CN115088163A - 送风机及空气调节装置 - Google Patents

Abstract

送风机具备：转子，具有轴、以轴的中心轴线为中心的环状的转子芯、以及安装于转子芯的永久磁铁，永久磁铁构成磁铁磁极，转子芯的一部分构成假想磁极，磁铁磁极与假想磁极相加得到的磁极数为P；定子，从以中心轴线为中心的径向的外侧包围转子，在以中心轴线为中心的周向上具有S个槽；以及N张叶片，安装于轴且沿周向排列。磁极数P与槽的数量S的组合是P＝8且S＝9、P＝10且S＝9、P＝10且S＝12、P＝14且S＝12中的任一种。叶片的张数N是除了P/2的整数倍以外的2以上且10以下的整数。

Description

送风机及空气调节装置

技术领域

本公开涉及送风机及空气调节装置。

背景技术

为了抑制送风机的噪音，提出了叶片的张数、以及电动机的磁极数和槽数的各种组合(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2015/011892(第0053～0054段)

发明内容

发明要解决的课题

近年来，开发了具备磁铁磁极和假想磁极的交替极型的转子。在交替极型的转子中，表面磁通中包含各种高次谐波分量。在以往的技术中，难以充分减少包含在交替极型的转子的表面磁通中的高次谐波分量，无法充分降低送风机的噪音。

本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的在于充分降低具备交替极型的转子的送风机的噪音。

用于解决课题的方案

本公开的送风机具备：转子，具有轴、以轴的中心轴线为中心的环状的转子芯、以及安装于转子芯的永久磁铁，永久磁铁构成磁铁磁极，转子芯的一部分构成假想磁极，磁铁磁极与假想磁极相加得到的磁极数为P；定子，从以中心轴线为中心的径向的外侧包围转子，在以中心轴线为中心的周向上具有S个槽；以及N张叶片，安装于轴且沿周向排列。磁极数P与槽的数量S的组合是P＝8且S＝9、P＝10且S＝9、P＝10且S＝12、P＝14且S＝12中的任一种。叶片的张数N是除了P/2的整数倍以外的2以上且10以下的整数。

发明的效果

根据本公开，能够减少转子的表面磁通所包含的高次谐波分量，并且能够抑制作用于转子的径向激振力所引起的振动的增加。由此，能够降低送风机的噪音。

附图说明

图1是表示实施方式1的10极12槽的电动机的剖视图。

图2是表示图1的电动机的转子的剖视图。

图3是表示实施方式1的10极9槽的电动机的剖视图。

图4是表示实施方式1的8极9槽的电动机的剖视图。

图5是表示实施方式1的14极12槽的电动机的剖视图。

图6是表示实施方式1的14极15槽的电动机的剖视图。

图7是表示实施方式1的送风机的局部剖视图。

图8是分别针对交替极型的电动机以及非交替极型的电动机表示转子的表面磁通的5次分量以及7次分量的曲线图。

图9是表示2×M极、3×M槽的电动机中的感应电压的高次谐波分量的曲线图。

图10是表示4×M极、3×M槽的电动机中的感应电压的高次谐波分量的曲线图。

图11是表示8极9槽、10极9槽、10极12槽、14极12槽以及14极15槽的电动机中的感应电压的高次谐波分量的曲线图。

图12是在10极12槽的电动机和8极12槽的电动机中比较地表示感应电压波形的曲线图。

图13是用于说明作用于10极12槽的电动机的径向激振力的示意图。

图14是用于说明作用于10极9槽的电动机的径向激振力的示意图。

图15是用于说明作用于8极9槽的电动机的径向激振力的示意图。

图16是用于说明作用于8极12槽的电动机的径向激振力的示意图。

图17是用于说明作用于10极15槽的电动机的径向激振力的示意图。

图18是表示交替极型的电动机以及非交替极型的电动机中的径向激振力的频率分量的曲线图。

图19是表示叶片的张数与叶片的最大宽度的关系的曲线图。

图20是表示具有实施方式1的2张叶片的风扇部的示意图。

图21是表示具有实施方式1的3张叶片的风扇部的示意图。

图22是表示具有实施方式1的4张叶片的风扇部的示意图。

图23是表示实施方式1的空气调节装置的示意图。

具体实施方式

实施方式1

＜电动机＞

图1是表示实施方式1的电动机11的剖视图。电动机11具有能够旋转的转子2和以包围转子2的方式设置的环状的定子5。在定子5与转子2之间设置有例如0.4mm的气隙G。

以下，将规定转子2的旋转中心的轴线、即后述的轴28的中心轴线设为轴线C1。将轴线C1的方向称为“轴向”。将以轴线C1为中心的周向称为“周向”，在图1等中用箭头R1表示。将以轴线C1为中心的半径方向称为“径向”。另外，图1是与转子2的轴线C1正交的面的剖视图。

＜定子＞

定子5具有定子芯50和卷绕在定子芯50上的线圈55。定子芯50是将多个钢板在轴向上层叠并通过铆接等固定而成的。钢板例如是电磁钢板。钢板的板厚例如为0.2mm～0.5mm。

定子芯50具有以轴线C1为中心的环状的磁轭51和从磁轭51向径向内侧延伸的多个齿52。齿52在周向上等间隔地配置。齿52的数量为12个。在相邻的齿52之间形成有作为收容线圈55的空间的槽53。槽53的数量与齿52的数量相同为12个。

齿52的径向内侧的末端部52a的周向的宽度比齿52的其它的部分的周向宽度宽。齿52的末端部52a隔着上述的气隙G与转子2的外周相向。

在定子芯50上设置有作为绝缘部的绝缘体54。绝缘体54例如由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等绝缘性的树脂构成。

绝缘体54通过将树脂与定子芯50一体成形、或者将作为其它的部件成形的树脂成形体组装于定子芯50而形成。绝缘体54夹设于定子芯50与线圈55之间，使定子芯50与线圈55相互绝缘。

线圈55隔着绝缘体54卷绕于齿52。线圈55由铜或铝构成。线圈55以集中绕组的方式卷绕于每个齿52。

将线圈55中的卷绕于各齿52的部分称为绕组部55a。线圈55是三相线圈，具有U相的绕组部55a、V相的绕组部55a、W相的绕组部55a。

＜转子＞

图2是表示转子2的剖视图。如图2所示，转子2具有作为旋转轴的轴28和设置在轴28的径向外侧的环状的转子芯20。

转子芯20是通过在轴向上层叠多个钢板并通过铆接等固定而成的。钢板例如是电磁钢板。钢板的板厚例如为0.2mm～0.5mm。

转子芯20具有多个磁铁插入孔21。磁铁插入孔21在周向上等间隔且距轴线C1等距离配置。磁铁插入孔21的数量为5个。

磁铁插入孔21在与通过其周向中心的径向的直线(磁极中心线)正交的方向上呈直线状地延伸。但是，磁铁插入孔21并不限定于这样的形状，例如也可以呈V字状延伸。

在磁铁插入孔21的周向的两侧形成有作为孔部的隔磁磁桥22。隔磁磁桥22与转子芯20的外周之间的铁芯部分成为薄壁部。为了抑制相邻的磁极间的漏磁通，薄壁部的厚度优选与构成转子芯20的钢板的板厚相同。

在各磁铁插入孔21中插入有平板状的永久磁铁25。永久磁铁25的与轴向正交的截面形状为矩形。永久磁铁25例如由包含钕(Nd)、铁(Fe)及硼(B)的稀土类磁铁、包含钐(Sm)、铁及氮(N)的稀土类磁铁、或铁氧体磁铁构成。

5个永久磁铁25在径向外侧具有彼此相同的磁极(例如N极)。在转子芯20中，在周向上相邻的永久磁铁25之间形成有与上述磁极相反的磁极(例如S极)。

因此，转子2具有由永久磁铁25构成的5个磁铁磁极P1和由转子芯20构成的5个假想磁极P2。将这样的结构称为交替极型。以下，在仅称为“磁极”的情况下，包括磁铁磁极P1和假想磁极P2这两者。转子2的磁极数P为10。

磁铁磁极P1和假想磁极P2均以周向中心为极中心。转子芯20的外周在与轴向正交的截面中具有所谓的花瓣圆形状。更具体地，转子芯20的外周具有如下形状：在磁极P1、P2各自的极中心处外径最大，在极间处外径最小，从极中心到极间为弧状。但是，转子芯20的外周不限于花瓣圆形状，也可以是圆形。

在此，在一个磁铁插入孔21配置有一个永久磁铁25，但也可以在一个磁铁插入孔21配置两个以上的永久磁铁25。另外，也可以将磁铁磁极P1设为S极，将假想磁极P2设为N极。

在轴28与转子芯20之间设置有非磁性的树脂部26。树脂部26将轴28与转子芯20连结。树脂部26例如由PBT等热塑性树脂形成。

树脂部26具有与轴28的外周接触的环状的内筒部26a、与转子芯20的内周接触的环状的外筒部26c、以及将内筒部26a与外筒部26c连结的多个肋26b。

轴28在轴向上贯穿树脂部26的内筒部26a。肋26b在周向上等间隔地配置，从内筒部26a向径向外侧呈放射状地延伸。肋26b的数量为磁极数P的一半，各个肋26b的周向位置与假想磁极P2的极中心一致。但是，肋26b的数量和配置不限定于这里说明的例子。

转子芯20在假想磁极P2中具有至少一个在径向上延伸的狭缝23。狭缝23具有对通过假想磁极P2的磁通的流动进行整流的作用。在此，相对于假想磁极P2的极中心对称地具有4个狭缝23。但是，狭缝23的数量是任意的。另外，也可以不必在假想磁极P2上形成狭缝23。

转子芯20在磁铁插入孔21的径向内侧具有圆形的空隙部24。在转子芯20的内周，在形成有空隙部24的部分形成有向径向内侧突出的突出部分20a。突出部分20a作为转子芯20相对于树脂部26的止转件而发挥功能。但是，也可以不必在转子芯20的内周形成突出部分20a。

另外，在此，在转子芯20与轴28之间设置了树脂部26，但也可以不设置树脂部26，而使轴28嵌合于转子芯20的中心孔。

以上说明的电动机11的转子2的磁极数P为10，槽数S为12。即，电动机11是10极12槽。

该实施方式1的电动机并不限定于10极12槽的电动机11。以下，依次说明10极9槽的电动机12、8极9槽的电动机13、14极12槽的电动机14、14极15槽的电动机15。

＜10极9槽的电动机＞

图3是表示实施方式1的10极9槽的电动机12的剖视图。电动机12的磁极数P为10，槽数S为9。电动机12具备转子2和定子5A。转子2与电动机11的转子2(图1)同样地构成。定子5A相对于电动机11的定子5(图1)，槽数S不同。

定子5A具有定子芯50和卷绕于定子芯50的线圈55。定子芯50具有环状的磁轭51和从磁轭51向径向内侧延伸的多个齿52。线圈55隔着绝缘体54卷绕于齿52。

在相邻的齿52之间形成有作为收容线圈55的空间的槽53。齿52的数量为9，因此槽数S为9。定子5A除了槽数S以外，与电动机11的定子5(图1)同样地构成。

另外，在图3中省略了图示，但也可以在转子2的转子芯20的内周隔着树脂部26(图2)安装轴28，也可以不设置树脂部26而嵌合轴28。在以下说明的电动机13～电动机15(图4～图6)中也是同样的。

＜8极9槽的电动机＞

图4是表示实施方式1的8极9槽的电动机13的剖视图。电动机13的磁极数P为8，槽数S为9。电动机13具备转子2A和定子5A。转子2A相对于电动机11的转子2(图1)，磁极数P不同。定子5A与电动机12的定子5A(图3)同样地构成。

转子2A具有转子芯20，转子芯20具有多个磁铁插入孔21。磁铁插入孔21在周向上等间隔且距轴线C1等距离配置。磁铁插入孔21的数量为4个。在各磁铁插入孔21的周向的两侧形成有隔磁磁桥22。

在各磁铁插入孔21中插入有永久磁铁25。转子2A具有由永久磁铁25构成的4个磁铁磁极P1和由转子芯20构成的4个假想磁极P2。即，转子2A的磁极数P为8。转子2A除了磁极数P以外，与电动机11的转子2(图2)同样地构成。

＜14极12槽的电动机＞

图5是表示实施方式1的14极12槽的电动机14的剖视图。电动机14的磁极数P为14，槽数S为12。电动机14具备转子2B和定子5。转子2B相对于电动机11的转子2(图1)，磁极数P不同。定子5与电动机11的定子5(图1)同样地构成。

转子2B具有转子芯20，转子芯20具有多个磁铁插入孔21。磁铁插入孔21在周向上等间隔且距轴线C1等距离配置。磁铁插入孔21的数量为7个。在各磁铁插入孔21的周向的两侧形成有隔磁磁桥22。

在各磁铁插入孔21中插入有永久磁铁25。转子2B具有由永久磁铁25构成的7个磁铁磁极P1和由转子芯20构成的7个假想磁极P2。即，转子2B的磁极数P是14。转子2B除了磁极数P以外，与电动机11的转子2(图2)同样地构成。

＜14极15槽的电动机＞

图6是表示实施方式1的14极15槽的电动机15的剖视图。电动机15的磁极数P为14，槽数S为15。电动机15具备转子2B和定子5B。转子2B与电动机14的转子2A(图5)同样地构成。定子5B相对于电动机11的定子5(图1)，槽数S不同。

定子5B具有定子芯50和卷绕于定子芯50的线圈55。定子芯50具有环状的磁轭51和从磁轭51向径向内侧延伸的多个齿52。线圈55隔着绝缘体54卷绕于齿52。

在相邻的齿52之间形成有作为收容线圈55的空间的槽53。齿52的数量为15，因此槽数S为15。定子5B除了槽数S以外，与电动机11的定子5(图1)同样地构成。

以上说明的10极12槽的电动机11(图1、2)、10极9槽的电动机12(图13)、8极9槽的电动机13(图14)、14极12槽的电动机14(图15)以及14极15槽的电动机15(图6)总称为“电动机10”。

＜送风机＞

接着，对应用了电动机10的送风机1进行说明。图7是表示具备电动机10的送风机1的纵剖视图。电动机10也可以是上述电动机11～15中的任一个。

送风机1具有电动机10和通过电动机10旋转的风扇部8。风扇部8固定在电动机10的轴28上。

电动机10具有从径向外侧包围定子5的模制树脂部60。由定子5和模制树脂部60构成模制定子6。模制树脂部60由BMC(团状模塑料)等热固性树脂形成。

模制树脂部60在轴向的一侧(在图7中为左侧)具有开口部61，在另一侧具有轴承支承部62。电动机10的转子2从开口部61插入到模制定子6的内部的中空部分。

轴28从模制定子6的开口部61沿轴向突出。在轴28的末端部安装有风扇部8。因此，将轴28的突出侧(图7中的左侧)称为“负载侧”，将相反侧称为“负载相反侧”。

风扇部8具有安装在轴28上的有底圆筒状的轮毂82、和设置在轮毂82的外周的多个叶片81。轮毂82具有以轴线C1为中心的圆筒壁82a、位于圆筒壁82a的轴向端部的圆板部82b、和形成在圆筒部82a的内周侧的多个肋83。

轮毂82的圆板部82b具有使形成于轴28的末端部的螺纹部29通过的贯穿孔。圆筒部82a的内周侧的多个肋83在周向上等间隔地形成。各肋83与安装在轴28上的环28a抵接。通过将固定螺纹件85拧到轴28的螺纹部29上，将轮毂82固定于轴28。

叶片81在轮毂82的外周沿周向等间隔地设置。叶片81的张数N将在后面叙述。

在模制树脂部60的开口部61上安装有金属制的托架43。托架43由镀锌钢板等具有导电性的金属形成。在托架43上保持有支承轴28的一方的轴承41。

在托架43的外侧安装有帽44。帽44防止水等侵入轴承41。在模制树脂部60的轴承支承部62上保持有支承轴28的另一方的轴承42。

在模制树脂部60中，在定子5的负载相反侧保持有电路基板7。电路基板7是安装有用于驱动电动机10的功率晶体管等驱动电路72的印刷基板，布设有导线73。

电路基板7的导线73从安装在模制树脂部60的外周部分的导线引出部件74向电动机10的外部引出。也可以在电路基板7的定子5侧的面上设置用于检测转子2的旋转位置的磁传感器71。

在此，利用模制树脂部60覆盖定子5，但也可以代替模制树脂部60而利用金属制的壳体覆盖定子5。

<感应电压中的高次谐波分量的减少作用>

接着，对感应电压的高次谐波分量的减少作用进行说明。从转子2的表面发出的磁通如后述的图12所示那样具有正弦波状的分布，但有时包含高次谐波分量。在定子5的线圈55中，通过从转子2发出的磁通而感应出电压(称为感应电压)。若在感应电压波形中包含高次谐波分量，则成为噪音的原因。

图8是表示在交替极型的转子和非交替极型的转子中对转子的表面磁通进行FFT(快速傅立叶变换)解析的结果的曲线图。在此，表示转子的表面磁通中对噪音影响最大的5次分量和7次分量。另外，将电角的360度周期作为1次。

从图8可知，与非交替极型的转子的表面磁通相比，交替极型的转子2的表面磁通包含更多的5次分量和7次分量。这是因为，交替极型的转子2具有磁铁磁极P1和假想磁极P2，且它们是非对称的。

另一方面，转子2的表面磁通的高次谐波分量并非全部反映于感应电压，根据磁极数P和槽数S，感应电压的高次谐波分量减少。

以下，对使磁极数P和槽数S不同的情况下的感应电压的高次谐波分量的变化进行说明。

图9是表示2×M极、3×M槽(M为自然数)的交替极型的电动机中的感应电压的高次谐波分量的曲线图。具体地说，表示2极3槽、4极6槽、6极9槽、8极12槽、10极15槽和12极18槽的电动机中的感应电压的高次谐波分量。

高次谐波分量用绕组系数Kw评价。绕组系数Kw是表示来自转子2的磁通与定子5以何种程度有效地交链的指标。绕组系数Kw通过短节距绕线系数Kp和分布绕线系数Kd的积来求出。

短节距绕线系数Kp用以下的式(1)表示。分布绕线系数Kd用以下的式(2)表示。

Kp＝sin(K×β×π/2)…(1)

Kd＝sin(K×π/6)/(q×sin(K×π/6N))…(2)

β是相对于磁极间距的绕组间距。K是次数。q是每极每相槽数。

例如，2次绕组系数Kw的值是在上述式(1)、(2)中设为K＝2的情况下的绕组系数Kw的值。绕组系数Kw的值越小，其高频分量越减少。

如图9所示，2×M极、3×M槽的电动机的2次、4次、5次、7次、8次的各分量的绕组系数Kw都较大且为相同的值。根据该结果可知，在2×M极、3×M槽的电动机中，与M的值无关，感应电压的高次谐波分量没有减少。

图10是表示4×M极、3×M槽的交替极型的电动机中的感应电压的高次谐波分量的曲线图。具体地说，表示4极3槽、8极6槽、12极9槽和16极12槽的电动机中的感应电压的高次谐波分量。

如图10所示，4×M极、3×M槽的电动机的2次、4次、5次、7次、8次的各分量的绕组系数Kw都较大且为相同的值。根据该结果可知，在4×M极、3×M槽的电动机中，与M的值无关，感应电压的高次谐波分量没有减少。

图11是表示8极9槽、10极9槽、10极12槽、14极12槽以及14极15槽的交替极型的电动机10中的感应电压的高次谐波分量的曲线图。这些电动机10与上述的2×M极、3×M槽和4×M极、3×M槽中的任一个均不相当。

另外，图11中还一并表示了2×M极、3×M槽的电动机(图9)和4×M极、3×M槽的交替极型的电动机(图10)中的感应电压的高次谐波分量。

如图11所示，与2×M极、3×M槽的电动机和4×M极、3×M槽的电动机相比，在8极9槽、10极9槽、10极12槽、14极12槽和14极15槽的电动机10中，3次分量以外的高次谐波分量减少。

特别是在8极9槽、10极9槽、10极12槽、14极12槽以及14极15槽的电动机10中，成为噪音的原因的5次分量和7次分量减少。

即，通过使用与2×M极、3×M槽和4×M极、3×M槽中的任一个均不相当的电动机10，能够减少感应电压中的高次谐波分量。

图12是在10极12槽的交替极型的电动机11和8极12槽(即2×M极、3×M槽)的交替极型的电动机中比较感应电压波形而表示的曲线图。从图12可知，与8极12槽的电动机相比，在10极12槽的电动机11中，高次谐波分量减少，感应电压波形成为正弦波状。

电动机10的扭矩T与由转子2的磁通与线圈55交链而产生的感应电压V和在线圈55中流动的电流I的积(V×I)成正比。因此，若感应电压的高次谐波分量减少，则扭矩的脉动减少。由此，能够降低电动机10的噪音。

电动机10的扭矩脉动中的、与噪音增加最相关的分量是6次分量。感应电压的5次分量和7次分量对该扭矩脉动的6次分量影响最大。因此，有效地减少感应电压的5次分量和7次分量成为课题。

8极9槽、10极9槽、10极12槽和14极12槽的电动机10由于感应电压的5次分量和7次分量的减少效果大，因此电动机10的噪音降低效果特别大。

另一方面，在使用与2×M极、3×M槽和4×M极、3×M槽中的任一个均不相当的电动机10的情况下，存在作用于转子2的径向激振力容易变大这样的课题。以下，对作用于转子2的径向激振力进行说明。

＜径向激振力＞

图13是用于说明作用于10极12槽的电动机11的转子2(图1)的径向激振力的示意图。在12个齿52中的相邻的两个齿52上所卷绕的绕组部55a中，同一相的电流以产生相互反向的磁场的方式流动。

在U相电流所流动的绕组部55a中，将从转子2侧观察绕逆时针卷绕的绕组部55a设为U相，将绕顺时针卷绕的绕组部55a设为

相。在U相的绕组部55a和

相的绕组部55a中流动相位相反(电相位错开180度)的电流。

同样，在V相电流所流动的绕组部55a中，将从转子2侧观察绕逆时针卷绕的绕组部55a设为V相，将绕顺时针卷绕的绕组部55a设为

相。在V相的绕组部55a和

相的绕组部55a中流动相位相反的电流。

在W相电流所流动的绕组部55a中，将从转子2侧观察绕逆时针卷绕的绕组部55a设为W相，将绕顺时针卷绕的绕组部55a设为

相。在W相的绕组部55a和

相的绕组部55a中流动相位相反的电流。

在U相、V相、W相的绕组部55a中流动电相位错开120度的电流。在此，在12个齿52上，沿图中绕顺时针卷绕有

相、U相、W相、

相、V相、

相、U相、

相、

相、W相、V相、

相的绕组部55a。

当U相的电流在绕组部55a流动时，由箭头F所示的径向的力通过磁吸引力作用在转子2上。由于U相的电流所流动的绕组部55a位于隔着轴线C1的两侧，因此作用于转子2的径向的力相互抵消。即，使转子2在径向上振动的径向激振力比较小。对于V相的电流以及W相的电流，也可以说是相同的。

图14是用于说明作用于10极9槽的电动机12的转子2的径向激振力的示意图。在9个齿52上，沿图中绕顺时针卷绕有U相、

相、U相、V相、

相、V相、W相、

相、W相的绕组部55a。

U相、

相、V相、

相、W相、

相的绕组部55a的卷绕方向如参照图13说明的那样。在各相的绕组部55a流动的电流的相位也如参照图13说明的那样。

当U相的电流在绕组部55a流动时，由箭头F所示的径向的力通过磁吸引力作用在转子2上。由于U相的电流所流动的绕组部55a相对于轴线C1位于一侧，因此径向激振力比较大。对于V相以及W相的电流，也可以说是相同的。

图15是用于说明作用于8极9槽的电动机13的转子2A的径向激振力的示意图。在9个齿52上，沿图中绕顺时针卷绕有U相、

相、U相、W相、

相、W相、V相、

相、V相的绕组部55a。

U相、

相、V相、

相、W相、

相的绕组部55a的卷绕方向如参照图13说明的那样。在各相的绕组部55a流动的电流的相位也如参照图13说明的那样。

当U相的电流在绕组部55a流动时，由箭头F所示的径向的力作用在转子2A上。由于U相的电流所流动的绕组部55a相对于轴线C1位于一侧，因此径向激振力比较大。对于V相以及W相的电流，也可以说是相同的。

另一方面，在上述的2×M极、3×M槽的电动机以及4×M极、3×M槽的电动机中，存在径向激振力变小的倾向。

图16是用于说明作用于8极12槽的电动机16的转子2A的径向激振力的示意图。电动机16具有参照图4说明的8极的转子2A和参照图1说明的12槽的定子5。

在电动机16的12个齿52上，沿图中绕顺时针卷绕有U相、W相、V相、U相、W相、V相、U相、W相、V相、U相、W相、V相的绕组部55a。U相、V相、W相的绕组部55a的卷绕方向如参照图13说明的那样。在各相的绕组部55a流动的电流的相位也如参照图13说明的那样。

当U相的电流在绕组部55a流动时，由箭头F所示的径向的力作用在转子2A上。由于U相的电流所流动的绕组部55a以轴线C1为中心对称地配置，因此径向激振力小。对于V相以及W相的电流，也可以说是相同的。

图17是用于说明作用于10极15槽的电动机17的转子2的径向激振力的示意图。电动机17具有参照图1说明的10极的转子2(图1)和参照图6说明的15槽的定子5B(图1)。

在电动机17的15个齿52上，沿图中绕顺时针卷绕有U相、W相、V相、U相、W相、V相、U相、W相、V相、U相、W相、V相、U相、W相、V相的绕组部55a。U相、V相、W相的绕组部55a的卷绕方向如参照图13说明的那样。在各相的绕组部55a流动的电流的相位也如参照图13说明的那样。

当U相的电流在绕组部55a流动时，由箭头F所示的径向的力作用在转子2上。由于U相的电流所流动的绕组部55a以轴线C1为中心对称地配置，因此径向激振力小。对于V相以及W相的电流，也可以说是相同的。

在图13～图17所示的5种电动机11～13、16、17中，径向激振力最小的是10极15槽的电动机17(图17)，径向激振力第二小的是8极12槽的电动机16(图16)。这些电动机16、17相当于2×M极、3×M槽的电动机。

相反，径向激振力最大的是8极9槽的电动机13(图4)，径向激振力第二大的是10极9槽的电动机12(图3)。径向激振力第三大的是10极12槽的电动机11(图1、2)。

以下，对用于抑制径向激振力引起的噪音的结构进行说明。送风机1的噪音以风扇部8的叶片81的张数N的整数倍的周期显著地产生。因此，需要使上述电动机10的径向激振力的周期与送风机1的振动周期不一致。

图18是表示交替极型的电动机10以及非交替极型的电动机中的径向激振力的频率分析结果的曲线图。磁极数均为10。在频率分析时，使转子2偏心，以显著地表现出径向激振力。

从图18可知，非交替极型的电动机中的径向激振力具有作为磁极数的10的整数倍的频率分量。与此相对，交替极型的电动机中的径向激振力具有作为磁极数的1/2的5的整数倍的频率分量。这是由于以下的理由。

即，在非交替极型的电动机中，作用于N极的磁极与定子之间的力和作用于S极的磁极与定子之间的力相同，因此，各极每旋转一周产生径向激振力的变动。

相对于此，在交替极型的电动机中，由于作用在N极的磁铁磁极与定子之间的力和作用在S极的假想磁极与定子之间的力不同，因此，磁铁磁极和假想磁极组合而成的部分每旋转一圈产生径向激励力的变动。

根据该结果，在本实施方式中，将风扇部8的叶片81的张数N设定为磁极数P的1/2的整数倍以外的整数，以使电动机10的径向激振力的周期与送风机1的振动周期不一致。

接着，对叶片81的张数N的下限和上限进行说明。在叶片81的张数N为一张的情况下，无法使风扇部8的重心位于轴线C1上，在风扇部8旋转时产生噪音。因此，叶片81的张数N的下限为2张。

另外，叶片81的张数N越多，能够安装于轴28的叶片81的宽度越窄。图19是表示叶片81的张数与能够安装在轴28上的叶片81的最大宽度W(参照图20)之间的关系的曲线图。

在此，表示了叶片81的外径D(参照图20)为200mm、400mm、550mm的情况下的最大宽度W。叶片81在周向上排列地安装于轴28。叶片81的最大宽度W(参照图20)是叶片81在周向上的最大长度。

如图19所示，在叶片81的外径D为200mm、400mm、550mm中的任一个的情况下，当叶片81的张数超过10时，叶片81的最大宽度W变得极窄。当叶片81的宽度变窄时，难以保持足够的强度以抵抗在叶片81旋转时产生的离心力或者由于风被吹到叶片81上而产生的外力。

因此，在本实施方式中，为了确保叶片81的充分的强度，将风扇部8的叶片81的张数N的上限设为10张。

如上所述，在本实施方式中，将风扇部8的叶片81的张数N设定为除了磁极数P的1/2的整数倍以外的2以上且10以下的整数。

在使用10极的电动机11、12(图1、3)的情况下，将风扇部8的叶片81的张数N设定为除了磁极数的1/2即5的整数倍以外的2以上且10以下的整数。

另外，在使用8极的电动机13(图4)的情况下，将风扇部8的叶片81的张数N设定为除了磁极数的1/2即4的整数倍以外的2以上且10以下的整数。

另外，在使用14极的电动机14、15(图5、6)的情况下，将风扇部8的叶片81的张数N设定为除了磁极数的1/2即7的整数倍以外的2以上且10以下的整数。

例如，若将叶片81的张数N设定为2张或3张，则在极数P为10极(图1、3)、8极(图4)、14极(图5、6)的任意情况下，都能够抑制送风机1的噪音。

图20是表示具有2张叶片81的风扇部8的图，是在轴向上从电动机10(图7)的相反侧观察的图。两个叶片81设置在以轴线C1为中心对称的两个部位。

风扇部8收容在收容部9中。收容部9例如是设置在空气调节装置200的室外机201(图23)内的收容室。收容部9在与轴向正交的面内具有四边形状。更具体地说，收容部9具有从四方包围风扇部8的4个壁部91。在相邻的壁部91之间形成有角部92。

收容部9可以仅收容风扇部8，也可以收容风扇部8和电动机10这两者。

由于风扇部8的两个叶片81配置在以轴线C1为中心对称的两个部位，因此风扇部8的重心位于轴线C1上。因此，能够抑制风扇部8旋转时的噪音。

如上所述，在叶片81的张数N为一张的情况下，由于无法使风扇部8的重心位于轴线C1上，因此叶片81的张数N的下限为2张。通过将叶片81的张数N设为2张，能够使叶片81的宽度W最大，由此能够提高叶片81的强度。

图21是表示具有3张叶片81的风扇部8的图。3张叶片81以轴线C1为中心以120度间隔设置。风扇部8被收容在参照图20说明的收容部9中。

如参照图11说明的那样，在8极9槽、10极9槽、10极12槽、14极12槽以及14极15槽的电动机10中，3次绕组系数比较大。即，在感应电压中产生3次的高次谐波分量。

若在感应电压中产生3次的高次谐波分量，则在扭矩脉动中产生2次分量或4次分量。噪音以叶片81的张数N的整数倍的周期显著地产生，因此，若将叶片81的张数设为2的整数倍或4的整数倍，则噪音有可能增加。

因此，通过将叶片81的张数N设为既不是2的整数倍也不是4的整数倍的3张，能够抑制这样的噪音的增加。

另外，既不是2的整数倍也不是4的整数倍的最小整数是3。因此，通过将叶片81的张数设为3张，能够使叶片81的宽度W最大，由此能够提高叶片81的强度。

图22是表示具有4张叶片81的风扇部8的图。4张叶片81以轴线C1为中心以90度间隔设置。风扇部8被收容在参照图20说明的收容部9中。

由于风扇部8具有4张叶片81，收容部9具有4个壁部91，因此如图22中由附图标记A所示，叶片81和壁部91最接近的时刻在全部4张叶片81中为相同的时刻。因此，4张叶片81相对于壁部91的相位相同，有可能使噪音增加。

与此相对，在图21所示的具有3张叶片81的风扇部8中，即使1张叶片81最接近壁部91(附图标记A)，其它的叶片81也与角部92相向(附图标记B)。由于3张叶片81相对于壁部91的相位不同，因此能够抑制噪音的增加。

＜空气调节装置＞

接着，对应用了实施方式1的电动机10的空气调节装置200进行说明。图23是表示空气调节装置200的结构的图。空气调节装置200具备室外机201、室内机202、以及连接它们的制冷剂配管203。

室外机201具备作为室外送风机的送风机1。送风机1的结构如参照图7说明的那样。另外，在图23中还表示了压缩制冷剂的压缩机207。

室内机202具备室内送风机204。室内送风机204具有叶片205和驱动该叶片205的电动机206。室内送风机204例如是横流风扇。

在作为室外送风机的送风机1中，通过电动机10的转子2的旋转，叶片81旋转，向未图示的热交换器吹送空气。在空气调节装置200的制冷运转时，将由压缩机207压缩后的制冷剂在热交换器(冷凝器)中冷凝时释放的热通过送风机1的送风而释放到室外。

在室内送风机204中，通过电动机206的转子的旋转，叶片205旋转，向室内送风。在空气调节装置200的制冷运转时，将制冷剂在蒸发器(未图示)中蒸发时被夺去了热的空气通过室内送风机204的送风而吹送到室内。

由于本实施方式的电动机10的噪音小，因此能够提高具有送风机1的室外机201的静音性，由此能够提高空气调节装置200的静音性。

在此，作为室外机201的室外送风机使用了送风机1(图7)，但也可以在室内机202的室内送风机204中使用送风机1。

<实施方式的效果>

如以上说明的那样，实施方式1的送风机1具备：转子2，在周向上具有磁铁磁极P1和假想磁极P2，且磁铁磁极P1和假想磁极P2相加而得到的磁极数为P；定子5，从径向外侧包围转子2，且在周向上具有S个槽；以及N张叶片81，安装于转子2的轴28且在周向上排列。电动机10的磁极数P与槽数S的组合是8极9槽(P＝8且S＝9)、10极9槽(P＝10且S＝9)、10极12槽(P＝10且S＝12)以及14极12槽(P＝14且S＝12)中的任一个。叶片81的张数N是除了P/2的整数倍之外的2以上且10以下的整数。

由于电动机10是8极9槽、10极9槽、10极12槽、以及14极12槽中的任一个，因此与2×M极、3×M槽的电动机、或者4×M极、3×M槽的电动机相比，能够减少感应电压的高次谐波分量，能够降低电动机10的噪音。并且，叶片81的张数N是除了P/2的整数倍之外的2以上且10以下的整数，因此，能够使电动机10的径向激振力的周期与送风机1的振动周期不一致，能够抑制叶片81旋转时的噪音。

特别是，通过使用10极12槽的电动机11，能够最有效地减少感应电压的5次的高次谐波分量(参照图11)。由此，能够减少电动机11的扭矩脉动的6次分量，提高噪音降低效果。另外，在10极12槽的电动机11中，由于能够将流动相同相位的电流的绕组部55a相对于轴线C1对称地配置，因此能够降低径向激振力。另外，由于叶片81的张数N是除了5的整数倍之外的2以上且10以下的整数，因此能够抑制叶片81旋转时的噪音。

另外，通过使用10极9槽的电动机12，能够最有效地减少感应电压的7次的高次谐波分量(参照图11)。由此，能够减少电动机12的扭矩脉动的6次分量，提高噪音降低效果。另外，通过将叶片81的张数设为除了5的整数倍之外的2以上且10以下的整数，能够抑制叶片81旋转时的噪音。

另外，通过使用8极9槽的电动机13，能够最有效地减少感应电压的7次的高次谐波分量(参照图11)。由此，能够减少电动机13的扭矩脉动的6次分量，提高噪音降低效果。另外，通过将叶片81的张数设为除了4的整数倍之外的2以上且10以下的整数，能够抑制叶片81旋转时的噪音。

另外，通过使用14极12槽的电动机14，能够最有效地减少感应电压的5次的高次谐波分量(参照图11)。由此，能够减少电动机14的扭矩脉动的6次分量，提高噪音降低效果。另外，通过将叶片81的张数设为除了7的整数倍之外的2以上且10以下的整数，能够抑制叶片81旋转时的噪音。

另外，通过将叶片81的张数N设为奇数，即使在因感应电压的3次的高次谐波分量而在扭矩脉动中产生2次或4次分量的情况下，也能够抑制噪音的增加。

另外，由于叶片81的张数N为2张或3张，因此，能够降低噪音，并且能够确保叶片81的周向长度而提高强度。

另外，由于风扇部8在与轴向正交的面内被收纳于四边形状的收容部9，叶片81的张数N是除了4的整数倍之外的2以上且10以下的整数，因此，能够使各叶片81与收容部9的壁部91的相位不同，能够降低噪音。

另外，由于电动机10具有从径向外侧包围定子5的模制树脂部60，因此能够抑制电动机10自身的振动，能够进一步降低噪音。

实施方式1中说明的送风机1也能够搭载于空气调节装置的送风机以外的电气设备、例如换气扇。

这里所说明的电动机10是将永久磁铁25埋入转子2的IPM(内置永磁)马达，但是也可以是将永久磁铁25安装于转子2的表面的SPM(表面永磁)马达。

虽然以上具体说明了本公开的优选的实施方式，但是本公开不限于上述实施方式，并且能够在不脱离本公开的要旨的范围内进行各种改进或变形。

附图标记的说明

1送风机、2、2A、2B转子、5、5A、5B定子、6模制定子、7电路基板、8风扇部、9收容部、10、11、12、13、14、15电动机、20转子芯、21磁铁插入孔、25永久磁铁、28轴、29螺纹部、50定子芯、51磁轭、52齿、53槽、54绝缘体、55线圈、55a绕组部、60模制树脂部、81叶片、82轮毂、83肋、91壁部、92角部、200空气调节装置、201室外机、202室内机、203制冷剂配管、205叶片、206电动机、207压缩机。

Claims (11)

1.一种送风机，其中，

该送风机具备：

转子，具有轴、以所述轴的中心轴线为中心的环状的转子芯、以及安装于所述转子芯的永久磁铁，所述永久磁铁构成磁铁磁极，所述转子芯的一部分构成假想磁极，所述磁铁磁极与所述假想磁极相加得到的磁极数为P；

定子，从以所述中心轴线为中心的径向的外侧包围所述转子，在以所述中心轴线为中心的周向上具有S个槽；以及

N张叶片，安装于所述轴且沿所述周向排列，

所述磁极数P与所述槽的数量S的组合是

P＝8且S＝9、

P＝10且S＝9、

P＝10且S＝12、

P＝14且S＝12中的任一种，

所述叶片的张数N是除了P/2的整数倍以外的2以上且10以下的整数。

2.根据权利要求1所述的送风机，其中，

所述磁极数P是10，

所述槽的数量S是12，

所述叶片的张数N是除了5的整数倍之外的2以上且10以下的整数。

3.根据权利要求1所述的送风机，其中，

所述磁极数P是10，

所述槽的数量S是9，

所述叶片的张数N是除了5的整数倍之外的2以上且10以下的整数。

4.根据权利要求1所述的送风机，其中，

所述磁极数P是8，

所述槽的数量S是9，

所述叶片的张数N是除了4的整数倍之外的2以上且10以下的整数。

5.根据权利要求1所述的送风机，其中，

所述磁极数P是14，

所述槽的数量S是12，

所述叶片的张数N是除了7的整数倍之外的2以上且10以下的整数。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的送风机，其中，

所述叶片的张数N是奇数。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的送风机，其中，

所述叶片的张数N是2或3。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的送风机，其中，

所述叶片在与所述中心轴线的方向正交的面内被收纳于四边形状的收容部，

所述叶片的张数N是除了4的整数倍之外的2以上且10以下的整数。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的送风机，其中，

所述转子芯具有磁铁插入孔，

所述永久磁铁被插入到所述磁铁插入孔中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的送风机，其中，

该送风机具有从所述径向的外侧包围所述定子的模制树脂部。

11.一种空气调节装置，其中，

该空气调节装置具备室外机和通过制冷剂配管与所述室外机连接的室内机，

所述室外机和所述室内机中的至少一方具有权利要求1至10中的任一项所述的送风机。

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