CN102497060A - 一种潜水泵的变频装置安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种潜水泵的变频装置安装结构，属于潜水泵技术领域。它解决了现有技术中变频器独立设置与潜水泵泵体外容易使变频器容易受潮损坏且存在用电安全隐患等问题。该变频装置安装结构包括变频电机和连接于变频电机上的泵组件，变频电机包括具有电机腔的电机壳，在电机腔内安装有用于驱动泵组件工作的变频电机组件，电机壳为密封结构，在电机腔内还设有与变频电机连接的变频装置，变频装置包括一块固定在电机腔内的印刷电路板，在印刷电路板上设置将工频电变频后输送给上述变频电机的变频单元。该变频安装结构能够将变频装置安装在潜水泵的电机腔内。

Description

一种潜水泵的变频装置安装结构

技术领域

本发明属于潜水泵技术领域，涉及一种潜水泵的变频装置安装结构。

背景技术

目前潜水泵都采用了普通电机，受转速的限制，难以提高叶轮效益。

潜水泵由泵和电机组成，通过电机驱动泵内的叶轮转动，普通潜水泵难以发挥叶轮的效益。因此配备变频装置提高电机转速，现有的潜水泵是采用外置的变频器来实现变频的，而将变频器设置在变频电机外则容易受潮，减少了变频器的使用寿命；同时也存在用电安全隐患，并且现有的变频器体积也比较大，不能放入到潜水泵中。

如2011年1月26日公告的中国专利“变频高速湿式潜水泵”，公告号为CN201723460U，其包括底座、叶轮、导叶、后泵盖、前滑动轴承、推力盘、电机、后滑动轴承、后端盖、出口法兰、诱导轮、辅助叶轮、滤液器和冷却管路，叶轮连接电机轴，叶轮型式为部分流式或离心式结构，在叶轮前端设有变距诱导轮，叶轮出口设有导叶，电机采用变频电机。这种潜水泵仅运用变频电机，而变频器是外置的，存在上述的问题。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种潜水泵的变频装置安装结构，本变频安装结构能够将变频装置安装在潜水泵的电机腔内。

本发明通过下列技术方案来实现：一种潜水泵的变频装置安装结构，包括变频电机和连接于变频电机上的泵组件，所述的变频电机包括具有电机腔的电机壳，在电机腔内安装有用于驱动泵组件工作的变频电机组件，其特征在于，所述的电机壳为密封结构，在电机腔内还设有与上述变频电机连接的变频装置，所述的变频装置包括一块固定在电机腔内的印刷电路板，在印刷电路板上设置将工频电变频后输送给上述变频电机的变频单元。

本潜水泵的变频装置结构针对潜水泵的特定空间，自行设计变频装置，将其必要的元器件全部都集成在一块能放入到电机腔内的印刷电路板上，缩减了体积，使得变频装置能够放入到潜水泵的电机腔内。由于将变频装置放入到具有密封结构的电机腔内，变频装置不容易受潮，使用寿命更长，也更安全，电机和变频装置之间的连接都在电机腔内，用电也更安全。

在上述潜水泵的变频装置安装结构中，所述的电机腔内设置有将变频电机和变频装置相隔离的屏蔽套，并在所述的电机腔内填充满冷却油。通过屏蔽套能够防止变频电机运转时产生的电磁对变频装置的干扰。同时冷却液直接与变频装置和变频电机接触，使变频装置和电机产生的热量通过冷却油及时传到电机壳上，再由电机壳传递到水中，散热效果好。

在上述的潜水泵的变频装置安装结构中，所述的屏蔽套为圆盘状，且与电机壳的内径相匹配。屏蔽套起防磁作用，消除变频电机对变频装置产生的磁干扰，使变频装置连续正常使用。

在上述潜水泵的变频装置安装结构中，所述的变频单元包括设置在所述印刷电路板上的工频电电源接口、用于将工频电进行变频的整流逆变电路、驱动模块和控制模块，所述的控制模块与驱动模块连接，所述的驱动模块连接于所述的整流逆变电路。

在上述的潜水泵的变频装置安装结构中，所述的变频装置外层为密封塑封。通过密封塑封使变频装置保持正常的运行，防止受潮。

在上述的潜水泵的变频装置安装结构中，所述的电机壳包括长筒状的不锈钢壳体，在所述壳体的上端设置与壳体形成密封的上轴承座，在所述壳体的下端设置与壳体形成密封的密封端盖。通过壳体、上轴承座和密封端盖形成密封的电机腔，防止水进入电机腔内以损坏电机。

在上述的潜水泵的变频装置安装结构中，所述的整流逆变电路包括依次连接的桥式整流电路、电容滤波电路和逆变电路，所述的逆变电路包括6个IGBT功率器件连接而成的电路，所述的IGBT功率器件与上述驱动模块中相应的输出端连接。

在上述的潜水泵的变频装置安装结构中，所述的屏蔽套上部的电机腔固定有变频电机，屏蔽套下部的电机腔固定有所述的印刷电路板，在所述印刷电路板上的驱动模块和IGBT功率器件远离变频电机。驱动模块和功率部件模块最容易受到电磁干扰，远离变频电机后可进一步弱化磁干扰。

与现有技术相比，本潜水泵的变频装置安装结构具有以下优点：

1、本发明改变了变频器的整体结构，去掉了壳体和其它不必要的元器部件，将所需功能集中设计在一块印刷电路板上，减小了变频器的体积，使得变频器能够放入到潜水泵这种较小的变频电机腔中。

2、本发明将变频装置放置在密封结构的电机壳内，因此不容易受潮，延长了使用寿命，并且更安全。

3、本发明还采用屏蔽套以及填充冷却油等结构来消除变频电机产生的电磁对变频装置的影响，使变频装置能够长时间地进行工作，不会产生爆炸的情况。同时通过冷却油提高了散热效果。

附图说明

图1是本潜水泵的变频装置安装结构的结构示意图。

图中，1、泵组件；011、进水口；012、出水口；013、过滤网；014、泵轴；015、叶轮；016、泵体；2、变频电机；21、电机腔；22、电机壳；221、壳体；222、上轴承座；223、下轴承座；3、变频电机组件；31、电机轴；4、变频装置；41、印刷电路板；411、工频电电源接口；412、整流逆变电路；413、驱动模块；414、控制模块；415、IGBT功率部件；5、屏蔽套；6、密封端盖；7、冷却油。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示是深井潜水泵的变频装置安装结构，包括泵组件1和与泵组件1连接的的变频电机2，变频电机2包括具有电机腔21的电机壳22，在电机壳22内安装有用于驱动泵组件1工作的变频电机组件3，电机壳22为密封结构，在电机壳22内还设有与变频电机3连接的变频装置4，变频装置4包括一块固定在变频电机2内的印刷电路板41，在印刷电路板41上设置将工频电变频后输送给变频电机3的变频单元。

具体来说，泵组件1包括泵体016，在泵体016上设有进水口011和出水口1012，出水口1012设置在泵体016的端部，进水口011设置在泵体016的侧面并设置过滤网013。在泵体016内设置传动轴014，在传动轴014上设置若干叶轮015，在叶轮015转动的时候可以将水从出水口012泵出。

变频电机2的电机壳22包括长筒状的壳体221，在壳体221的上端设置与壳体221形成密封的上轴承座222，在壳体221的下端设置与壳体221形成密封的密封端盖6。密封方式可以采用密封圈密封。在电机壳22内设有下轴承座223，变频电机组件3包括设置在上轴承座222和下轴承座223上的电机轴31和设置在电机轴31上的转子以及固定在电机壳22内的定子，电机轴31穿过上轴承座222与传动轴014连接，电机轴31与上轴承座222采用动密封。变频电机3转动的时候带动传动轴014转动从而带动叶轮015转动。电机壳21采用不锈钢材料制成，采用不锈钢材料不仅可以快速将热量传递到水中，而且有足够的刚度来支撑变频电机。

变频电机2内设有将变频电机3和变频装置4相隔离的屏蔽套5，变频装置4固定在屏蔽套5和密封端盖6之间的电机腔21内，变频装置外层为密封塑封，防止变频装置受潮，并在该空腔21内填充满冷却油7用以散热。屏蔽套5为圆盘状，且与电机壳22的内径相匹配，这样就可使冷却油充满整个电机腔21。这种结构也可以使屏蔽套处于浮动状态，适时自动调节位置。冷却油7为普通冷却油，可从市场上购得如变压器内的冷却油7。通过屏蔽套5和冷却油7能够防止变频电机3运转时产生的电磁对变频装置4的干扰。同时冷却油7直接与变频装置4上的功率器件和变频电机2接触，使产生的热量及时传到电机壳22上，再由电机壳22传递到水中。

变频单元包括设置在所述印刷电路板41上的工频电电源接口411、用于将工频电进行变频的整流逆变电路412、驱动模块413和控制模块414，所述的控制模块414与驱动模块413连接，驱动模块413连接于所述的整流逆变电路412。整流逆变电路412包括依次连接的桥式整流电路、电容滤波电路和逆变电路。逆变电路包括6个IGBT功率器件415连接而成的电路，IGBT功率器件与驱动模块413中相应的输出端连接。变频单元还包括接触器和用于对上述驱动模块413和控制模块414供电的辅助电源，接触器线圈串联于桥式整流电路与电容滤波电路之间，接触器开关串联于桥式整流电路和辅助电源。控制模块414包括用于产生PWM脉冲信号的控制芯片、与控制芯片连接的过流保护单元、过热保护单元、过载保护单元和短路保护单元，控制芯片分别用于接收过流保护单元、过载保护单元、过热保护单元和短路保护单元的信号并与设定值进行比较从而控制驱动模块413。

变频电机组件3固定在电机腔21的上部内，印刷电路板41设置在电机腔21的下部，安装在印刷电路板41上的驱动模块413和IGBT器件415部件远离变频电机3。

本深井潜水泵的变频装置4安装结构将变频装置4必要的功率器件全部都集成在一块能放入到变频电机2内的印刷电路板，这样就缩减了普通变频装置4的体积，使得变频装置4能够放入到深井潜水泵的变频电机2内。由于将变频装置4放入到具有密封结构的变频电机2内，变频装置4不容易受潮，使用寿命变长。本发明实现了将变频装置4放入到变频电机2内且让变频装置4持久地正常工作，因为变频装置4与变频电机3较近，容易受到变频电机3的干扰而使变频装置4内的功率器件产生爆炸。而本发明设置的屏蔽套了消除电磁干扰的结构。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了泵组件1、进水口011、出水口012、过滤网013、传动轴014、叶轮015、变频电机2、电机腔21、变频电机组件3、变频装置4、印刷电路板41、工频电电源接口411、整流逆变电路412、驱动模块413、控制模块414、屏蔽套5、密封端盖6、冷却油7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种潜水泵的变频装置安装结构，包括变频电机(2)和连接于变频电机(2)上的泵组件(1)，所述的变频电机(2)包括具有电机腔(21)的电机壳(22)，在电机腔(21)内安装有用于驱动泵组件(1)工作的变频电机组件(3)，其特征在于，所述的电机壳(22)为密封结构，在电机腔(21)内还设有与上述变频电机(2)连接的变频装置(4)，所述的变频装置(4)包括一块固定在电机腔(21)内的印刷电路板(41)，在印刷电路板(41)上设置将工频电变频后输送给上述变频电机(2)的变频单元。

2.根据权利要求1所述的潜水泵的变频装置安装结构，其特征在于，所述的电机腔(21)内设置有将变频电机(2)和变频装置(4)相隔离的屏蔽套(5)，并在所述的电机腔(21)内填充满冷却油(7)。

3.根据权利要求2所述的潜水泵的变频装置安装结构，其特征在于，所述的屏蔽套(5)为圆盘状，且与电机壳(22)的内径相匹配。

4.根据权利要求1或2或3所述的潜水泵的变频装置安装结构，其特征在于，所述的变频单元包括设置在所述印刷电路板(41)上的工频电电源接口(411)、用于将工频电进行变频的整流逆变电路(412)、驱动模块(413)和控制模块(414)，所述的控制模块(414)与驱动模块(413)连接，所述的驱动模块(413)连接于所述的整流逆变电路(412)。

5.根据权利要求4所述的潜水泵的变频装置安装结构，其特征在于，所述的变频装置(4)外层为密封塑封。

6.根据权利要求1或2或3所述的潜水泵的变频装置安装结构，其特征在于，所述的电机壳(22)包括长筒状的不锈钢壳体(221)，在所述壳体(221)的上端设置与壳体(221)形成密封的上轴承座(222)，在所述壳体(221)的下端设置与壳体(221)形成密封的密封端盖(6)。

7.根据权利要求4所述的潜水泵的变频装置安装结构，其特征在于，所述的整流逆变电路(412)包括依次连接的桥式整流电路、电容滤波电路和逆变电路，所述的逆变电路包括6个IGBT功率器件(415)连接而成的电路，所述的IGBT功率器件(415)与上述驱动模块(413)中相应的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的潜水泵的变频装置安装结构，其特征在于，所述的屏蔽套(5)上部的电机腔(21)固定有变频电机(2)，屏蔽套(5)下部的电机腔(21)固定有所述的印刷电路板(41)，在所述印刷电路板(41)上的驱动模块(413)和IGBT功率器件(415)远离变频电机(2)。

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