直流电动机

相关申请的援引

本申请以2018年12月17日申请的日本专利申请2018-235280号的申请、2018年12月17日申请的日本专利申请2018-235281号的申请以及2018年12月17日申请的日本专利申请2018-235282号的申请为基础，在此援引其记载内容。

技术领域

本公开涉及一种直流电动机。

背景技术

以往，作为直流电动机，存在四极十槽等2P极(其中，P为2以上的整数)且槽和换向器整流片的数量无法由2P除尽的直流电动机，存在一对供电用电刷中的任一个设为与两个换向器整流片抵接的状态且另一个设为仅与一个换向器整流片抵接的状态的直流电动机(例如，参照专利文献1)。在这样的直流电动机中，与一对供电用电刷均同时抵接于两个换向器整流片的电动机相比，由于对供电用电刷与换向器整流片的接触状态进行切换而产生的电流波形的振幅变小等，因此，能够降低振动和噪声。

另外，以往，作为直流电动机，存在基于新测量的电流的波形周期和过去测量的电流的波形周期来对平均周期进行运算，并基于该平均周期来对电动机进行控制的构件(例如，参照专利文献2)。在这样的直流电动机中，能够对基于电流波形的波峰丢失或电流波形的波峰分割的周期的错误检测进行抑制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2007-116813号公报

专利文献2：日本专利特开2011-109880号公报

发明内容

另外，为了实现成本的降低，存在根据电流波形对转速进行检测且省略了转速检测用的霍尔元件等的直流电动机。然而，在上述那样的直流电动机中，由于电流波形的振幅变小，因此，供电用电刷的故障等引起的波形紊乱的影响变大，在根据电流波形对转速进行检测的情况下有可能出现错误判断。即，在上述那样的直流电动机中，由于供电用电刷的故障等而在正常时产生的电流波形的波峰被分成两个小波峰，因此，容易产生在正常时计数一次的地方会计数两次或一次都不计数的状态。

另外，在专利文献2那样的直流电动机中，在电流波形的丢失或分割断续地发生的情况下正常发挥作用，但是在电流波形的丢失或分割连续地发生的情况下，有可能会以错误的判断来控制电动机。

本公开的第一目的是提供一种能够高精度地对转速进行检测的直流电动机。

本公开的第二目的是提供一种能够高精度地对电流波形的异常进行检测的直流电动机。

为了实现上述第一目的，根据本公开的第一方式的直流电动机包括一对供电用电刷和两个换向器整流片。上述直流电动机构成为将上述一对供电用电刷中的任一个设为与上述两个换向器整流片抵接的状态，并且将另一个设为仅与上述两个换向器整流片中的一个抵接的状态。上述直流电动机还包括具有多个极齿的电枢铁芯、分别卷绕于上述多个极齿的多个绕组、过滤部、以及计算部。上述多个绕组设定为上述多个绕组中的预先确定的绕组的匝数与该预先确定的绕组以外的绕组的匝数不同。上述过滤部构成为使基于上述匝数不同而产生的电流波形经过，并且截断由于对上述供电用电刷与换向器整流片的接触状态进行切换而产生的电流波形。上述计算部构成为根据经过上述过滤部的波形来对转速进行计算。

为了实现上述第二目的，根据本公开的第二方式的直流电动机包括具有多个极齿的电枢铁芯、分别卷绕于上述多个极齿的多个绕组、第一过滤部、一对供电用电刷、两个换向器整流片、第二过滤部、以及检测部。上述多个绕组设定为上述多个绕组中的预先确定的绕组的匝数与该预先确定的绕组以外的绕组的匝数不同。上述第一过滤部构成为使基于上述匝数不同而产生的电流波形经过。上述第二过滤部构成为使基于对上述一对供电用电刷与上述两个换向器整流片的接触状态进行切换而产生的电流波形经过。上述检测部构成为基于经过上述第一过滤部的波形和经过上述第二过滤部的波形来对波形的异常进行检测。

为了实现上述第一目的，根据本公开的第三方式的直流电动机包括一对供电用电刷和两个换向器整流片。上述直流电动机构成为将上述一对供电用电刷中的任一个设为与上述两个换向器整流片抵接的状态，并且将另一个设为仅与上述两个换向器整流片中的一个抵接的状态。上述直流电动机还包括具有多个极齿的电枢铁芯、分别卷绕于上述多个极齿的多个绕组、以及检测部。上述多个绕组设定为上述多个绕组中的预先确定的绕组的匝数与该预先确定的绕组以外的绕组的匝数不同。上述检测部以基于上述匝数不同而产生的电流波形为基础来检测转速。

附图说明

参照附图和以下详细的记述，可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。

图1是第一实施方式至第三实施方式中的直流电动机的电动机主体的局部剖视图。

图2是第一实施方式中的直流电动机的电路图。

图3是第一实施方式中的检测部的框图。

图4是第一实施方式中的直流电动机的感应电压-角度特性图。

图5是第一实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图6是第一实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图7是第一实施方式中的另一例中的直流电动机的感应电压-角度特性图。

图8是第二实施方式中的直流电动机的电路图。

图9是第二实施方式中的直流电动机的感应电压-角度特性图。

图10是第二实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图11是第二实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图12是第二实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图13是第二实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图14是第二实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图15是第三实施方式中的直流电动机的电路图。

图16是第三实施方式中的直流电动机的感应电压-角度特性图。

图17是第三实施方式中的直流电动机的电流-时间特性图。

图18是第三实施方式中的直流电动机的振幅-频率特性图。

具体实施方式

以下，根据图1至图6对直流电动机的第一实施方式进行说明。

如图1所示，直流电动机的电动机主体1包括：定子4，上述定子4具有大致圆筒状的轭部2和固接于该轭部2的内周面而配置的四个永磁体3；转子5，上述转子5在该定子4内侧能旋转地支承；以及一对供电用电刷6、7，一对上述供电用电刷6、7相对于定子4支承。

转子5包括：转轴8；换向器10，上述换向器10固定于该转轴8，并且换向器整流片9沿周向排列设置；电枢铁芯12，上述电枢铁芯12同样相对于转轴8固定，并且具有放射状地延伸的极齿11；以及绕组13a～13e，上述绕组13a～13e卷绕于上述极齿11。

换向器整流片9和极齿11分别沿周向设置有十个。即，第一实施方式的直流电动机是四极十槽。绕组13a～13e的两端与沿周向相邻的换向器整流片9连接，并且在两个极齿11的范围内通过分布卷绕进行卷绕。另外，180度间隔开的换向器整流片9彼此通过未图示的短路线连接。另外，在图1中，示意性地图示了绕组13a～13e。

一对供电用电刷6、7以90°间隔设置。供电用电刷6、7保持于相对于定子4保持的未图示的刷握，成为径向内侧端部的前端部通过未图示的弹簧等施力元件按压接触于换向器10。而且，一对供电用电刷6、7设定为将任一个设为与两个换向器整流片9抵接的状态，并且将另一个设为仅与一个换向器整流片9抵接的状态。换言之，一对供电用电刷6、7设定为不是设为同时与两个换向器整流片9抵接的状态。

在此，本实施方式的绕组13a～13e设定为预先确定的绕组13a的匝数与其他绕组13b～13e的匝数不同。详细而言，对于绕组13a～13e，180度间隔开的绕组13a～13e彼此成处于相同通电状态的对，并且分别具有成对的第一绕组13a至第五绕组13e。并且，在本实施方式中，第一绕组13a的匝数设定为与第二绕组13b至第五绕组13e的匝数不同。另外，在本实施方式中，第一绕组13a的匝数设定为三十圈，第二绕组13b至第五绕组13e的匝数设定为四十圈。

另外，如图2所示，直流电动机包括连接到电池B的控制电路21。控制电路21包括控制部22、驱动电路23和分流电阻24等，上述控制部22进行各种运算及控制，上述驱动电路23通过控制部22对向供电用电刷6、7的电流供给进行控制，上述分流电阻24能够通过控制部22对电流进行检测。

控制器21可以构成为如下电路：该电路包括1)一个以上的处理器，上述处理器根据计算机程序(软件)来执行各种处理，2)一个以上的专用硬件电路，上述专用硬件电路为诸如面向特定用途的集成电路(ASIC)等，并执行各种处理中的至少一部分的处理，或3)这些的组合。处理器包括CPU和诸如RAM和ROM的存储器，存储器存储构成为使CPU执行处理的程序代码或指令。存储器即计算机可读介质包含能利用通用或专用的计算机访问的所有可以利用的介质。

并且，控制部22包括检测部25，上述检测部25以基于匝数不同而产生的电流波形为基础来检测转速。

详细而言，如图3所示，检测部25包括：电流检测部26，上述电流检测部26对电流进行检测；过滤部27，上述过滤部27用于使基于匝数不同而产生的电流波形经过，并且截断由于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形；以及计算部28，上述计算部28根据经过过滤部27的波形来对转速进行计算。另外，检测部25包括范围确定部29，上述范围确定部29根据与检测出的电流值对应的转速来确定经过过滤部27的电流波形的频率范围。

接着，对上述那样构成的直流电动机中的电动机主体1的作用和检测部25的动作和作用进行详细说明。

首先，在经由驱动电路23向供电用电刷6、7供给电流时，经由换向器整流片9依次向绕组13a～13e供给驱动电流，并且驱动转子5旋转。

此时，如图4所示，各绕组13a～13e横穿永磁体3，由此产生感应电压E。此时产生的感应电压E是在第一绕组13a至第五绕组13e中分别产生的感应电压E1～E5的总和，并且成为如下的波形：在一次旋转(360°)中具有二十个周期的小波峰，并且基于在匝数较少的第一绕组13a中产生较小的感应电压E1而在一次旋转(360°)中具有四个周期的大波峰。换言之，感应电压E是包含基于所有绕组13a～13e的二十阶分量和基于匝数较少的第一绕组13a的四阶分量的波形。

并且，如图5所示，基于上述感应电压E的波形，通过检测部25的电流检测部26对包含二十阶分量和四阶分量的电流I进行检测。

此外，检测部25的范围确定部29从预先存储的信息中读取与检测出的电流值(例如，检测出的电流I的平均值)对应的转速，并且根据该读取出的转速来确定经过过滤部27的电流波形的频率范围。具体而言，在范围确定部29中，确定基于匝数不同而产生的电流波形的频率范围。即，范围确定部29根据检测出的电流值来确定大致的转速，由此确定基于匝数不同而产生的电流波形的大致频率，并且确定以该频率为中心离开预先设定量的频率范围。

然后，在检测部25的过滤部27中，为了使基于匝数不同而产生的电流波形经过，经过了由上述范围确定部29确定的频率范围的波形(即，四阶分量)。另外，在过滤部27中，为了截断由于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形，截断了由上述范围确定部29确定的频率范围以外的频率的波形(即，主要是二十阶分量)。

然后，如图6所示，检测部25的计算部28根据经过过滤部27的波形Ia来对转速进行计算。具体而言，在本实施方式的计算部28中，生成在经过过滤部27的波形Ia超过阈值S时上升，并且在该波形Ia低于阈值时下降的脉冲P，通过对该脉冲P进行计数来对转速进行计算。

接着，第一实施方式的效果如以下所述。

(1)由于直流电动机构成为将一对供电用电刷6、7中的任一个设为与两个换向器整流片9抵接的状态，并且将另一个设为仅与一个换向器整流片9抵接的状态，因此，与一对供电用电刷均同时与两个换向器整流片抵接的状态相比，由于电流I的波形振幅变小，从而能够降低振动和噪声。并且，由于设定为卷绕于电枢铁芯12的极齿11的多个绕组13a～13e中的预先确定的绕组13a的匝数与预先确定的绕组13a以外的绕组13b～13e的匝数不同，因此，基于上述匝数不同而产生特定频率的电流波形(即，四阶分量)。而且，直流电动机包括：过滤部27，上述过滤部27用于使基于匝数不同而产生的电流波形经过，并且截断由于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形；以及计算部28，上述计算部28根据经过过滤部27的波形来对转速进行计算。因此，不易受到由供电用电刷6、7的故障等引起的波形紊乱的影响，从而能够高精度地检测转速。

(2)由于包括根据与检测出的电流值对应的转速来确定经过过滤部27的电流波形的频率范围的范围确定部29，因此，根据此时的转速，能良好地经过基于匝数不同而产生的电流波形。换言之，利用范围确定部29能够将经过过滤部27的电流波形的频率范围设为与转子5的转速对应的优选范围。

以下，根据图1和图8至图14，对直流电动机的第二实施方式进行说明。

第二实施方式的直流电动机具有与图1所示的第一实施方式的直流电动机相同的结构。

如图8所示，第二实施方式的直流电动机包括连接到电池B的控制电路121。以与第一实施方式的控制电路21不同的点为中心，对第二实施方式的控制电路121进行说明。控制电路121包括控制部122、驱动电路123和分流电阻124等，上述控制部122进行各种运算及控制，上述驱动电路123通过控制部122对向供电用电刷6、7的电流供给进行控制，上述分流电阻124能够通过控制部122对电流进行检测。

而且，控制部122包括：第一过滤部125，上述第一过滤部125用于使基于上述匝数不同而产生的电流波形经过；以及第二过滤部126，上述第二过滤部126用于使由于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形经过。

详细而言，第一过滤部125用于使基于匝数不同而产生的电流波形经过，并且截断除此以外的波形、即基于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形。另外，第二过滤部126用于使基于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形经过，并且截断除此以外的波形、即基于匝数不同而产生的电流波形等。

另外，控制部122包括检测部127，上述检测部127基于经过上述第一过滤部125的波形和经过上述第二过滤部126的波形来对波形的异常进行检测。

详细而言，检测部127根据经过第二过滤部126的波形周期将基于匝数不同而产生的电流波形的理论周期作为理论周期进行计算，并且基于该理论周期和经过第一过滤部125的波形周期来对波形的异常进行检测。具体而言，在上述理论周期大于经过第一过滤部125的波形周期乘以预先设定的大于1的数值(例如，在本实施方式中为1.1)所获得的值的情况下，检测部127判断为电流波形丢失。另外，在上述理论周期小于经过第一过滤部125的波形周期乘以预先设定的小于1的数值(例如，在本实施方式中为0.9)所获得的值的情况下，检测部127判断为电流波形分割。

接着，对上述那样构成的直流电动机中电动机主体1的作用、第一过滤部125、第二过滤部126和检测部127的动作和作用进行详细说明。

首先，在经由驱动电路123向供电用电刷6、7供给电流时，经由换向器整流片9依次向绕组13a～13e供给驱动电流，并且驱动转子5旋转。

此时，如图9所示，各绕组13a～13e横穿永磁体3，由此产生感应电压E。此时产生的感应电压E是在第一绕组13a至第五绕组13e中分别产生的感应电压E1～E5的总和，并且成为如下的波形：在一次旋转(360°)中具有二十个周期的小波峰，并且基于在匝数较少的第一绕组13a中产生较小的感应电压E1而在一次旋转(360°)中具有四个周期的大波峰。换言之，感应电压E是包含基于所有绕组13a～13e的二十阶分量和基于匝数较少的第一绕组13a的四阶分量的波形。

并且，如图10所示，基于上述感应电压E的波形以及对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行的切换，利用控制部122对包含二十阶分量和四阶分量的电流I进行检测。

然后，如图11所示，在第一过滤部125中，经过了基于匝数不同而产生的电流波形(四阶分量)I4，并且截断了除此以外的波形。

另外，如图12所示，在第二过滤部126中，经过了基于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形(二十阶分量)I20，并且截断了除此之外的波形。此外，基于例如检测出的电流值(例如，检测出的电流I的平均值)，根据转速来确定经过第一过滤部125和第二过滤部126的频率范围。另外，此时经过第一过滤部125的波形I4的周期T4理论上是经过第二过滤部126的波形I20的周期T20的五倍。另外，控制部122基于经过第一过滤部125和第二过滤部126的波形I4、I20低于阈值来生成脉冲P4、P20，并且将该脉冲P4、P20的间隔判断为上述波形I4、I20的周期T4、I20。

然后，检测部127基于经过第一过滤部125的波形I4和经过第二过滤部126的波形I20来对波形的异常进行检测。

详细而言，首先，检测部127根据经过第二过滤部126的波形I20的周期T20将基于匝数不同而产生的电流波形的理论周期(即，5×T20)作为理论周期进行计算，并且基于该理论周期和经过第一过滤部125的波形I4的周期T4来对波形的异常进行检测。

具体而言，检测部127对上述理论周期(T20×5)是否大于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4乘以预先设定的大于1的数值k1所获得的值进行判断，在大于的情况下(即，满足T20×5＞k1×T4的情况下)，判断为电流波形I20丢失(详细而言，波形I20的波峰较少)。另外，在本实施方式中，上述数值k1设定为1.1。

另外，图13示出了满足上述T20×5＞k1×T4的情况。即，如图13所示，在电流波形I20由于供电用电刷6、7的故障等而丢失(详细而言，波形I20的波峰较少)的情况下，其周期T20变大，变得满足T20×5＞k1×T4，从而检测出电流波形I20丢失。

另外，检测部127对上述理论周期(T20×5)是否小于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4乘以预先设定的小于1的数值k2所获得的值进行判断，在小于的情况下(即，满足T20×5＜k2×T4的情况下)，判断为电流波形I20分割(详细而言，波形I20的波峰较多)。另外，在本实施方式中，上述数值k2设定为0.9。

另外，图14示出了满足上述T20×5＜k2×T4的情况。即，如图14所示，在电流波形I20由于供电用电刷6、7的故障等而分割(详细而言，波形I20的波峰较多)的情况下，其周期T20变大，变得满足T20×5＜k2×T4，从而检测出电流波形I20分割。

接着，第二实施方式的效果如以下所述。

(3)由于卷绕于电枢铁芯12的极齿11的绕组13a～13e中的预先确定的绕组13a的匝数与预先确定的绕组13a以外的绕组13b～13e的匝数不同，因此，基于上述匝数不同而产生特定频率的电流波形(即，四阶分量)。而且，由于直流电动机包括第一过滤部125和第二过滤部126，因此，能够同时获得两个相互关联且不同的波形I4、I20，上述第一过滤部125用于使基于匝数不同而产生的电流波形I4经过，上述第二过滤部126用于使由于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形I20经过。然后，由于直流电动机包括基于经过第一过滤部125的波形I4和经过第二过滤部126的波形I20来对波形的异常进行检测的检测部127，因此，能够随时对电流波形的异常进行检测。即，无论过去的电流波形如何，此时都能够对电流波形的异常进行检测，例如，即使在连续地发生电流波形的丢失或分割的情况下，也能够高精度地检测异常。

(4)由于检测部127根据经过第二过滤部126的波形I20的周期T20将基于匝数不同而产生的电流波形的理论周期作为理论周期进行计算，并且基于该理论周期和经过第一过滤部125的波形I4的周期T4来对波形的异常进行检测，因此，能够具体且高精度地检测异常。

(5)在上述理论周期(即，T20×5)大于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4乘以预先设定的大于1的数值k1(在本实施方式中为1.1)所获得的值的情况(即，T20×5＞k1×T4的情况下)，检测部127判断为电流波形I20丢失。因此，能够检测出电流波形I20的丢失、即波形I20的波峰较少。

(6)在上述理论周期(即，T20×5)小于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4乘以预先设定的小于1的数值k2(在本实施方式中为0.9)所获得的值的情况(即，T20×5＜k2×T4的情况下)，检测部127判断为电流波形I20分割。因此，能够检测出电流波形I20的分割、即分割而导致的波形I20的波峰较多。

(7)由于将一对供电用电刷6、7中的任一个设为与两个换向器整流片9抵接的状态，并且将另一个设为仅与两个换向器整流片9中的一个抵接的状态，因此，与一对供电用电刷均同时与两个换向器整流片抵接的状态相比，由于电流I的波形振幅变小，从而能够降低振动和噪声。并且，尽管由于电流I的波形的振幅变小而难以对电流波形的异常进行检测，但是由于上述理由，能够高精度地对该异常进行检测。

以下，根据图1和图15至图18，对直流电动机的第三实施方式进行说明。

第三实施方式的直流电动机具有与图1所示的第一实施方式的直流电动机相同的结构。

如图15所示，第三实施方式的直流电动机包括连接到电池B的控制电路221。以与第一实施方式的控制电路21不同的点为中心，对第三实施方式的控制电路221进行说明。控制电路221包括控制部222、驱动电路223和分流电阻224等，上述控制部222进行各种运算及控制，上述驱动电路223通过控制部22对向供电用电刷6、7的电流供给进行控制，上述分流电阻224能够通过控制部22对电流进行检测。

并且，控制部222包括检测部225，上述检测部225以基于匝数不同而产生的电流波形为基础来检测转速。详细而言，本实施方式的检测部225通过使用快速傅立叶变换来确定基于匝数不同而产生的电流波形的频率，并且根据该频率来对转速进行计算。此外，检测部225根据与检测出的电流值对应的转速来确定基于匝数不同而产生的电流波形的频率范围，并且将电流波形快速傅立叶变换后的结果中的上述频率范围内振幅最大的频率设为基于匝数不同而产生的电流波形的频率。

接着，对上述那样构成的直流电动机中的电动机主体1的作用和检测部225的动作和作用进行详细说明。

首先，在经由驱动电路123向供电用电刷6、7供给电流时，经由换向器整流片9依次向绕组13a～13e供给驱动电流，并且驱动转子5旋转。

此时，如图16所示，各绕组13a～13e横穿永磁体3，由此产生感应电压E。此时产生的感应电压E是在第一绕组13a至第五绕组13e中分别产生的感应电压E1～E5的总和，并且成为如下的波形：在一次旋转(360°)中具有二十个周期的小波峰，并且基于在匝数较少的第一绕组13a中产生较小的感应电压E1而在一次旋转(360°)中具有四个周期的大波峰。换言之，感应电压E是包含基于所有绕组13a～13e的二十阶分量和基于匝数较少的第一绕组13a的四阶分量的波形。

并且，如图17所示，基于上述感应电压E的波形，利用检测部225对包含二十阶分量和四阶分量的电流I进行检测。

此外，检测部225从预先存储的信息中读取与检测出的电流值(例如，检测出的电流I的平均值)对应的转速，并且根据该读取出的转速来确定基于匝数不同而产生的电流波形的频率范围X(参照图18)。即，检测部225根据检测出的电流值来确定大致的转速，由此确定基于匝数不同而产生的电流波形的大致频率，并且确定以该频率为中心离开预先设定量的频率范围X。

然后，如图18所示，检测部225执行电流I的快速傅立叶变换，并且判断为该结果Z中的上述频率范围X内振幅最大的频率f1是基于匝数不同而产生的电流波形的频率。然后，检测部225根据该频率f1来对转速(转速K[rpm]＝f1/4×60)进行计算。

接着，第三实施方式的效果如以下所述。

(8)由于直流电动机构成为将一对供电用电刷6、7中的任一个设为与两个换向器整流片9抵接的状态，并且将另一个设为仅与一个换向器整流片9抵接的状态，因此，与一对供电用电刷均同时与两个换向器整流片抵接的状态相比，由于电流I的波形振幅变小，从而能够降低振动和噪声。并且，由于设定为卷绕于电枢铁芯12的极齿11的多个绕组13a～13e中的预先确定的绕组13a的匝数与预先确定的绕组13a以外的绕组13b～13e的匝数不同，因此，基于上述匝数不同而产生特定频率的电流波形(即，四阶分量)。而且，由于直流电动机包括检测部225，上述检测部25以基于上述匝数不同而产生的电流波形(即四阶分量)为基础来检测转速，因此，不易受到供电用电刷6、7的故障等引起的波形紊乱的影响，从而能够高精度地检测转速。

(9)检测部225使用快速傅立叶变换来确定基于匝数不同而产生的电流波形的频率，并且由于根据该频率来对转速进行计算，从而能够容易且高速地获得转速。

(10)检测部225根据与检测出的电流值对应的转速来确定基于匝数不同而产生的电流波形的频率范围X。然后，检测部225将对电流波形进行快速傅立叶变换后的结果Z中的上述频率范围X内的振幅最大的频率f1设为基于匝数不同而产生的电流波形的频率，从而能够容易且高速地获得转速。

第一实施方式至第三实施方式能够如下变形并实施。能够在技术上不矛盾的范围内将第一实施方式至第三实施方式和以下变形例相互组合并实施。

·在第一实施方式中，包括范围确定部29，上述范围确定部29根据与检测出的电流值对应的转速来确定经过过滤部27的电流波形的频率范围，但是不限定于此，也可以通过其他处理来确定经过过滤部27的电流波形的频率范围。

·在第一实施方式中，生成在经过过滤部27的波形Ia超过阈值S时上升，并且在该波形Ia低于阈值时下降的脉冲P，检测部25的计算部28通过对该脉冲P进行计数来对转速进行计算，但是也可以通过对经过过滤部27的波形Ia的极值进行计数等其他处理来对转速进行计算。

·如果基于经过第一过滤部125的波形I4和经过第二过滤部126的波形I20来检测波形的异常，则第二实施方式的检测部127也可以通过与第二实施方式不同的处理来对波形的异常进行检测。例如，在第二实施方式中，检测部127根据经过第二过滤部126的波形I20的周期T20将基于匝数不同而产生的电流波形的理论周期(即，5×T20)作为理论周期进行计算，并且基于该理论周期和经过第一过滤部125的波形I4的周期T4来对波形的异常进行检测，但是可以反过来进行处理。即，也可以是根据经过第一过滤部125的波形I4的周期T4将由于对供电用电刷6、7与换向器整流片9的接触状态进行切换而产生的电流波形的理论周期(即，T4/5)作为理论周期进行计算，并且基于该理论周期和经过第二过滤部126的波形I20的周期T20来对波形的异常进行检测。

·在第二实施方式中，检测部127对上述理论周期是否大于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4乘以预先设定的大于1的数值k1所获得的值进行判断，但是也可以对上述理论周期是否大于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4加上预先设定的正的数值所获得的值进行判断。

·在第二实施方式中，检测部127对上述理论周期是否小于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4乘以预先设定的小于1的数值k2所获得的值进行判断，但是也可以对上述理论周期是否小于经过第一过滤部125的波形I4的周期T4减去预先设定的正的数值所获得的值进行判断。

·在第二实施方式中，将大于1的数值k1设为1.1，将小于1的数值k2设为0.9，但是上述数值也可以改变为其他数值，例如将数值k1设为1.2，将数值k2设为0.8等。

·在第三实施方式中，检测部225使用快速傅立叶变换来确定基于匝数不同而产生的电流波形的频率，并且根据该频率来对转速进行计算，但是如果以基于匝数不同而产生的电流波形(即，四阶分量)为基础来检测转速，则也可以通过其他处理来检测转速。

·在第三实施方式中，基于匝数不同而产生的电流波形的频率范围X的确定方法也可以采用各种方法。

具体而言，例如也可以是检测部225从预先存储的信息中读取与检测出的电流值对应的转速，并且根据该读取出的转速来对基于匝数不同而产生的电流波形的频率进行计算，并且将该计算出的频率的前后10％设为上述的频率范围X。此外，当然，上述的前后10％也可以改变为预先确定的其他比例、设为20％或30％等。

另外，在第三实施方式中，检测部225将对电流波形进行快速傅立叶变换后的结果Z中的上述频率范围X内的振幅最大的频率f1设为基于匝数不同而产生的电流波形的频率，并且根据该频率f1来对转速(转速K[rpm]＝f1/4×60)进行计算，但是也可以通过不同的方法来对转速进行计算。

例如，也可以是检测部225具有使对电流波形进行快速傅立叶变换后的结果Z中的上述频率范围X经过的过滤部，对经过该过滤部后的数据进行反向快速傅立叶变换，利用使该结果的波形脉冲化等方法来对基于匝数不同而产生的电流的波形的频率进行计算，并且根据该频率来对转速进行计算。

·在第一实施方式至第三实施方式中，将本公开具体化为四极十槽的直流电动机，但是也可以将本公开具体化为例如四极十四槽等2P极(其中，P是2以上的整数)且极齿(换言之，槽)和换向器整流片的数量无法由2P除尽的其他直流电动机。

·在第一实施方式至第三实施方式中，设定为第一绕组13a的匝数与其他的第二绕组13b至第五绕组13e的匝数不同，但是也可以设定为两个以上的预先确定的绕组的匝数与其他绕组的匝数不同。另外，第一绕组13a的匝数设定为三十圈，第二绕组13b至第五绕组13e的匝数设定为四十圈，但是也可以对匝数进行改变，例如将第一绕组13a的匝数设定为五十圈，将第二绕组13b至第五绕组13e的匝数设定为六十圈等。另外，也可以设定为第一绕组13a的匝数比其他的第二绕组13b至第五绕组13e的匝数多。例如，也可以将第一绕组13a的匝数设定为四十圈，将第二绕组13b至第五绕组13e的匝数设定为三十圈。这样，如图7所示，各绕组13a～13e横穿永磁体3，由此产生感应电压E。此时产生的感应电压E是在第一绕组13a至第五绕组13e中分别产生的感应电压E1～E5的总和，并且成为如下的波形：在一次旋转(360°)中具有二十个周期的小波峰，并且基于在匝数较多的第一绕组13a中产生较大的感应电压E1而在一次旋转(360°)中具有四个周期的大波峰。换言之，感应电压E是包含基于所有绕组13a～13e的二十阶分量和基于匝数较多的第一绕组13a的四阶分量的波形。即使这样，也能够得到与第一实施方式至第三实施方式的效果相同的效果。

·在第一实施方式至第三实施方式中，设定为第一绕组13a的匝数与其他的第二绕组13b至第五绕组13e的匝数不同。即，设定为位于径向最内侧的绕组的匝数与除此以外的绕组的匝数不同。作为替代，也可以设定为位于径向最外侧的绕组的匝数与除此以外的绕组的匝数不同。在一例中，第五绕组13e的匝数设定为与其他的第一绕组13a至第四绕组13d的匝数不同。在这种结构的匝数的一例中，第五绕组13e的匝数设定为四十圈，第一绕组13a至第四绕组13d的匝数设定为三十圈。在这种结构中，也可以改变匝数，例如，将第五绕组13e的匝数设定为六十圈，将第一绕组13a至第四绕组13d的匝数设定为五十圈等。另外，也可以设定为第五绕组13e的匝数比其他的第一绕组13a至第四绕组13d的匝数少。例如，也可以将第五绕组13e的匝数设定为三十圈，将第一绕组13a至第四绕组13d的匝数设定为四十圈。这样，也能够得到与第一实施方式至第三实施方式的效果相同的效果。

·虽然基于实施例对本公开进行了记述，但是应当理解为本公开并不限定于上述实施例、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包括有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。