三相电机和装有该电机的电器以及汽车制造技术

一种三相电机和装有该电机的电器以及汽车，该三相电机具备具有多个极的转子（１）、具有配置在多个槽（２）中的三相驱动绕组（４）的定子（３）、用于对驱动绕组（４）进行三相全波通电的驱动器（５），其特征在于：转子（１）的极数与定子（３）的槽数之比为１４∶１２，而且，由驱动器（５）向驱动绕组（４）的通电宽度在电角为１３５度至１８０度的范围。采用这种结构能够提供低噪音以及低振动的电机和装有该电机的静音性得到提高的电器以及汽车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及设置具有多个极的转子、具有配置在多个槽中的三相驱动绕组的定子、以及用于对这些驱动绕组进行三相全波通电的驱动器的三相电机和装有该电机的空调机、空气净化器、热水器等电器以及汽车。
技术介绍
近年来，对电机的低噪音和低振动的要求日益高涨。原来的无刷电机如图8所示具备具有8个磁极的转子100，具有12个槽200、并在这些槽中配置三相绕线的驱动绕组540的定子300，用于对这些驱动绕组540进行120度三相全波通电的驱动器500。这种原有的无刷电机，可参照日本专利申请特开平7-222485号公报所公布的，如图8所示，其转子100的极数(8极)与定子300的槽数(12个)之比为2∶3。在这种无刷电机中，一般情况下，为了抑制转矩脉动而使流过驱动绕组的电流基本上接近正弦波，对降低噪音以及振动很有效。即，由于因三相驱动绕组之中在各2相驱动绕组的线间产生的反电动势(线间反电动势)和电源电压之差而使得外加在驱动绕组上的电压被决定，所以，线间反电动势几乎接近正弦波，对降低噪音以及振动很有效。然而，在原有的电机中，线间反电动势的失真率增大，有可能产生与噪音和震动相关的不良影响。在图8中，在一个齿部的一侧导体群所引起的电压(反电动势)f8(θ)，利用富利叶级数展开能够表示成如下这样。f8(θ)=Σn=1∞ansin{(2n-1)θ}]]>式(1) 在上式中，θ表示电角(°)。如图8所示，线间反电动势f8(θ)，例如在V相-W相通电时，是在导体群521至536所引起的电压之和，把上述(式1)相位不同的16个全部加起来就成为如下这样。F8(θ)＝4F8(θ)+8F8(θ+60°)+4F8(θ+120°) (式2)将上述(式2)按高次谐波成分组合起来，就成为以下这样。F8(θ)＝12a1sin(θ+60°)+12a3sin(5θ+300°)+12a4sin(7θ+60°)+...(式3)由上述(式3)可知，在转子的极数和定子的槽数之比为2∶3的电机中，即使能够抑制线间反电动势的3次项成分，也不能抑制5次项、7次项的成分。图9是电机转速为1000r/min时的线间反电动势的波形，由于失真率必须只有正弦波的2-5％，所以会有产生转矩脉动、出现噪音和振动之类的问题。这样，在原有的无刷电机中，由于采用120度三相全波通电方式，所以，二相通电的相位切换时流入绕组的电流的变化增大，会产生转矩脉动而不利于降低噪音和振动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种适合于三相全波通电式的驱动器，通过使转子的极数与定子的槽数之比为最佳比例来得到低噪音以及低振动的三相电机以及装有该电机的更加安静的电器以及汽车。本专利技术是一种具备具有多个极的转子、具有配置在多个槽中的三相驱动绕组的定子、用于对驱动绕组进行三相全波通电的驱动器的三相电机，其特征在于，转子的极数与定子的槽数之比为14∶12，而且，使由驱动器向驱动绕组的通电宽度为电角在135度至180度的范围。采用这种结构，不仅能够抑制三相电机驱动绕组中的线间反电动势的3次项成分、也能够抑制5次项、7次项成分，而能够使线间反电动势更接近正弦波。结果，本专利技术的电机能够实现低噪音以及低振动。附图说明图1是示意本专利技术的实施例中三相电机的模式图。图2是本专利技术的实施例中三相电机结构的剖视图。图3是示意本专利技术的实施例中使用了嵌入磁铁型转子(IPM转子)的三相电机的模式图。图4是本专利技术的实施例中房间用空调室内机以及室外机的构成图。图5A是本专利技术的实施例中热水器的构成图。图5B是图5A所示的热水器的外壳(casing)部分的立体图。图6A是本专利技术的实施例中空气净化器的构成图。图6B是图6A所示的空气净化器的剖面构成图。图7是本专利技术的实施例中电动汽车的构成方块图。图8是示意原有的三相电机的模式图。图9是图8所示的三相电机的线间反电动势的波形图。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的实施例进行说明。(第1实施例)图1是示意本专利技术的实施例中三相电机的模式图。图1所示的三相电机特征在于，具备具有多个极的转子1、具有配置在多个槽2中的三相驱动绕组4的定子3、用于对这些驱动绕组4进行三相全波通电的驱动器5。并且，转子1的极数与定子3的槽数之比为14∶12，而且，使由驱动器向驱动绕组的通电宽度为电角在135度至180度的范围。进一步对图1所示的三相电机的结构进行详细的说明。在图1中，转子1，构成交替的7对N极和S极，即14极磁极。在定子3上，形成从环状的轭60突起的12个齿部70，在这些齿部70之间形成12个槽2。然后将驱动绕组4缠绕在各齿部70上。转子1借助空隙配置在形成环状的定子3的内侧。通过作用于由驱动器5向驱动绕组4的三相全波通电而从定子3的各齿部产生的旋转磁场和转子的各磁极之间的旋转力，使转子1进行旋转。这里，对驱动绕组4进行更加详细的说明。本专利技术的三相电机的驱动绕组4由缠绕在各齿部上的U相绕组、V相绕组、W相绕组组成。U相绕组由绕组403、与该绕组403相邻的绕组404、在这些绕组403、403对面位置毗邻的绕组409以及绕组410串联连接而成。同样，V相绕组由绕组401、与该绕组401相邻的绕组402、在这些绕组401、402对面位置毗邻的绕组407以及绕组408串联连接而成。同样，W相绕组由绕组411、与该绕组411相邻的绕组412、在这些绕组411、412对面位置毗邻的绕组405以及绕组406串联连接而构成。这些U相绕组、V相绕组以及W相绕组各自的一端共同连接在中性点420上。这样，U相绕组、V相绕组以及W相绕组成为所谓的星形连线。U相绕组、V相绕组以及W相绕组各自的另一端连接在用于对各自的相绕组进行三相全波通电的驱动器5上。像上面这样构成的本第1实施例中的三相电机，在一个齿部的一侧的导体群引起的电压f14(θ)，利用富利叶级数展开能够表示成下面这样。f14(θ)=Σn=1∞bnsin{(2n-1)θ}]]>(式4)在上式中，θ表示电角(°)。在图1中，线间反电动势f14(θ)，例如在U相-V相通电时，为在导体群121至136感应的电压之和，把上述(式4)相位不同的16个全部加起来就成为如下这样。F14(θ)＝2f14(θ)+4f14(θ-30°)+4f14(θ-60°)+4f14(θ-90°)+2f14(θ-120°)(式5)将上述(式5)按高次谐波成分组合起来，就成为以下这样。F14(θ)＝12.93b1sin(θ-60°)+0.93b3sin(5θ-120°)+0.93b4sin(7θ-240°)+.... (式6)由上述(式6)可知，在本专利技术的电机中，通过使转子的极数与定子的槽数之比为14∶12，不仅能够抑制线间反电动势的3次项成分，也能够抑制5次项、7次项的成分，从而使线间反电动势接近正弦波。在磁场解析模拟结果中，能够得到将1000r/min时的线间反电动势波形的失真率抑制到0.7％的正弦波，具有抑制转矩脉动、降低噪音以及振动的效果。另外，在图8所示的原有的电机中，由于使用120度三相全波通电，所以，电角每隔60度依本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相电机，设置有具有多个极的转子、具有配置在多个槽中的三相驱动绕组的定子、用于对驱动绕组进行三相全波通电的驱动器，其特征在于：　　　　所述转子的极数与所述定子的槽数之比为１４∶１２，而且，由所述驱动器向驱动绕组的通电宽度在电角为１３５度至１８０度的范围。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤久孝，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]