要とせず、演算量も少ない。   As described above, according to the present embodiment, in the rotation direction detection device (4), the detection unit (41) detects whether or not the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. The filtering unit (42) receives the detection result of the detection unit (41), and at least one of the line induced voltages (Vun, Vvn) in the vicinity when the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. The components belonging to a predetermined frequency band are passed. The determination unit (44) determines the rotation direction of the electric motor (2) based on the filtered value output by the filtering unit (42). As a result, the rotation direction of the electric motor (2) is determined by the filtered value in which the noise of the line induced voltage is reduced in the vicinity when the line induced voltages coincide with each other. It is possible to avoid the erroneous determination caused. Moreover, in order to determine the direction of rotation, it is only necessary to filter the line induced voltage and store a filtered value with a smaller amount of data than the value of the line induced voltage for one period. No device is required and the amount of computation is small.

さらに、判定部(44)は、電動機(2)の回転速度が相対的に遅いときは、周波数帯域の上限が相対的に低い濾波値を選択し、電動機(2)の回転速度が相対的に速いときは、周波数帯域の上限が相対的に高い濾波値を選択する。   Furthermore, when the rotational speed of the motor (2) is relatively slow, the determination unit (44) selects a filtered value having a relatively low upper frequency band, and the rotational speed of the motor (2) is relatively low. When it is fast, a filtered value having a relatively high upper frequency band is selected.

例えば、電動機(2)の回転速度が相対的に遅いときは、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の振幅が比較的小さくなるために重畳するノイズの影響が相対的に大きくなり、そのために高周波のノイズ成分を十分に除去する必要があるためである。そこで、電動機(2)の回転速度が相対的に遅いときは、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の周波数が比較的低いことに着目し、周波数帯域の上限が相対的に低い濾波値を選択して、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の成分を抽出している。これにより、電動機(2)の回転速度が相対的に遅いときに、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の成分を確実に抽出できる。例えば、電動機(2)の回転速度より線間誘起電圧(Vun,Vvn)の基本波の周波数を求め、複数種類のカットオフ周波数(本発明における周波数帯域の上限)より、カットオフ周波数が線間誘起電圧(Vun,Vvn)の基本波の周波数以上で最もカットオフ周波数が低い濾波値を選択すればよい。   For example, when the rotational speed of the electric motor (2) is relatively slow, the amplitude of the line induced voltage (Vun, Vvn) is relatively small, so the effect of superimposed noise is relatively large, and therefore the high frequency This is because it is necessary to sufficiently remove the noise component. Therefore, when the rotation speed of the motor (2) is relatively slow, pay attention to the fact that the frequency of the line induced voltage (Vun, Vvn) is relatively low, and select a filtered value with a relatively low upper frequency band. Then, the component of the line induced voltage (Vun, Vvn) is extracted. Thereby, when the rotational speed of the electric motor (2) is relatively slow, the component of the line induced voltage (Vun, Vvn) can be reliably extracted. For example, the fundamental frequency of the line induced voltage (Vun, Vvn) is obtained from the rotation speed of the electric motor (2), and the cut-off frequency is the line-to-line from multiple types of cut-off frequencies (the upper limit of the frequency band in the present invention) A filtered value having the lowest cutoff frequency above the fundamental frequency of the induced voltage (Vun, Vvn) may be selected.

一方、電動機(2)の回転速度が相対的に速いときには、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の周波数が比較的高いので、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の成分を確実に抽出するためには、周波数帯域の上限が相対的に高い濾波値を選択する必要がある。ここで、周波数帯域の上限が相対的に高い濾波値を選択すると、周波数帯域の上限が相対的に低い濾波値を選択した場合に比べてカットオフ周波数が高くなるので、当該カットオフ周波数に近い周波数のノイズ成分がより多く濾波値に含まれる可能性がある。しかし、電動機(2)の回転速度が相対的に速いときには線間誘起電圧(Vun,Vvn)の振幅が比較的大きいので、濾波値に含まれたノイズ成分の影響を無視することができる。そのため、電動機(2)の回転速度が相対的に速いときに、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の成分を確実に抽出できる。   On the other hand, when the rotational speed of the motor (2) is relatively high, the frequency of the line induced voltage (Vun, Vvn) is relatively high, so that the component of the line induced voltage (Vun, Vvn) can be extracted reliably. Therefore, it is necessary to select a filtered value having a relatively high frequency band upper limit. Here, if a filtered value with a relatively high frequency band upper limit is selected, the cutoff frequency will be higher than when a filtered value with a relatively low frequency band upper limit is selected, so it is close to the cutoff frequency. There may be more frequency noise components included in the filtered value. However, when the rotational speed of the electric motor (2) is relatively high, the amplitude of the line induced voltage (Vun, Vvn) is relatively large, so that the influence of noise components included in the filtered value can be ignored. Therefore, when the rotational speed of the electric motor (2) is relatively high, the component of the line induced voltage (Vun, Vvn) can be reliably extracted.

以上により、電動機(2)の回転速度の大小によらず、その回転方向を確実に正しく判定することができる。同時に、電動機(2)が低速運転中であっても、ノイズによる誘起電圧の変動に起因した誤判定を確実に回避することができる。   As described above, the direction of rotation of the electric motor (2) can be reliably determined regardless of the rotational speed of the electric motor (2). At the same time, even when the electric motor (2) is operating at a low speed, it is possible to reliably avoid erroneous determination due to fluctuations in the induced voltage due to noise.

また、予め電動機(2)の回転速度を検出しなくてもよいので、回転速度検出のための時間遅れが生じないのと同時に、回転速度が変化していても電動機(2)の回転方向を確実に正しく判定することができる。   In addition, since it is not necessary to detect the rotational speed of the electric motor (2) in advance, there is no time delay for detecting the rotational speed, and at the same time, the rotational direction of the electric motor (2) can be changed even if the rotational speed changes. It can be judged correctly.

本発明では、線間誘起電圧(Vun,Vvn)の濾波値を出力するタイミングは、線間誘起電圧(Vun,Vvn)同士が互いに一致する時点の近傍に設定すればよい。ここでの近傍とは、例えば本実施形態でいうと、回転角度150度近傍における濾波値と回転角度330度近傍における濾波値とを比較した結果において、電動機(2)の回転方向に応じて、違いが生じる範囲であればよい。   In the present invention, the timing for outputting the filtered value of the line induced voltage (Vun, Vvn) may be set in the vicinity of the point in time where the line induced voltages (Vun, Vvn) coincide with each other. For example, in the present embodiment, the vicinity here refers to the result of comparing the filtered value near the rotation angle of 150 degrees and the filtered value near the rotation angle of 330 degrees, depending on the rotation direction of the electric motor (2), It is sufficient that the difference is within a range.

また、上述の実施形態では、3種類の周波数帯域を設定するものとしたが、周波数帯域の種類数は3種類に限定されるものではなく、2種類でもいいし、4種類以上であってもよい。   In the above-described embodiment, three types of frequency bands are set. However, the number of types of frequency bands is not limited to three, and may be two or four or more. Good.

また、上述の実施の形態では、電動機(2)の回転速度に応じて、周波数帯域を選択するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、回転方向検出装置(4)の外部から周波数帯域を選択する構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the frequency band is selected according to the rotation speed of the electric motor (2). However, the present invention is not limited to this. For example, the frequency band may be selected from the outside of the rotation direction detection device (4).

また、上述の実施の形態では、二つの線間誘起電圧として、線間誘起電圧(Vun,Vvn)を用いるものとしたが、線間誘起電圧(Vun,Vwn)を用いてもよいし、線間誘起電圧(Vvn,Vwn)を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the line induced voltage (Vun, Vvn) is used as the two line induced voltages, but the line induced voltage (Vun, Vwn) may be used, An induced voltage (Vvn, Vwn) may be used.

また、本実施形態で開示した回転方向検出装置(4)は、電動機(2)と、電動機(2)によって駆動されるファンとを備える空気調和機に適用することができる。   Moreover, the rotation direction detection device (4) disclosed in the present embodiment can be applied to an air conditioner including an electric motor (2) and a fan driven by the electric motor (2).

本発明は、電動機の回転方向を、ノイズの影響を受けることなく、簡易な構成によって、電動機の回転速度の大小によらず検出するのに有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for detecting the rotation direction of an electric motor regardless of the magnitude of the rotation speed of the electric motor with a simple configuration without being affected by noise.

2 電動機
4 回転方向検出装置
21 電機子
22 界磁
41 検出部
42 濾波部
43 回転速度算出部
44 判定部
2 Motor 4 Rotation direction detection device 21 Armature 22 Field 41 Detection unit 42 Filter unit 43 Rotational speed calculation unit 44 Determination unit

Claims (3)

永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁(22)と前記電機子(21)とが相対的に回転する電動機(2)の回転方向を検出する装置(4)であって、
誘導起電力によって前記電機子(21)が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相および最大相のいずれか一つを基準電位とし、第1の前記相電位(Vu)の前記基準電位に対する電位差である第1線間誘起電圧(Vun)と、前記第1の前記相電位(Vu)以外の第2の前記相電位(Vv)の前記基準電位に対する電位差である第2線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(41)と、
前記検出部(41)の検出結果を受け、前記第1線間誘起電圧(Vun)と前記第2線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したときの近傍において、前記第1線間誘起電圧(Vun)および前記第2線間誘起電圧(Vvn)のうち少なくとも一方について、所定の周波数帯域に属する成分だけを通過させる濾波部(42)と、
前記濾波部(42)の出力である濾波値に基づいて、前記電動機の回転方向を判定する判定部(44)とを備え、
前記濾波部(42)は、複数種類の周波数帯域について、それぞれにおける前記濾波値を出力するものであり、
前記判定部(44)は、前記電動機(2)の回転速度が相対的に遅いほど、周波数帯域の上限が相対的に低い濾波値を選択し、選択した濾波値を前記電動機(2)の回転方向の判定に用いる
ことを特徴とする回転方向検出装置。
A field magnet (22) including a permanent magnet, and an armature (21) including windings (21u, 21v, 21w) of three or more phases, the field (22) and the armature (21), Is a device (4) for detecting the direction of rotation of the electric motor (2) that rotates relatively,
Among the phase potentials (Vu, Vv, Vw) output from the armature (21) by the induced electromotive force, one of the minimum phase and the maximum phase is set as a reference potential, and the first phase potential (Vu) A first line induced voltage (Vun) that is a potential difference with respect to the reference potential and a second line that is a potential difference between the second phase potential (Vv) other than the first phase potential (Vu) with respect to the reference potential. A detection unit (41) for detecting whether or not the induced voltage (Vvn) between the two coincides;
In response to the detection result of the detection unit (41), the first line induced voltage is in the vicinity when the first line induced voltage (Vun) and the second line induced voltage (Vvn) coincide with each other. (Vun) and the second line induced voltage (Vvn), at least one of the filtering unit (42) that allows only a component belonging to a predetermined frequency band to pass through,
A determination unit (44) for determining a rotation direction of the electric motor based on a filtered value that is an output of the filtering unit (42);
The filtering unit (42) outputs the filtered value in each of a plurality of types of frequency bands,
The determination unit (44) selects a filtered value whose upper limit of the frequency band is relatively low as the rotational speed of the electric motor (2) is relatively slow, and the selected filtered value is selected as the rotational value of the electric motor (2). A rotation direction detecting device used for determining a direction.
請求項1において、
前記濾波部(42)は、それぞれの前記周波数帯域に対応して定められた積算時間にわたって積算した積算値を前記濾波値として出力するものであり、
前記積算時間は、前記周波数帯域の上限が相対的に高いほど相対的に短い
ことを特徴とする回転方向検出装置。
In claim 1,
The filtering unit (42) outputs an integrated value integrated over an integrated time determined corresponding to each frequency band as the filtered value,
The rotation direction detection device according to claim 1, wherein the integration time is relatively shorter as the upper limit of the frequency band is relatively higher.
請求項1または2に記載の回転方向検出装置(4)と、
前記電動機(2)と、
前記電動機(2)によって駆動されるファンと
を備える、空気調和機。
The rotation direction detection device (4) according to claim 1 or 2,
The electric motor (2);
An air conditioner comprising a fan driven by the electric motor (2).
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