CN109058120B

CN109058120B - 一种小功率离心泵

Info

Publication number: CN109058120B
Application number: CN201810741356.9A
Authority: CN
Inventors: 区长钊
Original assignee: Hanyu Group JSCL
Current assignee: Hanyu Group JSCL
Priority date: 2018-07-08
Filing date: 2018-07-08
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2038-07-08
Also published as: CN109058120A

Abstract

一种小功率离心泵，包括离心式叶轮和沿旋转方向切向出口的泵壳和直接驱动所述叶轮的电动机及其控制电路，其特征在于：所述叶轮直径为70～110mm，额定转速不低于2000r/m；所述电动机为永磁无刷电动机，由所述控制电路输入电源和控制该电源的PWM信号以控制转速，并输出转速信号；所述控制电路含内置程序，该内置程序包括：按离心泵流量的恒定值和所述转速信号向所述电动机输入电源和控制该电源的PWM信号，当电动机转速改变时，所述PWM信号的占空比与转速的改变正相关地改变。该离心泵可以较好地恒定流量，但成本较低。

Description

一种小功率离心泵

技术领域

本发明涉及一种小功率离心泵，尤其涉及其机械、电动机和控制方法的配合，IPC分类可属于F04D13/06或F04D15/00。

背景技术

传统的小功率离心泵由于出、入口所在环境压力或配装管道不统一，导致离心泵使用时的实际流量的不确定性，影响流量设计和使用效果。采用经典的流量检测负反馈稳定控制，成本较高。

有关术语和常识，除本说明书已指明外，可参考国家标准GB7021-86《离心泵名词术语》、GB/T 23105-2008《家用和类似用途电动水泵》以及《工程流体力学》(东北工学院李诗久，机械工业出版社1980年北京第1版)、《机械工程手册》和《电机工程手册》(编写组，机械工业出版社1997年第2版)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种小功率离心泵，其可达到较佳的流量恒定，而成本较低。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，一种小功率离心泵，包括：离心式叶轮和沿旋转方向切向出口的泵壳和直接驱动所述叶轮的电动机及其控制电路，其特征在于：

a)所述叶轮直径为70～110mm，额定转速不低于2000r/m；

b)所述电动机为永磁无刷电动机，由所述控制电路输入电源和控制该电源的PWM信号以控制转速，并输出转速信号；

c)所述控制电路含内置程序，该内置程序包括：按离心泵流量的恒定值和所述转速信号向所述电动机输入电源和控制该电源的PWM信号，当电动机转速改变时，所述PWM信号的占空比与转速的改变正相关地改变。

该定值闭环控制与通常以目标值负反馈达到稳定不同，其基于永磁无刷电动机的转速与向其输入的电源和控制该电源的PWM占空比正相关，巧妙利用小型离心泵在流量因输出阻力变化而改变时转速与流量呈负相关的特性，使PWM的占空比与转速正相关地调整向电动机提供的输入电源和PWM信号，此为转速的正反馈，因而显著提高闭环系统的放大系数，即使不采用流量检测负反馈控制，也可以较好地恒定流量，但成本较低。

该技术方案的进一步设计是，所述内置程序含离心泵于各恒定流量下所述输入电源为规定电压时所述PWM占空比与转速关系的数据库以及如下步骤：

——对于具体恒定流量值，以规定电压输入电源和当前占空比的PWM信号运行的电动机，其输出的转速信号表明其转速高于所述数据库查得的该流量值下该级占空比对应的转速时，改为以提高一级占空比的PWM信号运行电动机，否则相反。

其进一步设计为，当电动机以规定电压输入电源和最高级占空比的PWM信号运行，其输出的转速信号表明其转速仍高于所述数据库查得的该流量值下最高级占空比对应的转速时，使电动机以高于规定电压的输入电源和最高级占空比的PWM信号运行。

所述离心泵于各恒定流量下所述PWM占空比与转速关系的数据库按如下建立：

a)对所述离心泵使所述电动机与控制电路断开，改为直接输入电源和占空比级差可调的PWM信号，且以规定电压的输入电源和每级占空比进行离心泵产品标准规定的水力性能试验，同时测量该试验过程各流量值相应的电动机转速；

b)以a)项所得数据得到各恒定流量值下所述输入电源为规定电压时，所述PWM占空比与转速的关系。

本发明的技术方案和效果将在具体实施方式中结合附图作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例离心泵基本机械结构主視示意图；

图2是本发明实施例离心泵电动机控制电路示意图；

图3是本发明实施例离心泵各转速-流量特性测试结果示意图；

图4是本发明实施例离心泵从图3得到恒定流量q_N的PWM占空比与转速关系示意图；

图5是本发明实施例离心泵恒定流量q_N工作点自动调整第1实施例示意图；

图6是本发明实施例离心泵恒定流量q_N工作点自动调整第2实施例示意图；

图7是本发明实施例离心泵从图3得到恒定流量q_N’的PWM占空比与转速关系示意图；

图8是本发明实施例离心泵恒定流量q_N’工作点自动调整第1实施例示意图；

图9是本发明实施例离心泵恒定流量q_N’工作点自动调整第2实施例示意图；

图10是本发明实施例离心泵恒定流量q_N’工作点自动调整第3实施例示意图；

图11是本发明实施例离心泵恒定流量效果示意图。

具体实施方式

本发明实施例离心泵基本机械结构如图1所示，是在一传统的洗涤器具用离心泵上改进而成。该离心泵叶轮为离心式，直径90mm，叶片数为7，额定转速2500r/m；也可为70～110mm范围的其它直径、更多的叶片(宜11片以内)和更高些的转速，吐出口接管额定长度为1～10m。主要的改进包括：

——固定于机壳的电动机17，由原交流电动机改为额定电压为24V的无传感器永磁无刷直流电动机；

——电动机后罩壳内装的控制电路改为电路板8；

——外部电网交流电源自传统离心泵电源输入后经原控制电路向交流电动机供电，改为经电路板8向直流电动机17供电。

在该离心泵中，电动机17驱动原有的离心式叶轮3在环绕叶轮的蜗壳内运转，液体自吸入口5进入叶轮3，经叶轮3在涡壳内加速后，从连接外部管道的吐出口2排出。

本发明实施例离心泵的控制电路如图2所示，其除电动机17外，制作于电路板8，主要包括：

——自端子11、12输入的交流电源经桥式整流器15整流后向开关电源10供电；

——开关电源10(参考型号：NES-350-24)，按照其控制端18输入的信号，输出端16向驱动模块30的电源输入端31供给额定24V或升高至最高26.4V的直流电压；

——驱动模块30(参考型号：TB6633AFNG)将所述直流电压逆变为三相PWM电压，输往电动机17的u、v、w三相端子；PWM电压的占空比受端子33输入的PWM信号控制；

——单片机20(参考型号：pic16f1827)的电源端22获得自电源模块10的输出端16经电阻13降压和稳压二极管14稳压形成的5V电源电压，输入端21接收驱动模块30端子32输出的转速信号，单片机的内置程序以该转速信号对照所数据库中指定恒定流量下的额定电压倍数、PWM占空比与转速关系，控制自端子23输往驱动模块30的输入端子33的PWM信号的占空比。此外，端子24输出信号送往开关电源模块10的控制端18，用于调整输出端16输出的电压。

为实施恒定流量控制，首先对单片机的内置程序建立各恒定流量下的规定电压、PWM占空比与转速关系的数据库，方法如下：

a)按背景技术所述常识对实施例样品离心泵进行水力性能试验，步骤为：

——将电路板8中与驱动模块30的的所有连接断开，使用一PWM信号发生器直接向驱动模块30的端子33输入占空比可调的PWM信号，使用一直流稳压电源直接向驱动模块30的电源输入端31供给可调的直流电压；

——以额定电压和0.1、0.2、……1.0共10级的每1级占空比的PWM信号控制，测量离心泵水力性能，测量时按驱动模块30端子32输出的信号记录跟随水力性能每一流量值的转速，得到图3所示样品离心泵10级占空比PWM信号的转速-流量特性:n(q)_0.1、n(q)_0.2、……n(q)_1.0。标注于横坐标的q_1m、q_2m……q_10m是相应级占空比的转速-流量或压力-流量特性的最大流量，标注于纵坐标的p_1m、p_2m……p_10m和p_mm是相应级占空比的压力-流量特性的最大压力，标注于横坐标的n_1m、n_2m……n_10m和n_mm是相应级占空比的转速-流量特性的最大转速；

——以1.1倍额定电压和1.0占空比的PWM信号控制，测量离心泵水力性能和记录跟随水力性能每一流量值的转速，得到图3所示样品离心泵此时的转速-流量特性n(q)_1.0Vm；

——以图3的转速-流量特性曲线族求取恒定流量下的PWM占空比与转速关系：

如图4所示，于流量轴过q_N点作垂线交各转速-流量特性曲线的交点K、A、……M、Z，各交点的纵坐标n_N0.6、n_N0.7、……n_N1.0、n_N1.0Vm与所在曲线的占空比构成恒定流量q_N下规定电压的PWM占空比与转速一一对应的关系，如表1：

表1恒定流量q_N1下的额定电压倍数、PWM占空比与转速关系

交点	K	A	C	L	M	Z
							额定电压倍数	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.1
占空比	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0	1.0
							转速	n<sub>N0.6</sub>	n<sub>N0.7</sub>	n<sub>N0.8</sub>	n<sub>N0.9</sub>	n<sub>N1.0</sub>	n<sub>N1.0Vm</sub>

如图7所示，于流量轴过q_N’点作垂线交各转速-流量特性曲线的交点E、R、……S、S_m，这些交点的纵坐标n_N0.7、n_N0.8、……n_N1.0、n_N’1.0Vm与所在曲线的占空比构成恒定流量q_N’下规定电压的PWM占空比与转速一一对应的关系，如表2：

表2恒定流量q_N’下的额定电压倍数、PWM占空比与转速关系

交点	E	R	H	S	S<sub>m</sub>
						额定电压倍数	1.0	1.0	1.0	1.0	1.1
占空比	0.7	0.8	0.9	1.0	1.0
						转速	n<sub>N’0.7</sub>	n<sub>N’0.8</sub>	n<sub>N’0.9</sub>	n<sub>N’1.0</sub>	n<sub>N’1.0Vm</sub>

同样地，可对更多的恒定流量值得到其规定电压的PWM占空比与转速关系，即类似的表格。

b)上述表格作为数据库，写入单片机20的内置程序。

所述内置程序包括以下步骤：

接通电源；

开关电源10按其控制端18获得的信号，输出端16向驱动模块30的电源输入端31供给额定电压倍数为1.0的直流电压；

单片机20的输出端子23向驱动模块30的输入端子33输出初值(通常取0.7～0.9)占空比PWM信号；

执行如下步骤：

——单片机20的输入端子21接收驱动模块30的输出端子32输出的转速信号；

——查所述数据库，得恒定流量值的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为当前值时的转速；

——如果信号转速大于查得转速超过规定偏差，使输出端子23向驱动模块30的输入端子33输出的PWM信号的占空比按当前值提高1级；

——如果信号转速小于查得转速超过规定偏差，使输出端子23向驱动模块30的输入端子33输出的PWM信号的占空比按当前值降低1级；

——如果信号转速与查得转速之差在规定偏差内，使输出端子23向驱动模块30的输入端子33输出的PWM信号的占空比维持当前值不变；

——当PWM信号的占空比的当前值已达到1.0，但信号转速仍大于查得转速和超过规定偏差时，使输出端子24向开关电源10的控制端18发出信号，使其输出端16向驱动模块30的电源输入端31供给额定电压倍数为1.1的直流电压；

——间隔规定周期重复执行上述步骤。

若闭环系统振荡可接受，规定偏差可取零，否则宜取折算至电动机轴转速1～10r/m。

图5给出实施例离心泵恒定流量q_N工作点自动调整第1实施例的调整过程：

——离心泵以额定电压倍数为1.0的直流电压和占空比为0.7的PWM信号启动；

——离心泵连接外部管道为4m时，工作点为该4m管阻特性p(q)_4m与转速-流量特性n(q)_0.7的交点A；

——离心泵连接外部管道改为6m时，工作点由A移至该6m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.7的交点B，流量由恒定流量q_N减少至q_B，转速则由n_N0.7升高至n_B；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点B的转速信号n_B，查所述数据库得恒定流量q_N的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.7时(交点A)的转速n_N0.7；

——可见n_B大于n_N0.7，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.7提高1级，为0.8；

——离心泵转速升高，工作点由B点移至6m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.8的交点C，离心泵转速升高至n_N0.8，流量由q_B增大为q_N，即恢复为恒定流量；交点C也是流量轴过q_N点的垂线与转速-流量特性n(q)_0.8的交点，即信号转速与查得转速之差为零，下一周期检查若继续该情况，使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比维持0.8不变，流量因而恒定于q_N。

图6给出上述第1实施例外部管道改为1.5m的调整过程：

——离心泵连接外部管道由4m改为1.5m时，工作点由A移至该1.5m管阻特性p(q)_1.5m与转速-流量特性n(q)_0.7的交点D’，流量由恒定流量q_N增大至q_D’,转速则由n_N0.7降低至n_D’；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点D’的转速信号n_D’，查所述数据库得恒定流量q_N的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.7时(交点A)的转速n_N0.7；

——可见n_D’小于n_N0.7，内置程序因此使输子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.7降低1级，为0.6；

——离心泵转速降低，工作点由D’点移至该1.5m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.6的交点K，离心泵转速降低至n_N0.6，流量由q_D’减少为q_N，即恢复为恒定流量；交点K也是流量轴过q_N点的垂线与转速-流量特性n(q)_0.6的交点，即信号转速与查得转速之差为零，下一周期检查若继续该情况，使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比维持0.6不变，流量因而恒定于q_N。

图8给出实施例离心泵恒定流量q_N’工作点自动调整第1实施例的调整过程：

——离心泵连接外部管道为2m时，工作点为该2m管阻特性p(q)_2m与转速-流量特性n(q)_0.7的交点E；

——离心泵连接外部管道改为6m时，工作点由E移至该6m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.7的交点F，流量由恒定流量q_N’减少至q_F，转速则由n_N’0.7升高至n_F；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点F的转速信号n_F，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.7时(交点E)的转速n_N’0.7；

——可见n_F大于n_N’0.7，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.7提高1级，为0.8；

——离心泵转速因而升高，工作点由F点移至该6m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.8的交点G，流量由q_F增大为q_G，转速则由n_F升高至n_G；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点G的转速信号n_G，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.8时(交点R)的转速n_N’0.8；

——可见n_G仍大于n_N’0.8，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.8进一步提高1级，为0.9；

——离心泵转速因而进一步升高，工作点由G点移至该6m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.9的交点H，转速由n_G升高至n_N’0.9，流量由q_G进一步增大为q_N’，即恢复为恒定流量q_N’；交点H也是流量轴过q_N’点的垂线与转速-流量特性n(q)_0.9的交点，即信号转速与查得转速之差为零，下一周期检查若继续该情况，使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比维持0.9不变，流量因而恒定于q_N’。

图9给出实施例离心泵恒定流量q_N’工作点自动调整第2实施例的调整过程：

——离心泵以额定电压倍数为1.0的直流电压和占空比为0.9的PWM信号启动；

——离心泵连接外部管道为6m时，工作点为该6m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.9的交点H；

——离心泵连接外部管道改为2m时，工作点移至该2m管阻特性p(q)_2m与转速-流量特性n(q)_0.9的交点I，流量由恒定流量q_N’增大至q_I，转速则由n_N’0.9降低至n_I；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点I的转速信号n_I，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.9时(交点H)的转速n_N’0.9；

——可见n_I小于n_N’0.9，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.9降低1级，为0.8；

——离心泵转速因而降低，工作点由I点移至2m管阻特性p(q)_2m与转速-流量特性n(q)_0.8的交点J，流量由q_I增大为q_J，转速则由n_I降低至n_J；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点J的转速信号n_J，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.8时(交点R)的转速n_N’0.8；

——可见n_J仍小于n_N’0.8，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.8进一步降低1级，为0.7；

——离心泵转速因而进一步降低，工作点由J点移至6m管阻特性p(q)_6m与转速-流量特性n(q)_0.9的交点E，转速由n_J降低至n_N’0.7，流量由q_J进一步降低为q_N’，即恢复为恒定流量q_N’；交点E也是流量轴过q_N’点的垂线与转速-流量特性n(q)_0.7的交点，即信号转速与查得转速之差为零，下一周期检查若继续该情况，使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比维持0.7不变，流量因而恒定于q_N’。

图10给出实施例离心泵恒定流量q_N’工作点自动调整第3实施例的调整过程：

——离心泵连接外部管道改为9m时，工作点移至该9m管阻特性p(q)_9m与转速-流量特性n(q)_0.7的交点T，流量由恒定流量q_N’减少至q_T，转速则由n_N’0.7升高至n_T；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点T的转速信号n_T，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.7时(交点E)的转速n_N’0.7；

——可见n_T远大于n_N’0.7，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.7先提高1级，为0.8；

——离心泵转速因而升高，工作点由T点移至9m管阻特性p(q)_9m与转速-流量特性n(q)_0.8的交点U，流量由q_T增大为q_U，转速则由n_T升高至n_U；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点U的转速信号n_U，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.8时(交点R)的转速n_N’0.8；

——可见n_U仍大于n_N’0.8，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.8进一步提高1级，为0.9；

——离心泵转速因而进一步升高，工作点由U点移至9m管阻特性p(q)_9m与转速-流量特性n(q)_0.9的交点V，流量由q_U增大为q_V，转速则由n_U升高至n_V；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点V的转速信号n_V，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为0.9时(交点H)的转速n_N’0.9；

——可见n_V仍大于n_N’0.9，内置程序因此使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值0.9进一步提高1级，为1.0；

——离心泵转速因而进一步升高，工作点由V点移至该9m管阻特性p(q)_9m与转速-流量特性n(q)_1.0的交点W，流量由q_V增大为q_W，转速则由n_V升高至n_W；

——单片机20的端子21接收驱动模块30的端子32输出的交点W的转速信号n_W，查所述数据库得恒定流量q_N’的额定电压倍数为1.0和PWM占空比为1.0时(交点S)的转速n_N’1.0；

——可见n_W仍大于n_N’1.0，但内置程序已不能使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比按当前值1.0进一步提高，此时使端子24向开关电源10的控制端18发出信号，使其输出端16向驱动模块30的电源输入端31供给额定电压倍数为1.1的直流电压；

——离心泵转速因而进一步升高，工作点由W点移至9m管阻特性p(q)_9m与转速-流量特性n(q)_1.0Vm的交点S_m，转速由n_W升高至n_N’1.0Vm，流量由q_W进一步增大为q_N’，即恢复为恒定流量q_N’；交点S_m也是流量轴过q_N’点的垂线与转速-流量特性n(q)_1.0Vm的交点，即信号转速与查得转速之差为零，下一周期检查若继续该情况，使端子23向驱动模块30的端子33输出的PWM信号的占空比维持1.0和额定电压倍数为1.1不变，流量因而恒定于q_N’。若转速升高，PWM信号的占空比和电压不再改变；转速降低，首先恢复直流电压的额定电压倍数为1.0，再参照上述方法视情况调整PWM信号的占空比。

该在占空比为1.0时增加电压的设计，可提高离心泵恒流量的工作压力范围，且基于小型离心式离心泵压力升高时功率不太增加甚至降低的特点，不会导致电动机过载。

图11可见，本实施例离心泵的压力-流量特性p(q)_1.0vm相比无恒流量控制的离心泵的压力-流量特性p(q)_1.0，在常用压力p_N’1.0vm范围内达到了流量值q_N’恒定，且产品标准要求的额定压力(零流量时的压力)p_mm也高于无恒流量控制的离心泵的额定压力p_10m。

可有如下改进：

a)本实施例的单片机可代之以可体现单片机的内置程序和CPU及其外围电路功能的分立元件或/和小规模集成电路的组合。

b)图2电路是原理性的，实际结构可体现于具体器件：这些器件可含有电路的2个或更多甚至全部单元，或1个单元的功能分在不同的器件。例如，电动机通常指电磁结构，电子电路可部分(如驱动模块)甚至全部安装于电动机壳体内，这些电路即使在电动机壳体外，也可属于本申请电动机的组成。

c)转速信号可来自电动机相绕组换相断电期间测量到的反电动势，或安装于电动机内、外的转子位置传感器，或对电动机电流的测量。可参考《永磁电机》(王秀和，中国电力出版社2007年北京第1版)

d)测量转速-流量特性时，取占空比的级差为0.1，主要为撰写说明书作图和表格简化。实际应用时，为有更精准的自动调节，宜取更小的级差。如取级差0.02，即可得到50条即50级占空比PWM信号的转速-流量特性曲线。也可以较大的级差测量到的特性插值取得其更小级差的中间值的特性，或者查数据库时直接插值取得中间值。类似地，对于占空比为1而直流电压改变时的测量，也可以0.01倍的级差测量或插值得到1.01、1.02、……1.10倍共10级倍数额定电压和占空比为1.0的PWM信号的转速-流量特性。

e)所述规定电压通常为额定电压，即按照产品标准的标识值，也可以是以该标识值为基础有所增减的规定值。

Claims

1.一种小功率离心泵，包括：离心式叶轮和具有沿旋转方向切向出口的泵壳和直接驱动所述叶轮的电动机及其控制电路，其特征在于：

a) 所述叶轮直径为70～110mm，额定转速不低于2000r/m；

b) 所述电动机为永磁无刷电动机，由所述控制电路输入电源和控制该电源的PWM信号以控制转速，并输出转速信号；

c) 所述控制电路含内置程序，该内置程序包括：按离心泵流量的恒定值和所述转速信号向所述电动机输入电源和控制该电源的PWM信号，当电动机转速改变时，所述PWM信号的占空比与转速的改变正相关地改变；

所述内置程序含离心泵于各恒定流量下所述输入电源为额定电压时所述PWM占空比与转速关系的数据库以及如下步骤：

——对于具体恒定流量值，以额定电压输入电源和当前占空比的PWM信号运行的电动机，其输出的转速信号表明其转速高于所述数据库查得的该流量值下该级占空比对应的转速时，改为以提高一级占空比的PWM信号运行电动机，否则相反；

——当电动机以额定电压输入电源和最高级占空比的PWM信号运行，其输出的转速信号表明其转速仍高于所述数据库查得的该流量值下最高级占空比对应的转速时，使电动机以高于额定电压的输入电源和最高级占空比的PWM信号运行；

a) 对所述离心泵使所述电动机与控制电路断开，改为直接输入电源和占空比级差可调的PWM信号，且以额定电压的输入电源和每级占空比进行离心泵产品标准规定的水力性能试验，同时测量该试验过程各流量值相应的电动机转速；

b) 以a)项所得数据得到各恒定流量值下所述输入电源为额定电压时，所述PWM占空比与转速的关系；

上述数据库的建立进一步具体为：

所述控制电路，其除与电动机（17）的连接外，制作于电路板（8），主要包括：

——自端子（11、12）输入的交流电源经桥式整流器（15）整流后向开关电源模块（10）供电；

——开关电源模块（10）按照其控制端（18）输入的信号，输出端（16）向驱动模块（30）的电源输入端（31）供给额定或升高至最高的直流电压；

——驱动模块（30）将所述直流电压逆变为三相PWM电压，输往连接电动机（17）的三相端子（u、v、w）；PWM电压的占空比受输入端子（33）输入的PWM信号控制；

——单片机（20）的输入端（21）接收驱动模块（30）端子输出的转速信号，其内置程序以该转速信号对照所述数据库中指定恒定流量下的额定电压倍数、PWM占空比与转速关系，控制其输往驱动模块（30）的输入端子（33）的PWM信号的占空比，同时输出信号送往开关电源模块（10）的控制端（18），调整开关电源模块（10）输出的电压；

对单片机的内置程序建立各恒定流量下的规定电压、PWM占空比与转速关系的数据库，是对样品离心泵进行水力性能试验，步骤为：

——将电路板（8）中与驱动模块（30）的所有连接断开，使用一PWM信号发生器直接向驱动模块（30）的输入端子（33）输入占空比可调的PWM信号，使用一直流稳压电源直接向驱动模块（30）的电源输入端（31）供给可调的直流电压；

——以额定电压和划分为多级的每1级占空比的PWM信号控制，测量样品离心泵水力性能，测量时按驱动模块（30）端子输出的信号记录跟随水力性能每一流量值的转速，得到样品离心泵多级占空比PWM信号的转速-流量特性n(q)_0.1、n(q)_0.2、……n(q)_1.0；

——以高于额定电压的输入电源和最高级1.0级占空比的PWM信号控制，测量样品离心泵水力性能和记录跟随水力性能每一流量值的转速，得到样品离心泵此时的转速-流量特性n(q)_1.0Vm；

——以上述转速-流量特性求取恒定流量下的PWM占空比与转速关系：对不同恒定流量（q_N）查其在各转速-流量特性上的转速，得到恒定流量（q_N）下规定电压的PWM占空比与转速一一对应的关系；这些关系，写入单片机（20）的内置程序。