(57)【要約】【課題】耐久性および検出分解能に優れた回転速度検出装置を提供する。【解決手段】この回転速度検出装置は、検出対象に一体回転可能に結合され、回転方向に関して異なる位置に少なくとも２つの突部を有するロータ１１と、このロータ１１を取り囲むように配置されたステータ１２とを含む。この回転速度検出装置は、さらに、電圧ベクトルが所定の回転速度で回転するようにステータ１２に回転探査電圧を印加する回転探査電圧印加手段と、ステータ１２に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段によって検出された電流に基づいて、検出対象の回転速度を求める回転速度演算手段とを含む。【選択図】図２
2009097971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象に一体回転可能に結合され、回転方向に関して異なる位置に少なくとも２つの突部を有するロータと、
このロータを取り囲むように配置されたステータと、
電圧ベクトルが所定の回転速度で回転するように前記ステータに回転探査電圧を印加する回転探査電圧印加手段と、
前記ステータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段によって検出された電流に基づいて、検出対象の回転速度を求める回転速度演算手段とを含む、回転速度検出装置。
【請求項２】
前記回転速度演算手段は、
電流ベクトルの位相が所定値となる基準点から前記電流検出手段によって検出される電流がピーク値をとるまでの経過時間を計測する経過時間計測手段を含み、
この経過時間計測手段によって求められる経過時間と前記電圧ベクトルの回転速度とに基づいて前記ロータの回転速度を求めるものである、請求項１記載の回転速度検出装置。
【請求項３】
前記回転速度演算手段は、
前記電流検出手段によって検出される電流がピーク値をとる時間間隔を計測する時間間隔計測手段を含み、
この時間間隔計測手段によって計測される時間間隔と前記電圧ベクトルの回転速度とに基づいて前記ロータの回転速度を求めるものである、請求項１記載の回転速度検出装置。
【請求項４】
前記回転速度演算手段は、
前記電流検出手段の出力信号を周波数分析して電流周波数を求める周波数分析手段を含み、
この周波数分析手段によって求められる電流周波数と前記電圧ベクトルの回転速度とに基づいて前記ロータの回転速度を求めるものである、請求項１記載の回転速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータなどの回転速度を検出するための回転速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導電動機のベクトル制御には、ステータ電流の角周波数とロータの回転速度（角周波数）との差の情報が必要である。そのため、ベクトル制御を行う誘導電動機には、そのロータの回転速度を検出するための回転速度センサが取り付けられている。
回転速度センサの一つの例は、タコジェネレータである。タコジェネレータは、直流機を発電機として用いたもので、回転速度に比例する電圧を生成するものである。
【０００３】
回転速度センサの他の例は、ロータリエンコーダである。ロータリエンコーダは、検出対象とともに回転するスリット円板と、このスリット円板を挟んで配置された光源および検出器の対とを備えている。スリット円板には、外周部に等間隔で複数のスリットが形成されている。光源と検出器との間の光路は、スリットに対応する位置に設定されている。スリット円板の回転に伴い、光源からの光はスリットを通過する状態と、スリット円板で遮光される状態とで切り換わる。検出器からは、光が入射するたびに検出パルスが出力される。そこで、この検出パルスの時間間隔が測定され、隣接スリット間の回転角を当該時間間隔で除することによって、回転角速度が演算される。
【特許文献１】特開平５−１７２５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タコジェネレータは、直流機を用いて構成されるため、整流子とブラシとが摩擦する構成である。そのため、耐久性に課題がある。
ロータリエンコーダでは、回転角速度の演算には２パルスの入力が必要である。そのため、検出分解能がスリット間隔によって制限される課題がある。
そこで、この発明の目的は、耐久性および検出分解能に優れた回転速度検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、検出対象に一体回転可能に結合され、回転方向に関して異なる位置に少なくとも２つの突部を有するロータ（１１）と、このロータを取り囲むように配置されたステータ（１２）と、電圧ベクトルが所定の回転速度で回転するように前記ステータに回転探査電圧を印加する回転探査電圧印加手段（２５）と、前記ステータに流れる電流を検出する電流検出手段（２０Ｕ，２０Ｖ，２７）と、この電流検出手段によって検出された電流に基づいて、検出対象の回転速度を求める回転速度演算手段（２９，３０，３１；３５，３６）とを含む、回転速度検出装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００６】
ロータの突部とは、ロータの回転に伴って、ステータ（とくにステータ歯）とのギャップが極小となる部分をいう。たとえば、軸直角断面が楕円形のロータは、その楕円形の長軸方向両端に２つの突部を有する。
ステータに回転探査電圧を印加して一定の大きさで定速回転する電圧ベクトルを形成すると、ロータの突極性のために、ステータに流れる電流が変動する。より具体的には、ロータの回転軸上に原点をとり、その回転軸に垂直な座標平面を想定すると、電流ベクトルの終点は、その座標平面上に楕円軌道を形成する。
【０００７】
ロータが静止しているとき、電流ベクトルの終点は一定の楕円軌道を形成する。したがって、ステータに流れる電流は、電圧ベクトルの回転速度に対応した周期で変動する。ロータが回転しているとき、電流ベクトルの終点が描く楕円軌道は、その長軸方向が座標原点まわりに回転することになる。それに応じて、ステータに流れる電流は、電圧ベクトルの回転による周期変動に加えて、ロータ回転による影響を受ける。より具体的には、電圧ベクトルの回転速度およびロータの回転速度に応じた周期で変動することになる。
【０００８】
そこで、この発明では、ステータに回転探査電圧を印加する一方で、ステータに流れる電流を検出し、この電流に基づいて検出対象の回転速度を求めるようにしている。
これにより、ブラシ等の接触部を要することなく回転速度の検出が可能であるので、耐久性の高い回転速度検出装置を実現できる。また、必要な検出分解能に応じて、電圧ベクトルの回転速度および電流検出手段の出力のサンプリング周期を調整することができる。したがって、電気的な処理によって必要な検出分解能を達成でき、構造的な制限から検出分解能が制約を受けるという問題がない。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記回転速度演算手段は、電流ベクトルの位相が所定値となる基準点から前記電流検出手段によって検出される電流がピーク値をとるまでの経過時間を計測する経過時間計測手段（３１）を含み、この経過時間計測手段によって求められる経過時間と前記電圧ベクトルの回転速度とに基づいて前記ロータの回転速度を求めるものである、請求項１記載の回転速度検出装置である。
【００１０】
電流ベクトルが所定の位相となる基準点（時間軸上の基準点）からステータの電流がピーク値をとるまでの経過時間は、ロータの回転位置に対応する。そこで、この経過時間の変動を監視することにより、ロータの回転速度を求めることができる。前記経過時間は電圧ベクトルの回転速度に依存するので、その「変動」も電圧ベクトルの回転速度に依存する。そこで、電圧ベクトルの回転速度と前記経過時間の変動とを用いることで、ロータの回転速度を求めることができる。ロータは検出対象と一体回転するので、ロータの回転速度は検出対象の回転速度に他ならない。
【００１１】
前記経過時間計測手段は、具体的には、電流ベクトルが所定の位相となる基準点から、ロータの特定の突部に対応する電流ピークまでの経過時間を計測するものであることが好ましい。電流のピークは、ロータが電気角で１回転（３６０度）回転する間に２回現れる。その２回の電流ピークのうちの一つがロータの特定の突部に対応する。そこで、基準点から特定の突部に対応する電流ピークまでの経過時間を計測すると、この経過時間は、ロータの回転位置（電気角）に相当する。
【００１２】
たとえば、ロータが４個の突部を有する場合には、ロータが物理的に一回転すると、電気角では２回転（７２０度）回転することになり、電流ピークは４回現れる。この場合には、電気角の１回転毎に特定の電流ピークまでの経過時間を計測してもよいし、ロータが物理的に１回転（電気角で７２０度）回転する毎に特定の電流ピークまでの経過時間を計測してもよい。ロータの突部の数（２Ｎ個：Ｎ＝１，２，３，……）がさらに多い場合も同様である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記回転速度演算手段は、前記電流検出手段によって検出される電流がピーク値をとる時間間隔を計測する時間間隔計測手段（３１）を含み、この時間間隔計測手段によって計測される時間間隔と前記電圧ベクトルの回転速度とに基づいて前記ロータの回転速度を求めるものである、請求項１記載の回転速度検出装置である。
電流ベクトルの終点が形成する楕円軌道は、ロータの回転に伴って回転する。したがって、ステータ電流のピーク間の時間間隔は、ロータの回転速度に対応する。そこで、この時間間隔に基づいて、ロータの回転速度を求めることができる。電流ピーク間の時間間隔は、回転探査電圧が形成する電圧ベクトルの回転速度に依存するので、この電圧ベクトルの回転速度と電流ピーク間の時間間隔とを用いることで、ロータの回転速度を求めることができる。
【００１４】
前述のとおり、電流のピークは、ロータが電気角で１回転（３６０度）回転する間に２回現れる。その２回の電流ピークのうちの一つがロータの特定の突部に対応する。そこで、前記時間間隔計測手段は、ロータの特定の突部に対応する電流ピーク間の時間間隔を計測するものであることが好ましい。
前述のとおり、ロータが４個の突部を有する場合には、ロータが物理的に一回転すると、電気角では２回転（７２０度）回転することになり、電流ピークは４回現れる。この場合には、電気角の１回転中の特定の電流ピークを検出し、その電流ピーク間の時間間隔を計測してもよいし、ロータが物理的に１回転（電気角で７２０度）回転する毎の特定の電流ピークを検出し、その電流ピーク間の時間間隔を計測してもよい。ロータの突部の数（２Ｎ個：Ｎ＝１，２，３，……）がさらに多い場合も同様である。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記回転速度演算手段は、前記電流検出手段の出力信号を周波数分析して電流周波数を求める周波数分析手段（３５）を含み、この周波数分析手段によって求められる電流周波数と前記電圧ベクトルの回転速度とに基づいて前記ロータの回転速度を求めるものである、請求項１記載の回転速度検出装置である。
前述のとおり、ステータ電流の周期はロータ回転速度に依存する。そこで、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの周波数分析によってステータ電流の周波数を求めることにより、ロータの回転速度を求めることができる。ステータ電流の周波数は、回転探査電圧が形成する電圧ベクトルの回転速度にも依存するので、この電圧ベクトルの回転速度とステータ電流の周波数とを用いることで、ロータの回転速度を推定できる。
【００１６】
より具体的には、ロータが２つの突部を有するロータである場合には、ステータ電流のピークは、電圧ベクトルの１回転あたり２度生じる。そこで、電圧ベクトルの回転速度に相当する周波数（電圧周波数）の２倍から電流周波数を減じ、その結果を、「２」で除算することによって、ロータの回転速度を得ることができる。一般に、ロータが２Ｎ個の突部を持つときには、（２Ｎ×電圧周波数−電流周波数）／２Ｎによってロータ回転速度が求まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る回転速度検出装置の構成を説明するためのブロック図である。この回転速度検出装置は、装置本体（センサ本体）１と、信号処理部２とを備えている。
装置本体１は、図２に詳細を示すように、ロータ１１と、このロータ１１を取り囲むように配置されたステータ１２とを備えている。
【００１８】
この実施形態では、ロータ１１は、２つの突部１１ａ，１１ｂを有するロータである。ロータ１１は、軟磁性体からなり、回転軸１３まわりに回転可能に支持されている。このロータ１１は、回転軸１３を介して回転速度の検出対象に結合され、この検出対象とともに回転軸１３まわりに一体回転するものである。ロータ１１は、この実施形態では、回転軸１３に直角な断面が楕円形をなす形状に形成されている。この楕円形の長軸方向両端部が突部１１ａ，１１ｂである。すなわち、突部１１ａ，１１ｂは、ステータ１２とのギャップが極小になる部分である。
【００１９】
ステータ１２は、ロータ１１をその回転方向に沿って取り囲むように配置されている。より具体的には、ステータ１２は、回転軸１３を中心とする回転対称形を有するステータ保持リング１５と、このステータ保持リング１５から回転軸１３に向かって内方に突出した３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）のステータ歯１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗと、ステータ歯１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗにそれぞれ巻回された３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）のステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗとを有している。ステータ歯１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗは、ステータ保持リング１５の内周部に等間隔で形成されており、それらの間に３つのスロット１７を区画している。これらのスロット１７に、３相のステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗがそれぞれ収容されている。ステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗは、この実施形態では、Ｙ字結線されている。ステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗは、それぞれ、装置本体１外に引き出されて、信号処理部２に接続されている。
【００２０】
信号処理部２は、電流センサ２０Ｕ，２０Ｖと、マイクロコンピュータ２１と、インバータ回路２２とを備えている。３相のステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗは、インバータ回路２２に接続されている。インバータ回路２２は、電源（図示せず）に接続され、マイクロコンピュータ２１による制御に応じて、当該電源からの電力をステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗに供給するようになっている。３相のステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗのうちの２相のステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖに、電流センサ２０Ｕ，２０Ｖがそれぞれ配置されており、これらによって、Ｕ相およびＶ相の電流が検出されるようになっている。電流センサ２０Ｕ，２０Ｖの出力信号は、マイクロコンピュータ２１のＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換ポート２３Ｕ，２３Ｖにそれぞれ与えられるようになっている。
【００２１】
マイクロコンピュータ２１は、プログラム処理（ソフトウェア処理）によって実現される複数の機能処理部を備えている。より具体的には、マイクロコンピュータ２１は、回転探査電圧印加手段としてのセンシング信号生成部２５と、２相／３相座標変換部２６と、Ｗ相電流演算部２７と、３相／２相座標変換部２８と、電流値演算部２９と、電流ピークタイミング抽出部３０と、回転速度演算部３１とを備えている。
【００２２】
センシング信号生成部２５は、検出対象の回転速度に比較して充分に高い周波数（たとえば、４００Hz）の高周波正弦電圧をステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗに印加するための電圧指令値を生成する。より具体的には、Ｖ−Ｗ相通電、Ｗ−Ｕ相通電およびＵ−Ｖ相通電を順次繰り返させることにより、ロータ１１の回転軸１３まわりで空間的に回転する高周波電圧ベクトルを印加するための電圧指令値が生成される。この高周波電圧ベクトルは、αβ座標の原点まわりに定速回転する一定の大きさの電圧ベクトル（回転定電圧ベクトル）である（図３参照）。αβ座標とは、図３に示すように、ロータ１１の回転軸１３を原点とし、回転軸１３に直交する平面に定義される２次元座標であり、ロータ１１の回転によらずに静止している２相固定座標である。α軸方向は、３相固定座標であるＵＶＷ座標のＵ軸方向（Ｕ相ステータ歯１６Ｕの方向）に一致している。
【００２３】
この実施形態では、センシング信号生成部２５は、αβ座標での２相電圧指令値Ｖαβ（α軸電圧指令値Ｖαおよびβ軸電圧指令値Ｖβ）を生成する。この２相電圧指令値Ｖαβが、２相／３相座標変換部２６によって、ＵＶＷ相の３相電圧指令値ＶUVW（Ｕ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶVおよびＷ相電圧指令値ＶW）に変換される。この３相電圧指令値ＶUVWに応じてインバータ回路２２が駆動されることにより、ステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗに高周波正弦電圧が印加される。その結果、空間的に回転する大きさ一定の高周波電圧ベクトルが、αβ座標軸原点（ロータ１１の回転軸１３）まわりで定速回転することになる。
【００２４】
Ｗ相電流演算部２７は、電流センサ２０Ｕ，２０Ｖによって検出されるＵ相検出電流ｉUおよびＶ相検出電流ｉVに基づいて、Ｗ相検出電流ｉW（＝０−ｉU−ｉV）を演算する。以下、Ｕ相検出電流ｉU、Ｖ相検出電流ｉVおよびＷ相検出電流ｉWを、「３相検出電流ｉUVW」と総称する。
３相／２相座標変換部２８は、電流センサ２０Ｕ，２０ＶおよびＷ相電流演算部２７から与えられる３相検出電流ｉUVWをαβ座標へと座標変換することにより、２相検出電流ｉαβ（α軸検出電流ｉαおよびβ軸検出電流ｉβ）に変換する。
【００２５】
電流値演算部２９は、３相／２相座標変換部２８から与えられる２相検出電流ｉαβに基づいて、電流の大きさｉを演算する。具体的には、次式(1)に従って、電流の大きさｉが演算される。
ｉ＝｛ｉα2＋ｉβ2｝1/2    …  (1)
電流ピークタイミング抽出部３０は、電流値演算部２９によって求められた電流の大きさｉがピーク値（極大値）をとるタイミング（ピーク値タイミング）を検出する。より具体的には、電流ピークタイミング抽出部３０は、高周波電圧ベクトルの一周期内において、ピークホールド処理を行い、電流の大きさｉがピーク値をとるピーク値タイミングを演算する。このピーク値タイミングは、ロータ１１の位相（回転角）に対応する。電流ピークタイミング抽出部３０による処理の詳細は、後述する。
【００２６】
回転速度演算部３１は、電流ピークタイミング抽出部３０によって求められたピーク値タイミングに基づいて、ロータ１１の回転速度（回転角速度）ωを演算する。すなわち、高周波電圧ベクトルの前回の一周期中に求められたピーク値タイミングと、高周波電圧ベクトルの今回の一周期中に求められたピーク値タイミングとの時間差に基づいて、ロータ１１の回転速度ωが演算される。ロータ１１は、検出対象と一体的に回転するので、回転速度演算部３１によって求められる回転速度ωは、検出対象の回転速度に他ならない。この回転速度演算部３１によって求められた回転速度ωが検出結果として出力される。
【００２７】
図４は、センシング信号生成部２５によって生成されてステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗに印加される回転探査電圧に対する電流ベクトルの応答を説明するための図である。回転探査電圧の印加により形成される高周波電圧ベクトルは、図３に示されているように、一定の大きさを有し、αβ座標の原点（回転軸１３）まわりに定速で回転する。このとき、ロータ１１が２つの突部１１ａ，１１ｂを有するので、それに応じて電流ベクトルの大きさが変化する。より具体的には、ロータ１１の２つの突部１１ａ，１１ｂに対応する位置で電流ベクトルの大きさ、すなわち電流の大きさｉが極小値をとり、２つの突部１１ａ，１１ｂと直交する位置で電流の大きさｉが極大値をとる。その結果、電流ベクトルの終点は、αβ座標の原点のまわりに楕円形の軌跡４０を形成することになる。その楕円形の軌跡４０は、ロータ１１の２つの突部位置に対して電気角で直交する方向に長軸方向を有する。
【００２８】
図５は、電流波形の一例を示す波形図である。すなわち、電流の大きさｉの時間変化の一例が示されている。高周波電圧ベクトルの一周期内において、電流ベクトルの終点が形成する楕円形の長軸方向両端位置に対応した２つのピーク値（極大値）が現れる。電流ピークタイミング抽出部３０は、この実施形態では、電流ベクトルの位相が０度（α軸方向）の状態をとる時間軸上の基準点から、電流の大きさｉが２つのピーク値のうちの特定の一方（すなわち、ロータ１１の２つの突部位置の特定の一方に対応するピーク値）をとるまでの時間を計測する。具体的には、図４に示す時間Ｔを計測する。この時間Ｔは、ロータ１１の回転位置（位相）に対応し、ロータ１１の回転によって変化することになる。ロータ１１が回転していないときには、時間Ｔは、ロータ１１の位相に対応した一定値となる。
【００２９】
図６は、回転速度演算部３１による回転角速度演算の原理を説明するための図である。回転速度演算部３１は、今周期ｎ（ｎ＝１，２，３，４……）における時間Ｔ(n)（図５を併せて参照）と前周期ｎ−１における時間Ｔ(n-1)（図５を併せて参照）との差ΔＴ＝Ｔ(n)−Ｔ(n-1)を求める。この時間差ΔＴを、高周波電圧ベクトルの周期（周波数の逆数）で除することによって、ロータ１１の回転速度（回転角速度）ωが求まる。回転速度演算部３１は、時間差ΔＴを回転速度ωに対応するデータとして出力してもよいし、前述のようにして計算された回転速度ωを表すデータを出力してもよい。
【００３０】
以上のようにこの実施形態によれば、２つの突部１１ａ，１１ｂを有するロータ１１の周囲に配置されたステータ１２に対して回転探査電圧（高周波回転電圧）を印加し、このときのステータ巻線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗからの電流応答を検出することによって、ロータ１１の回転速度ωが求められる。したがって、ブラシ等の接触部が備えられていないので、高い耐久性を有する回転速度検出装置を提供できる。しかも、回転探査電圧の周波数を高くすれば、ロータ１１の回転角検出の時間間隔が短くなるから、回転速度検出の時間分解能に対する構造的な制限がなく、電気的な処理（ソフトウェア処理）を変更することによって、容易に必要な時間分解能を得ることができる。また、回転角の検出の位置分解能は、Ａ／Ｄ変換ポート２３Ｕ，２３Ｖにおけるサンプリング周期を短くすることによって増加することができるので、やはり、構造的な制限がなく、電気的な処理によって必要な位置分解能を達成できる。
【００３１】
図７は、この発明の他の実施形態に係る回転速度検出装置における回転速度演算の原理を説明するための図である。この実施形態の説明では、前述の図１〜図５を再び参照する。
この実施形態では、電流ピークタイミング抽出部３０は、ロータ１１の２つの突部１１ａ，１１ｂのうちの特定の一方に対応する電流ピーク（電流の大きさｉのピーク）を検出すると、その検出時刻ｔを出力する。この検出時刻ｔは、電流ベクトルの一周期内に定めた基準点から計測した時間ではなく、任意の基準時刻からの計測時間である。この計測時間は、電流ベクトルの周期毎にリセットされることなく複数の周期に渡って継続して計測される時間であり、たとえば、当該回転速度検出装置の動作中において継続して計測される時間であってもよい。
【００３２】
回転速度演算部３１は、今周期ｎにおける時刻ｔ(n)と前周期ｎ−１における時刻ｔ(n-1)（図５を併せて参照）との差Δｔ＝ｔ(n)−ｔ(n-1)を求める。この時刻差Δｔを、高周波電圧ベクトルの周期（周波数の逆数）で除することによって、ロータ１１の回転速度ωが求まる。回転速度演算部３１は、時刻差Δｔを回転速度ωに対応するデータとして出力してもよいし、前述のようにして計算された回転速度ωを表すデータを出力してもよい。
【００３３】
図８は、この発明のさらに他の実施形態に係る回転速度検出装置の構成を説明するためのブロック図である。この図８において、図１に示された各部に対応する部分を同一参照符号で示し、説明を省略する。
この実施形態では、マイクロコンピュータ２１が実行する機能処理部として、周波数分析部３５と、この周波数分析部３５の出力に基づいてロータ１１の回転速度（回転角速度）ωを求める回転速度演算部３６とが備えられている。
【００３４】
周波数分析部３５は、電流値演算部２９が生成する電流の大きさｉの信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって周波数分析し、電流の大きさｉの周波数Ｆiを生成する。前述のとおり、電流の大きさｉは、高周波回転ベクトルの一周期内に２つの極大値を有する。そこで、回転速度演算部３６は、高周波電圧ベクトルの周波数ＦVをさらに用いて、次式(2)に従って、ロータ１１の回転速度（回転角速度）ωを求める。
【００３５】
ω＝２π・（２ＦV−Ｆi）／２    ……(2)
むろん、次式(3)に従って、回転周波数ｆの形式でロータ１１の回転速度を求めてもよい。
ｆ＝ω／２π＝（２ＦV−Ｆi）／２    ……(3)
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
【００３６】
たとえば、前述の実施形態では、２つの突部を有するロータ１１の周囲に３つのステータ歯１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを有するステータ１２を配置した構成の装置本体１を用いた例を説明したが、装置本体１は、図９や図１０に示す構成とすることもできる。図９の構成では、回転方向に関して９０度ずつの角度間隔で４つの突部を有するロータ１１の周囲に、６つのステータ歯１６Ｕ1，１６Ｖ1，１６Ｗ1，１６Ｕ2，１６Ｖ2，１６Ｗ2を有するステータ１２が配置されている。さらに、図１０の構成では、回転方向に関して６０度ずつの角度間隔で６つの突部を有するロータ１１の周囲に、９個のステータ歯１６Ｕ1，１６Ｖ1，１６Ｗ1，１６Ｕ2，１６Ｖ2，１６Ｗ2，１６Ｕ3，１６Ｖ3，１６Ｗ3を有するステータ１２が配置されている。これらの構成を採用すれば、ロータ１１の回転位置をより高分解能で検出することができるので、それに応じて回転速度の検出分解能および検出精度を高めることができる。
【００３７】
また、前述の第１および第２の実施形態では、電流の大きさｉの２つのピーク値のうちの特定の一方のタイミングを抽出して回転速度ωを求めているが、両方のピーク値のタイミングを抽出することとすれば、回転速度検出の時間分解能をさらに向上できる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態に係る回転速度検出装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】前記回転速度検出装置の装置本体の構成を示す図解図である。
【図３】αβ座標および高周波回転ベクトルを示す図である。
【図４】回転探査電圧に対する電流ベクトルの応答を説明するための図である。
【図５】電流波形の一例を示す波形図である。
【図６】回転角速度演算の原理を説明するための図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る回転速度検出装置における回転速度演算の原理を説明するための図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態に係る回転速度検出装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図９】ロータおよびステータの他の構成例を示す図解図である。
【図１０】ロータおよびステータのさらに他の構成例を示す図解図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…装置本体、２…信号処理部、１１…ロータ、１１ａ，１１ｂ…突部、１２…ステータ、１３…回転軸、１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗ…ステータ巻線、２０Ｕ，２０Ｖ…電流センサ、２１…マイクロコンピュータ
【図１】
2009097971.tif 000003
【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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