Устройство для детектирования углового положения и воздушный кондиционер

Устройство для детектирования углового положения и воздушный кондиционер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству детектирования углового положения и воздушному кондиционеру и, в частности, относится к устройству управления электродвигателем, которое управляет электродвигателем, содержащим постоянный магнит.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В Патентном документе 1 описывается инвертор, который приводит в действие синхронный электродвигатель с постоянным магнитом, при этом угловое положение электродвигателя определяется на основе действующего напряжения электродвигателя. В Патентном документе 1 детектируются фазные напряжения, и на основе этих фазных напряжений вычисляется линейное напряжение. Затем путем детектирования точки перехода через нуль этих линейных напряжений определяется угловое положение электродвигателя относительно положения, соответствующего точке перехода через нуль.

Кроме того, в качестве методов, относящихся к настоящему изобретению, приведены Патентные документы 2 и 3.

ДОКУМЕНТЫ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный документ 1: Опубликованная заявка на патент Японии № 2010-233390

Патентный документ 2: Опубликованная заявка на патент Японии № 2011-19348

Патентный документ 3: Патент Японии № 2609840

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С целью детектирования углового положения рассматривается применение линейного напряжения с использованием в качестве опорной минимальной фазы фазного напряжения вместо линейного напряжения. Затем - путем применения метода из Патентного документа 1 - угловое положение определяется на основе пересечений между линейными напряжениями с использованием минимальной фазы в качестве опорной и заданной величиной, определяемой заранее.

Однако линейное напряжение с использованием такой минимальной фазы в качестве опорной может создавать смещение из-за влияния напряжения постоянного тока (DC), которое вводится в инвертор, или плавающей емкости и т.п. В настоящей заявке, несмотря на то, что причины возникновения смещения не упомянуты, ниже подробно описывается один его пример.

Фиг. 25 представляет собой эквивалентную электрическую схему для описания причины возникновения смещения. На Фиг. 25 изображен конденсатор С между линией L1 DC и линией L2 DC. Конденсатор С заряжается напряжением DC, имеющим потенциал на стороне линии L1 DC в качестве высокого потенциала. Это напряжение DC вводится в инвертор 10 напряжения.

Далее рассмотрим случай, в котором все переключающие элементы инвертора 10 являются непроводящими. При этом эквивалентная схема инвертора 10 выражена в виде диодного моста, образованного диодами, которые, соответственно, встречно-параллельно соединены с переключающими элементами. На Фиг. 25 конфигурации двухфазных компонентов инвертора 10 эквивалентно изображены парой диодов Du11 и Du12 и парой диодов Dv11 и Dv12.

Электродвигатель 20, предусмотренный на выходной стороне инвертора 10, подключен к выходной стороне Pu1 между парой диодов Du11 и Du12 и к выходной стороне Pv1 между парой диодов Dv11 и Dv12 и изображен в виде эквивалентного источника питания DC. В этом случае, поскольку рассматривается состояние, в котором в электродвигателе 20 возникло индуцированное напряжение, индуцированное напряжение воспринимается как эквивалентный источник питания DC.

Индуцированное напряжение определяется детектором 30 напряжения. Детектор 30 напряжения эквивалентно изображен в виде пары резисторов 301 и 302. Резисторы 301 и 302, например, соединены последовательно между выходной стороной Pu1 и линией L2 DC. Детектор 30 напряжения выдает, например, напряжение обеих сторон резистора 302 в качестве детектируемых значений.

При этом, несмотря на то, что все переключающие элементы инвертора 10 являются непроводящими, в действительности в этих переключающих элементах (или диодах, которые встречно параллельно соединены с переключающими элементами) протекает незначительный ток i1 (см. символ стрелки в пунктирной линии на Фиг. 25). Этот ток i1 также протекает в детекторе 30 напряжения.

С другой стороны, на стороне электродвигателя 20 в тех случаях, когда возникает индуцированное напряжение, ток i2 протекает от выходной стороны Pu1 к линии L2 DC через детектор 30 напряжения (см. символ стрелки в штрихпунктирной линии на Фиг. 25).

В связи с этим, напряжение, детектируемое детектором 30 напряжения, включает в себя не только падение напряжения, создаваемое в резисторе 302 током i2, но и падение напряжения, создаваемое в резисторе 302 током i1. Падение напряжения, создаваемое током i1, соответствует смещению. Такое смещение варьируется в соответствии с изменением напряжения DC, поступающего на инвертор 10.

На Фиг. 25, несмотря на то, что приведено описание двух фаз, оно также аналогично трем фазам. То есть в индуцированном напряжении с использованием минимальной фазы в качестве опорной возникает смещение.

В противовес возникновению смещения в детектируемых значениях, как описано выше, заданная величина, образующая пересечения с детектируемыми значениями, представляет собой величину, детектируемую заранее, при этом смещение не возникает. Следовательно, эти пересечения отклоняются в соответствии со смещением, создаваемым в детектируемом значении. Поэтому точность детектирования углового положения становится низкой.

Таким образом, в настоящем изобретении предлагается устройство для углового положения, которое может детектировать угловое положение с высокой точностью даже в тех случаях, когда смещение возникло при детектировании линейного напряжения с использованием минимальной фазы в качестве опорной.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Первый аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя (2) в соответствии с настоящим изобретением, причем электродвигатель имеет индуктор (22), содержащий постоянный магнит, и якорь (21), содержащий катушки (21u, 21v, 21w) индуктивности трех или более фаз, причем указанный индуктор и указанный якорь вращаются относительно друг друга, включающего в себя: детектор (431), который определяет, равны ли первое линейное индуцированное напряжение (Vun) и второе линейное индуцированное напряжение (Vvn) друг другу, причем первое линейное индуцированное напряжение (Vun) представляет собой разность потенциалов первого фазового потенциала из фазовых потенциалов, которые выдает якорь в результате индуцированной электродвижущей силы, относительно опорного потенциала, а второе линейное индуцированное напряжение (Vvn) представляет собой разность потенциалов второго фазового потенциала из фазовых потенциалов, отличных от первого фазового потенциала, относительно опорного потенциала, причем опорный потенциал представляет собой любую из минимальной фазы и максимальной фазы; и блок (432) установки углового положения, который устанавливает расчетную величину углового положения электродвигателя равной заданному значению в момент времени, когда первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение равны друг другу.

Второй аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с первым аспектом. Множество линий (Pu, Pv, Pw) АС соединено с катушками (21u, 21v, 21w) индуктивности соответственно, линии АС соединены с инвертором (2) типа напряжения, а инвертор типа напряжения соединен с первой и второй линиями (L1, L2) DC на входной стороне. Устройство для детектирования углового положения дополнительно содержит детектор (3) напряжения, в котором имеются соединение первой линии (L1, L2) DC и первой (Pu) из линий АС, к которым прикладывается первый фазовый потенциал (Vu), и вторую цепь (32), соединяющую первую линию (L1, L2) DC и вторую (Pv) из линий АС, к которым прикладывается второй фазовый потенциал (Vv), и который детектирует в качестве первого линейного индуцированного напряжения (Vun) первое напряжение (Vun1, Vun2), первое напряжение (Vun1, Vun2) между первой линией DC и первой из линий АС в первой цепи и в качестве второго линейного индуцированного напряжения (Vvn) второе напряжение (Vvn1, Vvn2) между первой линией DC и второй из линий АС во второй цепи.

Третий аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии со вторым аспектом. Детектор (3) напряжения дополнительно содержит резисторы (R11, R12, R21, R22) деления напряжения, последовательно соединенные друг с другом в каждой из первой цепи (31) и второй цепи (32), при этом напряжения резисторов деления напряжения в первой цепи и второй цепи, соответственно, используются в качестве первого напряжения (Vun1) и второго напряжения (Vvn1).

Четвертый аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии со вторым или третьим аспектом. Детектор (3) напряжения дополнительно содержит блок (33, ZD11, ZD21) ограничения детектируемого напряжения, который ограничивает первое напряжение (Vun1, Vun2) заданной величиной, когда первое линейное индуцированное напряжение (Vun) больше или равно опорной величине (Vref), и ограничивает второе напряжение (Vvn1, Vvn2) заданной величиной, когда второе линейное индуцированное напряжение (Vvn) больше или равно опорной величине (Vref).

Пятый аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с одним из аспектов с первого по четвертый. Устройство для детектирования углового положения дополнительно содержит блок (5) задания направления вращения, который задает направление вращения электродвигателя в виде заданного направления на основе величины первого линейного индуцированного напряжения или второго линейного индуцированного напряжения в момент времени, когда первое линейное индуцированное напряжение (Vun) и второе линейное индуцированное напряжение (Vvn) равны друг другу.

Шестой аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с пятым аспектом. Детектор (431) многократно определяет, равны ли первое линейное индуцированное напряжение (Vun) и второе линейное индуцированное напряжение (Vvn) друг другу. Блок (5) задания направления вращения задает направление вращения в виде заданного направления на основе количественного соотношения между первой величиной (VunL, VvnL) и второй величиной (VunK, VvnK). Первая величина представляет собой значение одного из первого линейного индуцированного напряжения и второго линейного индуцированного напряжения в момент времени, когда первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение равны друг другу. Вторая величина представляет собой значение одного из первого линейного индуцированного напряжения и второго линейного индуцированного напряжения в момент времени, когда первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение равны друг другу в последний раз.

Седьмой аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с шестым аспектом. Результат вычисления, получаемый путем сложения или умножения первого линейного индуцированного напряжения и второго линейного индуцированного напряжения в момент времени, когда первое линейное индуцированное напряжение (Vun) и второе линейное индуцированное напряжение (Vvn) равны друг другу, используется в качестве первого значения, результат вычисления в момент времени, когда первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение равны друг другу в последний раз, используется в качестве второго значения.

Восьмой аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с четвертым аспектом. Детектор (431) многократно определяет изменение количественного соотношения между первым напряжением (Vun1, Vun2) и вторым напряжением (Vvn1, Vvn2) для многократного определения, равны ли первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение друг другу. Устройство для детектирования углового положения дополнительно содержит блок (5) задания направления вращения, который задает направление вращения электродвигателя (2) в виде заданного направления в тех случаях, когда событие, при котором первое напряжение становится выше второго напряжения, а количественное соотношение изменяется, происходит, по меньшей мере, два раза подряд, и который задает направление вращения электродвигателя (2) в виде направления, противоположного заданному направлению, в тех случаях, когда событие, при котором первое напряжение становится ниже второго напряжения, а количественное соотношение изменяется, происходит, по меньшей мере, два раза подряд.

Девятый аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с четвертым аспектом. Детектор (431) определяет, становится ли первое напряжение (Vun1, Vun2) выше второго напряжения (Vvn1, Vvn2) и становится ли первое напряжение ниже второго напряжения. Устройство для детектирования углового положения дополнительно содержит блок (5) задания направления вращения, который задает направление вращения электродвигателя (2) в виде заданного направления в тех случаях, когда, по меньшей мере, одно из первого напряжения (Vun1, Vun2) и второго напряжения (Vvn1, Vvn2) меньше порогового значения, меньшего или равного заданной величине, а первое напряжение становится выше второго напряжения, и который задает направление вращения в виде направления, противоположного заданному направлению, в тех случаях, когда, по меньшей мере, одно из первого напряжения и второго напряжения меньше порогового значения, меньшего или равного заданной величине, а первое напряжение становится ниже второго напряжения.

Десятый аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с любым из аспектов со второго по пятый. Устройство для детектирования углового положения дополнительно содержит блок (5) задания направления вращения, который задает направление вращения электродвигателя (2). Блок задания направления вращения вычисляет коэффициент подобия между расчетным сигналом (Vun_N), идентичным первому линейному индуцированному напряжению (Vun), в тех случаях, когда направление вращения является заданным направлением, и первым линейным индуцированным напряжением, которое детектируется, и задает направление вращения на основе коэффициента подобия.

Одиннадцатый аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с любым из аспектов со второго по пятый. Устройство для детектирования углового положения дополнительно содержит блок (5) задания направления вращения, который задает направление вращения электродвигателя (2). Блок задания направления вращения вычисляет коэффициент подобия между расчетным сигналом (Vun_N), идентичным сигналу, получаемому путем выполнения вычисления одного из сложения и умножения первого линейного индуцированного напряжения (Vun) и второго линейного индуцированного напряжения (Vvn) в тех случаях, когда направление вращения является заданным направлением, и сигналом, получаемым путем выполнения вычисления первого линейного индуцированного напряжения и второго линейного индуцированного напряжения, которые детектируются, и задает направление вращения на основе коэффициента подобия.

Двенадцатый аспект устройства для детектирования углового положения электродвигателя в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для детектирования углового положения в соответствии с любым из вариантов осуществления с пятого по одиннадцатый. Детектор (431) многократно определяет, равны ли первое линейное индуцированное напряжение (Vun) и второе линейное индуцированное напряжение (Vvn) друг другу. Устройство для детектирования углового положения дополнительно содержит вычислитель (6), который вычисляет скорость вращения электродвигателя (2) на основе множества моментов времени, когда первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение равны друг другу. Блок (4) установки углового положения на основе расчетного значения углового положения, которое устанавливается в момент времени, когда первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение равны друг другу, направления вращения, которое задается блоком (5) задания направления вращения, скорости вращения, вычисляемой вычислителем скорости вращения, и времени от момента, когда вычисляется расчетное значение углового положения, до другого момента времени, вычисляет угловое положение в другой момент времени.

Первый аспект воздушного кондиционера в соответствии с настоящим изобретением включает в себя устройство для детектирования углового положения в соответствии с любым из аспектов с первого по двенадцатый, электродвигатель (2) и вентилятор, который приводится в действие электродвигателем.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым аспектом устройства (4) для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, ввиду того, что угловое положение определяется, когда первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение равны друг другу, даже если смещение возникло и в первом линейном индуцированном напряжении, и во втором линейном индуцированном напряжении, момент времени изменения остается тем же. В связи с этим, точность оценки углового положения может быть повышена.

В соответствии со вторым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, по сравнению со случаем детектирования индуцированного напряжения линии АС, извлечения индуцированного напряжения минимальной фазы из детектированного индуцированного напряжения и вычисления линейного индуцированного напряжения путем вычитания индуцированного напряжения минимальной фазы из индуцированного напряжения, первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение всегда могут быть получены (то есть без вычислений).

В соответствии с третьим аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, могут детектироваться первое напряжение и второе напряжение, меньшие, чем первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение. Следовательно, предельное давление блока оценки углового положения может быть снижено.

В соответствии с четвертым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, ввиду того, что первое напряжение и второе напряжение, которые используются в детекторе и в блоке оценки углового положения, ограничены заданной величиной, приложение большого напряжения (избыточного напряжения) в детекторе и в блоке оценки углового положения может быть предотвращено.

В соответствии с пятым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, по сравнению со случаем детектирования направления вращения с помощью датчика детектирования углового положения и т.п., поскольку датчик детектирования углового положения является дорогостоящим, стоимость изготовления может быть снижена.

В соответствии с шестым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, виду того, что одно из первых линейных индуцированных напряжений и одно из вторых линейных индуцированных напряжений сравниваются друг с другом, направление вращения может быть определено надлежащим образом, когда максимальное значение линейных индуцированных напряжений Vun и Vvn становится ниже порогового значения.

В соответствии с седьмым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, виду того, что может быть получена более значительная разность между результатами вычисления, чем разность между первыми линейными индуцированными напряжениями и разность между вторыми линейными индуцированными напряжениями, возникает незначительная ошибка в сравнении между первой величиной и второй величиной.

В соответствии с восьмым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, во время периода, в котором первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение соответствующим образом превышают опорную величину, первое напряжение и второе напряжение используют заданное значение. В таком случае, если первое напряжение может постоянно превышать второе напряжение или становиться ниже его, по меньшей мере, вдвое, направление вращения может быть надлежащим образом задано даже в этом случае.

В соответствии с девятым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, во время периода, в котором первое линейное индуцированное напряжение и второе линейное индуцированное напряжение соответствующим образом превышают опорную величину, первое напряжение и второе напряжение используют заданное значение. Даже в этом случае направление вращения может быть надлежащим образом задано.

В соответствии с десятым и одиннадцатым аспектами устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, направление вращения может быть задано.

В соответствии с двенадцатым аспектом устройства для детектирования углового положения, относящегося к настоящему изобретению, ввиду того, что вычисляется расчетное значение углового положения в другой момент времени, это может использоваться для управления пуском электродвигателя.

В соответствии с первым аспектом воздушного кондиционера, относящегося к настоящему изобретению, вентилятор, предусмотренный в наружном блоке, расположенном снаружи, вращается за счет потока воздуха (ветра) даже в том случае, если к электродвигателю не прикладывается напряжение АС. При этом ввиду того, что в линии АС появляется только индуцированное напряжение, линейное индуцированное напряжение легко может быть получено.

Цель, характеристики, этапы и преимущества настоящего изобретения станут более понятными благодаря нижеследующему подробному описанию и прилагаемым чертежам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 - схема, на которой изображен пример принципиальной конструкции устройства управления электродвигателем;

Фиг. 2 - схема, на которой изображен схематический пример индуцированного напряжения в направлении вращения вперед;

Фиг. 3 - схема, на которой изображен схематический пример линейного индуцированного напряжения в направлении вращения вперед;

Фиг. 4 - схема, на которой изображен схематический пример линейного индуцированного напряжения в направлении обратного вращения;

Фиг. 5 - схема, на которой изображен схематический пример линейного индуцированного напряжения в направлении вращения вперед;

Фиг. 6 - схема, на которой изображен схематический пример линейного индуцированного напряжения в направлении обратного вращения;

Фиг. 7 - структурная схема, на которой изображен пример операции детектора углового положения;

Фиг. 8 - структурная схема, на которой изображен пример операции детектора углового положения;

Фиг. 9 - схема, на которой изображен пример принципиальной конструкции устройства управления электродвигателем;

Фиг. 10 - схема, на которой изображен схематический пример детектированного напряжения в направлении вращения вперед;

Фиг. 11 - схема, на которой изображен схематический пример детектированного напряжения в направлении обратного вращения;

Фиг. 12 - схема, на которой изображен пример принципиальной конструкции устройства управления электродвигателем;

Фиг. 13 - структурная схема, на которой изображен пример операции детектора углового положения;

Фиг. 14 - схема, на которой изображен пример принципиальной конструкции детектора углового положения и блока определения направления вращения;

Фиг. 15 - схема, на которой изображен схематический пример результата вычислений линейного индуцированного напряжения;

Фиг. 16 - схема, на которой изображен схематический пример результата вычислений линейного индуцированного напряжения;

Фиг. 17 - структурная схема, на которой изображен пример операции детектора углового положения и блока определения направления вращения;

Фиг. 18 - структурная схема, на которой изображен пример операции блока определения направления вращения;

Фиг. 19 - структурная схема, на которой изображен пример операции детектора углового положения и блока определения направления вращения;

Фиг. 20 - структурная схема, на которой изображен пример операции блока определения направления вращения;

Фиг. 21 - схема, на которой изображен схематический пример расчетного сигнала;

Фиг. 22 - схема, на которой изображен пример принципиальной конструкции детектора углового положения, блока определения направления вращения и вычислителя скорости вращения;

Фиг. 23 - структурная схема, на которой изображен пример операции детектора углового положения, блока определения направления вращения и вычислителя скорости вращения;

Фиг. 24 - структурная схема, на которой изображен пример операции детектора углового положения, блока определения направления вращения и вычислителя скорости вращения;

Фиг. 25 - схема для описания причины возникновения смещения в линейном индуцированном напряжении;

Фиг. 26 - схема, на которой изображен схематический пример линейного индуцированного напряжения в направлении вращения вперед.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первый вариант осуществления

Как показано на Фиг. 1, рассматриваемое устройство управления электродвигателем содержит преобразователь 1 питания, электродвигатель 2 и детектор 4 углового положения.

Преобразователь 1 питания соединен с линиями L1 и L2 DC на их входной стороне и соединен с линиями Pu, Pv и Pw АС на их выходной стороне. Между линиями L1 и L2 DC подается напряжение DC. Это напряжение DC подается, например, с помощью не показанного на чертеже преобразователя. Указанный преобразователь преобразует напряжение АС, например, от промышленной системы электроснабжения АС, в напряжение DC и подает его между линиями L1 и L2 DC. В качестве такого преобразователя может использоваться, например, диодная схема выпрямления, образуемая диодным мостом. В качестве напряжения промышленной системы электроснабжения АС может использоваться, например, любое из 100 В, 200 В, 220 В и 400 В. В том случае, когда промышленная система электроснабжения АС выдает однофазное напряжение АС, напряжение DC составляет √2 напряжения промышленной системы электроснабжения АС и становится равным 141 В, 283 В, 311 В и 566 В соответственно. В приведенном на Фиг. 1 иллюстративном примере между линиями L1 и L2 DC предусмотрен конденсатор С, сглаживающий напряжение DC. Преобразователь 1 питания преобразует напряжение DC в напряжение АС и подает его на линии Pu, Pv и Pw АС.

С линиями Pu, Pv и Pw АС соединен электродвигатель 2, при этом электродвигатель 2 содержит якорь 21 и индуктор 22. Якорь 21 содержит якорные катушки 21u, 21v, 21w индуктивности в трех фазах, при этом якорные катушки 21u, 21v, 21w индуктивности соединены с линиями Pu, Pv и Pw АС. На якорные катушки 21u, 21v, 21w индуктивности подаются трехфазные напряжения АС от преобразователя 1 питания. Следовательно, постоянный ток протекает к якорным катушкам 21u, 21v, 21w индуктивности, при этом магнитное поле вращения подается на индуктор 22. Индуктор 22 содержит постоянный магнит и подает магнитный поток индуктора на якорь 21. При этом индуктор 22 принимает магнитное поле вращения от якоря 21 и вращается относительно якоря 21.

В приведенном на Фиг. 1 иллюстративном примере ввиду того, что предполагается электродвигатель 2, содержащий якорные катушки 21u, 21v, 21w индуктивности в трех фазах, хотя преобразователь 1 питания выдает трехфазные напряжения АС, это не обязательно имеет ограничение. Путем использования электродвигателя 2 с числом фаз N, большим трех, преобразователь 1 питания на N фаз может использоваться аналогичным образом. В приведенном на Фиг. 1 иллюстративном примере, несмотря на то, что якорные катушки 21u, 21v, 21w индуктивности соединены друг с другом с помощью так называемого соединения по схеме звезды, якорные катушки 21u, 21v, 21w индуктивности могут быть соединены друг с другом с помощью так называемого соединения по схеме треугольника.

В таком механизме привода электродвигателя в том случае, когда электродвигатель 2 вращается, магнитный поток, проходящий через якорные катушки 21u, 21v, 21w индуктивности, в результате вращения изменяется. Вместе с тем, в якорных катушках 21u, 21v, 21w индуктивности в результате вращения, соответственно, возникает индуцированная электродвижущая сила, при этом электродвигатель 2 выдает фазные потенциалы (также именуемые в дальнейшем индуцированными напряжениями) Vu, Vv и Vw в линии Pu, Pv и Pw АС (см. также Фиг. 2) соответственно.

Такой электродвигатель 2 применяется, например, в воздуходувке, такой как вентилятор или нагнетатель воздуха. Например, электродвигатель 2 может приводить в действие вентилятор или компрессор, установленный в тепловом насосе (воздушном кондиционере, водонагревателе и т.п.). Например, в случае приведения в действие вентилятора, установленного в наружном блоке, расположенном снаружи, даже если преобразователь 1 питания не находится в состоянии выдачи напряжения АС в электродвигатель 2, вентилятор вращается за счет потока наружного воздуха (ветра). Следовательно, в момент запуска такого электродвигателя 2 необходимо детектировать относительное угловое положение между якорем 21 и индуктором 22 (именуемое в дальнейшем угловым положением электродвигателя 2). Конечно, поскольку компрессор или вентилятор вращается по инерции даже в том случае, когда он не вращается за счет внешней силы, в этом случае также необходимо детектировать угловое положение при его вращении.

Детектор 4 углового положения определяет угловое положение электродвигателя 2 на основе линейных индуцированных напряжений Vun и Vvn, описываемых ниже. В качестве опорного потенциала линейных индуцированных напряжений Vun и Vvn используется индуцированное напряжение минимальной фазы из индуцированных напряжений Vu, Vv и Vw. То есть линейное индуцированное напряжение Vun представляет собой разность потенциалов относительно опорного потенциала индуцированного напряжения Vu, а линейное индуцированное напряжение Vvn представляет собой разность потенциалов относительно опорного потенциала индуцированного напряжения Vv. Подробности описываются ниже.

Индуцированные напряжения Vu, Vv и Vw принимают приблизительно форму синусоидального колебания, которое изменяется в зависимости от углового положения (электрического угла) электродвигателя 2, пример которого приведен на Фиг. 2.

Далее на Фиг. 2 в качестве примера приведены индуцированные напряжения Vu, Vv и Vw при вращении электродвигателя 2 в направлении вращения вперед. В направлении вращения вперед индуцированные напряжения Vv и Vw предшествуют на 120 градусов индуцированным напряжениям Vu и Vv соответственно. То есть такое направление вращения задается как направление вращения вперед.

В направлении вращения вперед (Фиг.2) индуцированное напряжение Vu принимает минимальное значение, когда угловое положение находится, например, в диапазоне от 30 градусов до 150 градусов, следовательно, в этом диапазоне индуцированное напряжение минимальной фазы становится индуцированным напряжением Vu. Следовательно, в этом диапазоне линейное индуцированное напряжение Vun является нулевым, как показано в качестве примера на Фиг. 3. Кроме того, когда угловое положение находится в диапазоне от 150 градусов до 270 градусов, индуцированное напряжение Vv является индуцированным напряжением минимальной фазы, и, следовательно, в этом диапазоне линейное индуцированное напряжение Vun представляет собой разность потенциалов между индуцированным напряжением Vu и индуцированным напряжением Vv минимальной фазы и принимает форму, пример которой приведен на Фиг. 3. В другом диапазоне происходит то же самое. Кроме того, линейное индуцированное напряжение Vun представляет собой разность потенциалов между индуцированным напряжением Vv и индуцированным напряжением минимальной фазы и принимает форму, пример которой приведен на Фиг. 3.

В тех случаях, когда направление вращения представляет собой направление обратного вращения, индуцированные напряжения Vv и Vw задержаны на 120 градусов относительно индуцированных напряжений Vu и Vv соответственно. Следовательно, линейные индуцированные напряжения Vun и Vvn при этом принимают форму, пример которой приведен на Фиг. 4.

В соответствии с Фиг. 3 и 4, угловое положение в момент времени, когда линейные индуцированные напряжения Vun и Vvn равны друг другу, составляет 150 градусов или 330 градусов независимо от направления вращения. Кроме того, угловое положение в момент времени, когда линейное индуцированное напряжение Vun становится выше, чем линейное индуцированное напряжение Vvn, составляет 150 градусов независимо от направления вращения, а угловое положение в момент времени, когда линейное индуцированное напряжение Vun становится ниже, чем линейное индуцированное напряжение Vvn, составляет 330 градусов независимо от направления вращения. Следовательно, когда линейные индуцированные напряжения Vun и Vvn равны друг другу, может быть определено угловое положение.

Детектор 4 углового положения содержит детектор 431 и блок 432 установки. При этом детектор 4 углового положения выполнен с возможностью включения в свой состав микрокомпьютера и запоминающего устройства. Микрокомпьютер выполняет каждый этап обработки (то есть процедуру), описанный в программе. Запоминающее устройство может быть выполнено в виде одного или множества из различных запоминающих устройств, таких как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перезаписываемая энергонезависимая память (EPROM (стираемое программируемое ПЗУ)) и накопитель на жестком диске. Запоминающее устройство хранит различного рода информацию и данные, хранит программы, которые исполняет микрокомпьютер, и обеспечивает рабочую область для выполнения программы. Предполагается, что микрокомпьютер может использоваться в качестве различных средств, соответствующих каждому этапу обработки, описанному в программе, либо может реализовывать различные функции, соответствующие каждому этапу обработки. Кроме того, детектор 4 углового положения может реализовывать, помимо этого, частично или полностью различные процедуры, которые исполняются, либо различные средства или различные функции, которые реализуются детектором 4 углового положения, с помощью аппаратных средств. Кроме того, этот контент также применим к блоку 5 задания направления вращения и вычислителю 6 скорости вращения, описываемых в других вариантах осуществления.

Детектор 431 вводит линейные индуцированные напряжения Vun и Vvn и определяет, равны ли линейные индуцированные напряжения Vun и Vvn друг другу. Например, это может быть определено посредством использования известного блока сравнения, который сравнивает