(57)【要約】【課題】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、大容量の記憶デバイスを必要としない構成によって、検出可能にする。【解決手段】回転方向検出装置（4）において、検出部（41）は線間誘起電圧（Vun,Vwn）が互いに一致したか否かを検出する。平均部（42）は、線間誘起電圧（Vun,Vvn）が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間における所定の区間の線間誘起電圧（Vun,Vwn）の検出値の平均値である区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。判定部（44）は、平均部（42）によって算出された区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を、正転方向および逆転方向での所定の区間の線間誘起電圧（Vun,Vwn）の理論値の平均値である区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）と比較し、その偏差が小さい方を電動機（2）の回転方向として判定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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（Vw）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（Vwn）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（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間における所定の区間の前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方の検出値の平均値である区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する平均部（42）と、
前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出した前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方について、前記電動機（2）の回転方向が正転方向および逆転方向での前記所定の区間における前記第１線間誘起電圧（Vun）および第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方の理論値の平均値である区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）を算出する区間平均理論値算出部（44a）と、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向の前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求める偏差算出部（44b）と、前記偏差が小さいと判断される前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）の回転方向を前記電動機（2）の回転方向として判定する回転方向判定部（44c）とを有する判定部（44）とを備えている
ことを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記偏差算出部（44b）は、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwn_mean2）と前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値を、互いに対応する前記所定の区間ごとにそれぞれ求めて、前記差の絶対値の総和を前記偏差とするように構成されている
ことを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記偏差算出部（44b）は、前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間のうち初期および末期の少なくとも一方のみについて前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との前記偏差を求めるように構成されている
ことを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記判定部（44）は、
前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間における前記検出値の平均値である期間平均算出値を算出し、
前記電動機（2）の回転方向の判定に用いる前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方について、前記所定の区間における前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）から前記期間平均算出値を引いたものを新たな前記区間平均算出値（Vun_mean1’,Vwm_mean1’）として使用すると共に、
前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwn_mean1）を算出した前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方について、前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間における前記第１線間誘起電圧（Vun）および第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方の理論値の平均値を前記所定の区間における前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）から引いたものを新たな前記区間平均理論値（Vun_mean2’,Vwn_mean2’）として使用するように構成されている
ことを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記検出部（41）の検出結果を受けて前記電動機（2）の回転速度を算出する回転速度算出部（43）を備え、
前記平均部（42）は、前記回転速度算出部（43）が算出した回転速度に基づいて前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの時間（T）を求め、該時間（T）を複数の前記区間に分割して所定の前記区間において前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出するように構成されている
ことを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記検出部（41）の検出値を格納する所定数の記憶領域（51a〜51d）を有した記憶部（50）を備え、
前記平均部（42）は、
前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間中には、各々の前記記憶領域（51a〜51d）に予め定めた所定の格納上限数まで前記検出値を順次加算し、全ての前記記憶領域（51a〜51d）に前記格納上限数まで前記検出値が加算された時点で、前記格納上限数を２以上の整数倍させると共に加算した順に従って整数倍後の前記格納上限数ずつ前記検出値を加算して前記検出値を所定の前記記憶領域（51a,51b）に和として纏めると共に残りの前記記憶領域（51c,51d）に零を格納し、零を格納した前記記憶領域（51c,51d）の各々に対して整数倍後の前記格納上限数まで前記検出値を加算して格納してゆく動作を繰り返し、
前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間の終了時における前記記憶領域（51a〜51d）の格納値に基づいて、前記所定の区間における前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出するように構成されている
ことを特徴とする回転方向検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、回転方向を誤判定する可能性がある。
【０００５】
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。また、電動機の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、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る。
【０００６】
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、大容量の記憶デバイスを必要としない構成によって、検出可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、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）を対象とする。当該装置（4）は、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（Vw）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（Vwn）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（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間における所定の区間の前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方の検出値の平均値である区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する平均部（42）と、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出した前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方について、前記電動機（2）の回転方向が正転方向および逆転方向での前記所定の区間における前記第１線間誘起電圧（Vun）および第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方の理論値の平均値である区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）を算出する区間平均理論値算出部（44a）と、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向の前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求める偏差算出部（44b）と、前記偏差が小さいと判断される前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）の回転方向を前記電動機（2）の回転方向として判定する回転方向判定部（44c）とを有する判定部（44）とを備えている。
【０００８】
前記第１の発明では、電動機（2）が正転方向に回転している場合には、正転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）と区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）との偏差が、逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）と区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）との偏差よりも小さくなる。一方、電動機（2）が逆転方向に回転している場合には、逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）と区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）との偏差が、正転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）と区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）との偏差よりも小さくなる。このことを利用して、回転方向判定部（44c）は、正転方向および逆転方向のうち区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差が小さいと判断される方を電動機（2）の回転方向として判定する。なお、「近傍」とは、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致したことを検出部（41）が検出する際において、誤検出を防止するために線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士の大小関係が切り替わったことを検出部（41）が繰り返し検出する期間を含むことを意味している（以下、同様）。
【０００９】
本発明では、第１線間誘起電圧（Vun）および第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方の瞬間的な検出値ではなく、所定の区間における検出値の平均値である区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を電動機（2）の回転方向の判定に用いるので、第１および第２線間誘起電圧（Vun,Vwn）に重畳するノイズの影響が抑制され、ノイズが存在したとしても電動機（2）の回転方向が正確に判定される。さらに、回転方向の判定のために、第１および第２線間誘起電圧（Vun,Vwn）の例えば一周期分の値を全て記憶する必要がない。したがって、大容量の記憶デバイスを必要としない。
【００１０】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記偏差算出部（44b）は、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwn_mean2）と前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値を、互いに対応する前記所定の区間ごとにそれぞれ求めて、前記差の絶対値の総和を前記偏差とするように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記第２の発明では、偏差算出部（44b）は、正転方向および逆転方向の各々に関して区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値の総和を偏差として求める。そして判定方向判定部（44c）は、正転方向および逆転方向のうち当該総和が小さいと判断される方を電動機（2）の回転方向として判定する。正転方向および逆転方向のうち区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差が大きい方は当該差の絶対値の総和もより大きく、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差が小さい方は当該差の絶対値の総和もより小さくなる。このように正転方向および逆転方向の間で偏差の大小関係がより明確になるので、電動機（2）の回転方向がより確実に正しく判定される。
【００１２】
第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記偏差算出部（44b）は、前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間のうち初期および末期の少なくとも一方のみについて前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との前記偏差を求めるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
前記第３の発明では、偏差算出部（44b）は、偏差が大きい区間においてのみ区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求める。そして、回転方向判定部（44c）は、偏差算出部（44b）が求めた偏差を電動機（2）の回転方向の判定に用いる。具体的には、第１線間誘起電圧（Vun）と第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍の直後の区間と、第１線間誘起電圧（Vun）と第２線間誘起電圧（Vwn）とが次に一致する時またはその近傍までの直前の区間とでは、正転方向と逆転方向との間で区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）や区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）の値の差が大きくなる。一方、第１線間誘起電圧（Vun）と第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間のうち中間部にあたる区間では、正転方向と逆転方向との間で区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）や区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）の値の差が小さくなる。そこで、本発明では、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差が大きくなる区間においてのみ偏差を求めることで、必要となる演算量をより少なくしている。
【００１４】
第４の発明は、前記第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、前記判定部（44）は、前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間における前記検出値の平均値である期間平均算出値を算出し、前記電動機（2）の回転方向の判定に用いる前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方について、前記所定の区間における前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）から前記期間平均算出値を引いたものを新たな前記区間平均算出値（Vun_mean1’,Vwm_mean1’）として使用すると共に、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwn_mean1）を算出した前記第１線間誘起電圧（Vun）および前記第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方について、前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間における前記第１線間誘起電圧（Vun）および第２線間誘起電圧（Vwn）の少なくとも一方の理論値の平均値を前記所定の区間における前記区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）から引いたものを新たな前記区間平均理論値（Vun_mean2’,Vwn_mean2’）として使用するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
前記第４の発明では、線間誘起電圧（Vun,Vwn）に重畳するオフセットによる、電動機（2）の回転方向の判定への影響を除去する。具体的には、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の検出値には直流成分のオフセットが重畳していることがあり、当該検出値から求めた区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）も同様にオフセットが重畳したものとなる。このオフセットが重畳した区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を、オフセットを考慮していない区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）と比較して偏差を求め、当該偏差を電動機（2）の回転方向の判定に用いると、回転方向の誤判定につながるおそれがある。
【００１６】
そこで、本発明では、期間平均算出値（すなわち重畳しているオフセットとオフセットが無い場合の線間誘起電圧（Vun,Vwn）の検出値の平均値との和）を区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）から引いて新たな区間平均算出値（Vun_mean1’,Vwm_mean1’）として使用する。この新たな区間平均算出値（Vun_mean1’,Vwm_mean1’）は、オフセットが無い場合の線間誘起電圧（Vun,Vwn）の検出値の平均値を基準とした値をとる。本発明では、これに対応するように、第１線間誘起電圧（Vun）と第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの期間における線間誘起電圧（Vun,Vwn）の理論値の平均値を区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）から引いて新たな区間平均理論値（Vun_mean2’,Vwn_mean2’）として使用する。この新たな区間平均理論値（Vun_mean2’,Vwn_mean2’）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の理論値の平均値を基準とした値をとる。
【００１７】
新たな区間平均算出値（Vun_mean1’,Vwn_mean1’）の基準となるオフセットが無い場合の線間誘起電圧（Vun,Vwn）の検出値の平均値と、新たな区間平均理論値（Vun_mean2’,Vwn_mean2’）の基準となる線間誘起電圧（Vun,Vwn）の理論値の平均値とは実質的に同じものである。したがって、新たな区間平均算出値（Vun_mean1’,Vwm_mean1’）と新たな区間平均理論値（Vun_mean2’,Vwn_mean2’）との偏差を電動機（2）の回転方向の判定に用いることで、線間誘起電圧（Vun,Vwn）に重畳するオフセットの影響を除去した上で、電動機（2）の回転方向を正しく判定することができる。
【００１８】
第５の発明は、前記第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、前記検出部（41）の検出結果を受けて前記電動機（2）の回転速度を算出する回転速度算出部（43）を備え、前記平均部（42）は、前記回転速度算出部（43）が算出した回転速度に基づいて前記第１線間誘起電圧（Vun）と前記第２線間誘起電圧（Vwn）とが一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの時間（T）を求め、該時間（T）を複数の前記区間に分割して所定の前記区間において前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出するように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
前記第５の発明では、第１線間誘起電圧（Vun）と第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時またはその近傍から次に一致する時またはその近傍までの時間（T）を複数の区間に分割する。そして、分割した区間のうち所定の区間において区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。このように当該時間（T）を求めて分割する方法では、分割した区間の数だけの区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）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しない。また、分割した区間の各々において区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出するだけでよいので、必要となる演算量が少ない。
【００２０】
第６の発明は、前記第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、前記検出部（41）の検出値を格納する所定数の記憶領域（51a〜51d）を有した記憶部（50）を備え、前記平均部（42）は、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間中には、各々の前記記憶領域（51a〜51d）に予め定めた所定の格納上限数まで前記検出値を順次加算し、全ての前記記憶領域（51a〜51d）に前記格納上限数まで前記検出値が加算された時点で、前記格納上限数を２以上の整数倍させると共に加算した順に従って整数倍後の前記格納上限数ずつ前記検出値を加算して前記検出値を所定の前記記憶領域（51a,51b）に和として纏めると共に残りの前記記憶領域（51c,51d）に零を格納し、零を格納した前記記憶領域（51c,51d）の各々に対して整数倍後の前記格納上限数まで前記検出値を加算して格納してゆく動作を繰り返し、前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間の終了時における前記記憶領域（51a〜51d）の格納値に基づいて、前記所定の区間における前記区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出するように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
前記第６の発明では、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間中、例えば第１線間誘起電圧（Vun）と第２線間誘起電圧（Vwn）とが互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの間、平均部（42）は、所定数の記憶領域（51a〜51d）に検出部（41）の検出値を予め定めた所定の格納上限数まで加算し続ける。そして、平均部（42）は、全ての記憶領域（51a〜51d）に格納上限数まで検出値が加算された時点で、格納上限数を２以上の整数倍させる。続いて、平均部（42）は、加算した順に従って整数倍後の格納上限数ずつ当該検出値を加算して所定の記憶領域（51a,51b）に和として纏めると共に残りの記憶領域（51c,51d）に零を格納する。平均部（42）は、零を格納した記憶領域（51c,51d）の各々に、整数倍後の格納上限数まで検出値を加算して格納してゆく。そして、平均部（42）は、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間の終了時における記憶領域（51a〜51d）の格納値に基づいて、所定の区間における区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。
【００２２】
このような処理を行うことで、電動機（2）の回転速度を求めることなく当該電動機（2）の回転方向を判定することができるので、電動機（2）の回転速度を求める処理を行うための遅延時間が生じない。また、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の値を加算して和として纏めながら処理を行うため、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の例えば一周期分の値を全て記憶する必要がなく、大容量の記憶デバイスを必要としない。
【００２３】
第７の発明では、空気調和機は、第１〜第６の発明のいずれか１つ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。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）は線間誘起電圧（Vun,Vwn）の検出値の平均値なので、線間誘起電圧（Vun,Vwn）にノイズが重畳していてもその影響を無視することができ、電動機（2）の回転方向を正しく判定することができる。また、第１および第２線間誘起電圧（Vun,Vwn）の例えば一周期分の値を全て記憶する必要がないので、大容量の記憶デバイスを不要とすることができる。
【００２５】
また、前記第２の発明によると、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値の総和を電動機（2）の回転方向の判定に用いるので、電動機（2）の回転方向をより確実に正しく判定することができる。
【００２６】
また、前記第３の発明によると、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差が大きくなる区間においてのみ偏差を求めるので、必要となる演算量をより少なくすることができる。
【００２７】
また、前記第４の発明によると、線間誘起電圧（Vun,Vwn）に重畳するオフセットの影響を除去することができるので、電動機（2）の回転方向をより確実に正しく判定することができる。
【００２８】
また、前記第５の発明によると、分割した区間の数だけの区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を記憶するだけでよいので、大容量の記憶デバイスを不要とすることができる。また、分割した区間の各々において区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出するだけでよいので、必要となる演算量を少なくすることができる。
【００２９】
また、前記第６の発明によると、電動機（2）の回転速度を求めることなく当該電動機（2）の回転方向を判定することができるので、電動機（2）の回転速度を求める処理を行うための遅延時間を生じさせないことができる。また、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の例えば一周期分の値を全て記憶する必要がないので、大容量の記憶デバイスを不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施形態１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２】図２は、正転方向における誘起電圧の変化例を示す図である。
【図３】図３は、正転方向における線間誘起電圧の変化例を示す図である。
【図４】図４は、逆転方向における線間誘起電圧の変化例を示す図である。
【図５】図５は、線間誘起電圧同士が互いに一致してから次に一致すまでの時間を複数の区間に分割する方法を示す図である。
【図６】図６は、判定部の具体的な構成例を示す図である。
【図７】図７は、正転方向における線間誘起電圧の区間平均算出値または区間平均理論値の変化例を示す図である。
【図８】図８は、逆転方向における線間誘起電圧の区間平均算出値または区間平均理論値の変化例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態２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１０】図１０は、複数の記憶領域に線間誘起電圧の検出値を格納していく態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００３２】
《発明の実施形態１》
実施形態１について説明する。図１は本実施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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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もよい。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
電圧検出部（3）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）を検出する。線間誘起電圧（Vun,Vwn）は、誘起電圧（Vu,Vw）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,Vwn）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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（Vwn）は、回転位置が２４０〜３６０度および０〜３０度の範囲で零になり、回転位置が３０〜１５０度の範囲で電位差（Vw-Vu）になり、回転位置が１５０〜２７０度の範囲で電位差（Vw-Vv）になる。
【００４５】
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,Vwn）は、図４のような波形をとる。
【００４６】
電圧検出部（3）は、誘起電圧（Vu,Vw）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,Vwn）として検出する。
【００４７】
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,Vwn）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。
【００４８】
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。
【００４９】
このような電圧検出部（3）において、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（Vv）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（Vw）と最小相の誘起電圧（Vv）の電位差すなわち線間誘起電圧（Vwn）とほぼ一致する。
【００５０】
また誘起電圧（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（Pw）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（Vwn）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（Vwn）とほぼ一致する。
【００５１】
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（Vwn）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,Pw）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（Vwn）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（Vwn）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,Vwn）を検出することができる。
【００５２】
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（Vwn）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,Vwn）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,Vwn）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。
【００５３】
以上のように、電圧検出部（3）は直流線（L2）と、交流線（Pu,Pw）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,Vwn）として検出することができる。
【００５４】
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,Vwn）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,Vw）から当該最小相の誘起電圧を減算して線間誘起電圧（Vun,Vwn）を算出する場合に比べて、簡単に線間誘起電圧（Vun,Vwn）を得ることができる。
【００５５】
なお、最大相を基準とした線間誘起電圧（Vup,Vwp）を採用する場合は、電圧検出部（3）は、交流線（Pu,Pw）の各々と直流線（L1）との間の電圧を検出すればよい。
【００５６】
＜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,Vwn）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、回転速度算出部（43）と、平均部（42）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。
【００５７】
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,Vwn）をデジタル信号に変換する。
【００５８】
検出部（41）は、デジタル信号に変換された線間誘起電圧（Vun,Vwn）を入力し、線間誘起電圧（Vun,Vwn）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,Vwn）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,Vwn）の大小関係が切り替わったときに、線間誘起電圧（Vun,Vwn）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３０度のとき、線間誘起電圧（Vwn）が線間誘起電圧（Vvn）を超えており、状態Ａ（Vun＞Vwn）から状態Ｂ（Vun＜Vwn）に移行している。このとき、線間誘起電圧（Vun,Vwn）が互いに一致したと判断する。また、回転位置が２１０度のとき、線間誘起電圧（Vun）が線間誘起電圧（Vwn）を超えており、状態Ｂ（Vun＜Vwn）から状態Ａ（Vun＞Vwn）に移行している。このとき、線間誘起電圧（Vun,Vwn）が互いに一致したと判断する。
【００５９】
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）の回転速度を算出する。回転速度算出部（43）が算出するのは、回転速度の絶対値である。すなわち、線間誘起電圧（Vun,Vwn）が互いに一致してから、次に線間誘起電圧（Vun,Vwn）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,Vwn）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,Vwn）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、回転速度算出部（43）は、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（T）などを判定部（44）に出力してもかまわない。また、回転速度算出部（43）は、電動機（2）の電気角半周期の時間（T）を平均部（42）に出力する。
【００６０】
平均部（42）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間における所定の区間の線間誘起電圧（Vun,Vwn）の検出値の平均値である区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。平均部（42）は、回転速度算出部（43）から、電動機（2）の電気角半周期の時間（T）を取得する。平均部（42）は、図５に示すように、取得した電動機（2）の電気角半周期の時間（T）を複数の区間（本実施形態では、６つの区間）に分割する。平均部（42）は、デジタル信号に変換された線間誘起電圧（Vun,Vwn）に基づいて、当該各区間における線間誘起電圧（Vun,Vwn）の区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。こうして算出された区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）は、正転方向では３０〜２１０度の範囲において例えば図７に示すような値をとる。一方、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）は、逆転方向では３０（３９０）〜２１０度の範囲において例えば図８に示すような値をとる。なお、電動機（2）の電気角半周期の時間（T）を必ずしも６つに分割する必要はなく、５つ以下に分割してもよいし７つ以上に分割してもよい。
【００６１】
判定部（44）は、図６に示すように、区間平均理論値算出部（44a）と、偏差算出部（44b）と、回転方向判定部（44c）とを有していて、平均部（42）によって算出された線間誘起電圧（Vun,Vwn）の区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を用いて、電動機（2）の回転方向を求めるように構成されている。
【００６２】
区間平均理論値算出部（44a）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致したことを検出部（41）が検出した時点で、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、区間平均理論値算出部（44a）は、この回転速度に基づいて、平均部（42）によって算出された線間誘起電圧（Vun,Vwn）の区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）に対応する区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）を算出する。なお、区間平均理論値算出部（44）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）を算出するのではなく、各回転速度に対応する区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）のデータを予め記憶していてもよい。
【００６３】
偏差算出部（44b）は、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されている。正転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）は、３０〜２１０度の範囲において例えば図７に示すような値をとる。一方、逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）は、３０（３９０）〜２１０度の範囲において例えば図８に示すような値をとる。
【００６４】
回転方向判定部（44c）は、偏差算出部（44b）が求めた偏差に基づいて、電動機（2）の回転方向を判定するように構成されている。
【００６５】
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。
【００６６】
図３に示すように正転方向では、回転位置３０度（線間誘起電圧Vwnが線間誘起電圧Vunを超えるとき）の線間誘起電圧（Vun,Vwn）は比較的小さな値（例えば零）を採る。一方、回転位置２１０度（線間誘起電圧Vunが線間誘起電圧Vwnを超えるとき）の線間誘起電圧（Vun,Vwn）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３０度では、線間誘起電圧（Vun,Vwn）は比較的大きな値（図４ではΔV）を採る。一方、回転位置２１０度では、線間誘起電圧（Vun,Vwn）は比較的小さな値（例えば零）を採る。
【００６７】
このような特性により、回転位置３０度と２１０度での線間誘起電圧（Vun,Vwn）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３０度での線間誘起電圧（Vun,Vwn）が回転位置２１０度での線間誘起電圧（Vun,Vwn）より小さい場合は正転方向と判定でき、逆に、回転位置３０度での線間誘起電圧（Vun,Vwn）が回転位置２１０度での線間誘起電圧（Vun,Vwn）より大きい場合は逆転方向と判定できる。
【００６８】
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３０度、２１０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３０度での線間誘起電圧（Vun,Vwn）にノイズが加算され、回転位置２１０度での線間誘起電圧（Vun,Vwn）より大きくなると、誤って逆転方向と判定される。
【００６９】
そこで、本実施形態では、偏差算出部（44b）が、線間誘起電圧（Vun,Vwn）が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間の所定の区間における区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）とを比較し、それらの偏差を求める。本実施形態では、偏差算出部（44b）は、３０〜６０度、６０〜９０度、９０〜１２０度、１２０〜１５０度、１５０〜１８０度、および１８０〜２１０度の均等に分割した各区間において、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求める。
【００７０】
ここで、電動機（2）が正転方向に回転している場合、理想的には、各区間において区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）とが一致する。そのため、各区間における区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値の総和を偏差として求めると、その値は略零となる。また、電動機（2）が正転方向に回転している場合、各区間において区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との間に所定の差が生じる。図７および図８に示す例では、３０〜９０度および１５０〜２１０度の各区間において当該差が生じる。そのため、各区間における区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値の総和を偏差として求めると、その値は比較的大きな値をとる。
【００７１】
以上より、回転方向判定部（44c）は、正転方向および逆転方向のうち区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値の総和が小さいと判断される方（上述した例では、正転方向）を、電動機（2）の回転方向として判定することができる。電動機（2）が逆転方向に回転している場合にも、同様にしてその回転方向を判定することができる。
【００７２】
−実施形態１の効果−
本実施形態の回転方向検出装置（4）では、判定部（44）の回転方向判定部（44c）が、正転方向および逆転方向のうち区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差の絶対値の総和が小さいと判断される方を電動機（2）の回転方向として判定する。このように、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の瞬間的な検出値ではなく、所定の区間における検出値の平均値である区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を電動機（2）の回転方向の判定に用いるので、線間誘起電圧（Vun,Vwn）に重畳するノイズの影響が抑制され、ノイズが存在したとしても電動機（2）の回転方向を正確に判定することができる。また、正転方向および逆転方向のうち区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差が大きい方は当該差の絶対値の総和もより大きく、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差が小さい方は当該差の絶対値の総和もより小さくなる。このように正転方向および逆転方向の間で当該差の絶対値の総和の大小関係が明確なので、電動機（2）の回転方向をより確実に正しく判定することができる。また、第１および第２線間誘起電圧（Vun,Vwn）の例えば一周期分の値を全て記憶する必要がないので、大容量の記憶デバイスを不要とすることができる。
【００７３】
また、平均部（42）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの時間（T）を複数の時間に分割し、分割した区間のうち所定の区間において区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。したがって、分割した区間の数だけの区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を記憶するだけでよいので、大容量の記憶デバイスを不要とすることができる。また、分割した区間の各々において区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出するだけでよいので、必要となる演算量を少なくすることができる。
【００７４】
《発明の実施形態２》
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、平均部（42）の処理内容が異なる。以下、実施形態１と異なる部分について主に説明する。
【００７５】
図９に示すように、本実施形態では、回転速度算出部（43）から平均部（42）へ電動機（2）の電気角半周期の時間（T）の情報が出力されない。そして、平均部（42）は、電動機（2）の回転速度ないし電気角半周期の時間（T）の情報を用いずに、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。
【００７６】
本実施形態の回転方向検出部（4）の平均部（42）は、図１０に示す記憶部（50）を有している。記憶部（50）は、各々の線間誘起電圧（Vun,Vwn）に対して１つずつ（本実施形態では計２つ）設けられている。記憶部（50）は、検出部（41）の検出値を格納する所定数（本実施形態では４つ）の記憶領域（51a〜51d）を有している。第１〜第４記憶領域（51a〜51d）は、例えばＲＡＭ(Random-Access-Memory)で構成されている。なお、記憶部（50）は、平均部（42）とは別の構成要素として設けられていてもよい。また、記憶領域（51a〜51d）の数は４つに限られるものではなく、格納上限数を整数倍する構成であれば、当該整数の倍数（ただし、当該整数は除く）あればよい。例えば格納上限数を２倍する構成では４以上の偶数個（例えば４、６、８、１０）のいずれかでよく、例えば格納上限数を３倍する構成では６以上の３の倍数（例えば６、９、１２、１５）のいずれかであればよい。
【００７７】
平均部（42）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍（区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間の開始時）から、第１〜第４記憶領域（51a〜51d）の各々に予め定めた所定の格納上限数（この例では、１）まで検出部（41）の検出値である線間誘起電圧（Vun,Vwn）の値を順次加算する（演算周期１〜４に相当）。ここで、図１０中の数字を丸で囲んだ記号は、その数字の順における検出部（41）の検出値である線間誘起電圧（Vun,Vwn）を表している。例えば、１を丸で囲んだ記号は最初に検出した線間誘起電圧（Vun,Vwn）を、２を丸で囲んだ記号は２番目に検出した線間誘起電圧（Vun,Vwn）を、それぞれ表している。
【００７８】
平均部（42）は、第１〜第４記憶領域（51a〜51d）の全てに格納上限数だけ（演算周期１〜４では、１つずつ）検出値が加算された時点で、格納上限数を２倍する（演算周期５では、格納上限数を２にする）と共に格納した順に従って２倍後の格納上限数ずつ（演算周期５では、２つずつ）検出値を加算して当該検出値を第１および第２記憶領域（51a,51b）に和として纏め、加えて第３および第４記憶領域（51c,51d）に零を格納する。平均部（42）は、零を格納した第３および第４記憶領域（51c,51d）の各々に対して、２倍後の格納上限数（演算周期５〜８では、２つ）まで検出部（41）の検出値である線間誘起電圧（Vun,Vwn）の値を加算して格納してゆく。なお、図１０中において、各記憶領域（51a〜51d）内にＮ個の検出値が含まれているものは、当該Ｎ個の検出値の和を格納していることを意味する。例えば、演算周期５における第１および第２記憶領域（51a,51b）には２つの検出値の和が格納されている。なお、第１〜第４記憶領域（51a〜51d）の全てに格納上限数だけ検出値が加算された時点で、必ずしも格納上限数を２倍する必要はなく、格納上限数を２以上の整数倍させてもよい。
【００７９】
平均部（42）は、再び第１〜第４記憶領域（51a〜51d）の全てに格納上限数まで（演算周期５〜８では、２つずつ）検出値が加算された時点で、格納上限数を２倍する（演算周期９では、格納上限数を４にする）と共に格納した順に従って２倍後の格納上限数ずつ（演算周期９では、４つずつ）検出値を加算して当該検出値を第１および第２記憶領域（51a,51b）に和として纏め、加えて第３および第４記憶領域（51c,51d）に零を格納する。平均部（42）は、零を格納した第３および第４記憶領域（51c,51d）の各々に対して、２倍後の格納上限数（演算周期９〜１３では、４つ）だけ検出部（41）の検出値である線間誘起電圧（Vun,Vwn）の値を加算して格納してゆく。
【００８０】
以降、平均部（42）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が次に一致する時の近傍（区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求める期間の終了時）まで、上述した動作を繰り返し行っていく。
【００８１】
平均部（42）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が次に一致した時の近傍における第１〜第４記憶領域（51a〜51d）の格納値に基づいて、所定の区間における区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。例えば、演算周期８における格納値に基づいて区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する場合には、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間を４つの区間に分けて各区間における区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。
【００８２】
この場合、平均部（42）が各記憶領域（51a〜51d）に格納されている検出値の数である２で各記憶領域（51a〜51d）の格納値を除することで区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求めて、判定部（44）の偏差算出部（44b）が当該区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されていてもよい。また、その代わりに、偏差算出部（44b）は、正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）に２を乗じたものと各記憶領域（51a〜51d）の格納値との偏差を求めるように構成されていてもよく、その場合でも実質的に区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めることができる。
【００８３】
また、例えば演算周期１２における格納値に基づいて区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する場合には、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間を３つの区間に分けて各区間における区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出する。
【００８４】
この場合、平均部（42）が各記憶領域（51a〜51c）に格納されている検出値の数である４で各記憶領域（51a〜51c）の格納値を除することで区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を求めて、判定部（44）の偏差算出部（44b）が当該区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されていてもよい。また、その代わりに、偏差算出部（44b）は、正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）に４を乗じたものと各記憶領域（51a〜51c）の格納値との偏差を求めるように構成されていてもよく、その場合でも実質的に区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めることができる。
【００８５】
電動機（2）の回転方向の判定方法については、前記実施形態１のものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００８６】
−実施形態２の効果−
本実施形態の回転方向検出装置（4）では、電動機（2）の回転速度に関する情報を用いることなく区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）を算出することができる。したがって、電動機（2）の回転速度を求める処理を行うための遅延時間が生じない。また、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の値を加算して和として纏めながら処理を行うため、線間誘起電圧（Vun,Vwn）の例えば一周期分の値を全て記憶する必要がなく、大容量の記憶デバイスを不要とすることができる。
【００８７】
《その他の実施形態》
前記各実施形態では、偏差算出部（44b）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間に関して、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されている。しかし、偏差算出部（44b）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時から次に一致する時までの期間に関して、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されていてもよい。
【００８８】
前記各実施形態では、偏差算出部（44b）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの間の全区間にわたって区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されている。しかし、偏差算出部（44b）は、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間のうち初期および末期の少なくとも一方のみについて区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されていてもよい。例えば、偏差算出部（44b）は、図７および図８に示す例において、３０〜６０度および１８０〜２１０度の区間のうち少なくとも一方について区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と正転方向および逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるように構成されていてもよい。これらの区間では、正転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）と逆転方向での区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との差が大きく、そのような区間に限定して区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）と区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）との偏差を求めるようにすることで、電動機（2）の回転方向を正しく判定しつつ演算量をより少なくすることが可能となる。
【００８９】
また、前記各実施形態では、二つの線間誘起電圧（Vun,Vwn）の両方を電動機（2）の回転方向の判定に用いているが、二つの線間誘起電圧（Vun,Vwn）のうちいずれか一方を電動機（2）の回転方向の判定に用いるようにしてもよい。
【００９０】
また、判定部（44）は、電動機（2）の回転方向の判定に用いる線間誘起電圧（Vun,Vwn）について、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間における検出値の平均値である期間平均算出値を算出し、当該期間平均算出値を区間平均算出値（Vun_mean1,Vwm_mean1）から引いたものを新たな区間平均算出値（Vun_mean1’,Vwm_mean1’）として使用するように構成されていてもよい。同時に、判定部（44）は、区間平均算出値（Vun_mean1,Vwn_mean1）を算出した線間誘起電圧（Vun,Vwn）について、線間誘起電圧（Vun,Vwn）同士が互いに一致した時の近傍から次に一致する時の近傍までの期間における線間誘起電圧（Vun.Vwn）の理論値の平均値を区間平均理論値（Vun_mean2,Vwn_mean2）から引いたものを新たな区間平均理論値（Vun_mean2’,Vwn_mean2’）として使用するように構成されていてもよい。これらにより、線間誘起電圧（Vun,Vwn）に直流成分のオフセットが重畳している場合であっても、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。
【００９１】
また、前記各実施形態では、二つの線間誘起電圧として、線間誘起電圧（Vun,Vwn）を用いるものとしたが、線間誘起電圧（Vun,Vvn）を用いてもよいし、線間誘起電圧（Vvn,Vwn）を用いてもよい。
【００９２】
また、前記各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。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
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、大容量の記憶デバイスを必要としない構成によって検出するのに有用である。
【符号の説明】
【００９４】
2  電動機
4  回転方向検出装置
21  電機子
21u  巻線
21v  巻線
21w  巻線
22  界磁
41  検出部
42  平均部
43  回転速度算出部
44  判定部
44a  区間平均理論値算出部
44b  偏差算出部
44c  回転方向判定部
50  記憶部
51a  第１記憶領域（記憶領域）
51b  第２記憶領域（記憶領域）
51c  第３記憶領域（記憶領域）
51d  第４記憶領域（記憶領域）
Vu  相電位
Vun  線間誘起電圧（第１線間誘起電圧）
Vun_mean1  区間平均算出値
Vun_mean2  区間平均理論値
Vv  相電位
Vw  相電位
Vwn  線間誘起電圧（第２線間誘起電圧）
Vwn_mean1  区間平均算出値
Vwn_mean2  区間平均理論値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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