CN109510409A - 机电一体化高速异步潜水电泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机电一体化高速异步潜水电泵，涉及深井泵技术领域，其技术方案要点是：包括与泵体连接的电机，所述电机包括壳体、固定于所述壳体内壁处的定子绕组、转动连接于所述壳体并与所述定子绕组相对的转子、设置于所述壳体内部的控制器线路板；所述电机的电缆线穿过所述定子绕组并与所述控制器线路板电连接，所述控制器线路板位于所述定子绕组的下方。本发明实现了控制器线路板与电机的一体化设计，优化了电机的控制和反馈效果，槽孔的设计使得线圈槽满率没有受到影响，提高了电机的能源利用率，使得深井泵的实用性得到了进一步提高。同时将该电机分体为电机筒以及控制器筒，使得该电机的拆装变得更为方便、快捷。
Description
技术领域
本发明涉及深井泵技术领域，特别涉及一种机电一体化高速异步潜水电泵。
背景技术
目前，公告号为CN206135587U的中国专利公开了一种深井泵用永磁无刷直流电机，包括位于深井泵壳体内的定子和转轴，所述转轴的外周壁上开设有若干周向布置的安装槽，所述安装槽内部贴装有呈瓦片状的永磁体。
现有的永磁体一般采用稀土制成，而稀土的价格较高，极大程度上增加了该深井泵用永磁无刷直流电机的生产成本。
同时，在该深井泵用永磁无刷直流电机的使用过程中，永磁体的磁性会在外界因素的作用下逐渐减弱甚至丧失，对该深井泵用永磁无刷直流电机的稳定性造成较大的影响。针对于电泵行业，永磁电机工艺复杂，成本昂贵，稳定性差，竞争力不高。
在使用该深井泵用永磁无刷直流电机的过程中，需要外接一个控制器线路板用于对该深井泵用永磁无刷直流电机的转速进行控制。而且在使用过程中，该深井泵用永磁无刷直流电机需要放置于水中，而外接的控制器线路板需要放置在岸上，也就是说需要较长的电缆线用于将控制器线路板与该深井泵用永磁无刷直流电机电连接。而长度较长的电缆线在传递控制器线路板发送的电信号的过程中，电信号容易失真，对该深井泵用永磁无刷直流电机的使用效率造成较大影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种机电一体化高速异步潜水电泵，其具有稳定性高，使用效率高的优势。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种机电一体化高速异步潜水电泵，包括与泵体连接的电机，所述电机包括壳体、固定于所述壳体内壁处的定子绕组、转动连接于所述壳体并与所述定子绕组相对的转子、设置于所述壳体内部的控制器线路板；所述电机的电缆线穿过所述定子绕组并与所述控制器线路板电连接，所述控制器线路板位于所述定子绕组的下方。
优选的，所述控制器线路板的电路包括工作状态检测单元、信号检测单元、故障检测单元、负载实况检测单元和电机控制单元。
优选的，所述控制器线路板的电路包括控制器线路板为核心的控制检测模块和电源管理芯片为核心的电源管理模块。
优选的，所述的控制器线路板型号为R5F104，通过控制6个MOS管的推断实现对高速异步电机的控制。
优选的，所述电源管理芯片型号为UC2844B，通过与线圈变压器的配合实现对电机供电电压和频率的调整。
优选的，所述壳体内部填充有冷却油。
优选的，所述转子的材料为铸铝或者铸铜。
优选的，所述壳体的内壁处固定有散热块，且所述散热块位于所述定子绕组下方，所述控制器线路板通过环氧树脂安装于所述散热块内部。
优选的，所述定子绕组包括固定于所述壳体内壁处的定子以及缠绕与所述定子上的铜线，所述定子的内圈处均匀分布有若干供所述铜线穿过的槽孔；所述定子上还开设有供所述电机的电缆线穿过的过线孔，且所述过线孔与一所述槽孔联通。
优选的，所述壳体包括电机筒以及控制器筒，所述定子以及所述转子均设置于所述电机筒的内部，所述电机筒朝向所述控制器筒的端部缩径形成连接环，所述连接环伸入至所述控制器筒，且所述连接环通过螺栓与所述控制器筒固定连接，所述控制器线路板安装于所述控制器筒的内部。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
1.将控制器线路板内置于控制器筒内部，实现了控制器线路板与电机的一体化设计，只需要使用长度较短的电缆线即可，减弱了信号于电缆线中传递而出现了失真情况，优化了电机的控制和反馈效果；
2.通过旋松螺栓用以将电机筒与控制器筒分开，之后即可较为方便对电机筒或者控制器筒内部的零部件进行更换，使得该机电一体化高速异步潜水电泵的拆装过程变得较为方便、快捷；
3.连接控制器线路板以及电机的电缆线从过线孔中穿过，使得电缆线不会挤占槽孔的空间，保证了定子绕组的槽满率，提高了电机的能源利用率，使得深井泵的实用性得到了进一步提高；同时于定子上开设有过线孔，使得直径更大的电缆可以安装于该机电一体化高速异步潜水电泵内部，直径更大的电缆能够承载更大的电流，以便于生产功率更高的电机；
5.转子的材料采用铸铝或者铸铜，相比于稀土，铸铝或者铸铜的成本更低，同时采用铸铝或者铸铜的转子就不需要担心永磁体磁性消失的问题，提升该机电一体化高速异步潜水电泵的可靠性；
6.壳体内部注入的冷却油能够对控制器线路板以及电机进行冷却，使得控制器线路板以及电机不易过热损坏；
7.通过控制器线路板使得该电机产生高速的效果，高速异步电机的转速较高，使得定子以及转子的长度得以降低，且降低该电机的生产难度，同时，可以极大程度上减少了叶轮的数量，缩短泵体的长度，降低电泵的成本。
总体来看，于电泵行业，采用异步电机，使得电泵具有工艺简单，成本低廉，易控制，易启动，稳定性高，竞争力强的优点。
附图说明
图1为实施例的结构示意图，主要是用于展示实施例的组成；
图2为定子的结构示意图，主要是用于展示过线孔以及槽孔的位置关系;
图3为本发明一种控制器一体化深井泵的控制器及电机驱动电路图。
图4为本发明一种控制器一体化深井泵的控制器电源管理电源控制芯片部分电路图。
图5为本发明一种控制器一体化深井泵的控制器电源管理线圈部分电路图。
附图标记：1、壳体；11、电机筒；12、控制器筒；2、定子绕组；3、转子；4、控制器线路板；5、散热块；6、槽孔；7、过线孔；8、连接环。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1-图5，一种机电一体化高速异步潜水电泵，包括与泵体连接的电机，所述电机包括壳体1、固定于所述壳体1内壁处的定子绕组2、转动连接于所述壳体1并与所述定子绕组2相对的转子3、设置于所述壳体1内部的控制器线路板4；所述电机的电缆线穿过所述定子绕组2并与所述控制器线路板4电连接，所述控制器线路板4位于所述定子绕组2的下方。
优选的，所述控制器线路板4的电路包括工作状态检测单元、信号检测单元、故障检测单元、负载实况检测单元和电机控制单元。
优选的，述控制器线路板4的电路包括控制器线路板4为核心的控制检测模块和电源管理芯片为核心的电源管理模块。
优选的，所述的控制器线路板4型号为R5F104，通过控制6个MOS管的推断实现对高速异步电机的控制。
优选的，所述电源管理芯片型号为UC2844B，通过与线圈变压器的配合实现对电机供电电压和频率的调整。
优选的，所述壳体1内部填充有冷却油。
优选的，所述转子3的材料为铸铝或者铸铜。
优选的，所述壳体1的内壁处固定有散热块5，且所述散热块5位于所述定子绕组2下方，所述控制器线路板4通过环氧树脂安装于所述散热块5内部。
优选的，所述定子绕组2包括固定于所述壳体1内壁处的定子以及缠绕与所述定子上的铜线，所述定子的内圈处均匀分布有若干供所述铜线穿过的槽孔6；所述定子上还开设有供所述电机的电缆线穿过的过线孔7，且所述过线孔7与一所述槽孔6联通。
在本实施例中，过线孔7的数目为三个，且三个过线孔7周向均匀分布于定子上。
优选的，所述壳体1包括电机筒11以及控制器筒12，所述定子以及所述转子3均设置于所述电机筒11的内部，所述电机筒11朝向所述控制器筒12的端部缩径形成连接环8，所述连接环8伸入至所述控制器筒12，且所述连接环8通过螺栓与所述控制器筒12固定连接，所述控制器线路板4安装于所述控制器筒12的内部。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：包括与泵体连接的异步电机，所述电机包括壳体(1)、固定于所述壳体(1)内壁处的定子绕组(2)、转动连接于所述壳体(1)并与所述定子绕组(2)相对的转子(3)、设置于所述壳体(1)内部的控制器线路板(4)；转子的材料为铸铝或铸铜；所述异步电机的电缆线穿过所述定子绕组(2)并与所述控制器线路板(4)电连接，所述控制器线路板(4)位于所述定子绕组(2)的下方。
2.根据权利要求1所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述控制器线路板(4)的电路包括工作状态检测单元、信号检测单元、故障检测单元、负载实况检测单元和电机控制单元。
3.根据权利要求1所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述控制器线路板(4)的电路包括控制器线路板(4)为核心的控制检测模块和电源管理芯片为核心的电源管理模块。
4.根据权利要求3所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述的控制器线路板(4)型号为R5F104，通过控制6个MOS管的推断实现对高速异步电机的控制。
5.根据权利要求3所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述电源管理芯片型号为UC2844B，通过与线圈变压器的配合实现对电机供电电压和频率的调整。
6.根据权利要求1所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述壳体(1)内部填充有冷却油。
7.根据权利要求1所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述控制器线路板外部包裹有散热筒，且所述散热筒固定于所述壳体的内壁。
8.根据权利要求7所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述控制器线路板与所述散热筒之间填充有环氧树脂。
9.根据权利要求1所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述定子绕组(2)包括固定于所述壳体(1)内壁处的定子以及缠绕与所述定子上的铜线，所述定子的内圈处均匀分布有若干供所述铜线穿过的槽孔(6)；所述定子上还开设有供所述电机的电缆线穿过的过线孔(7)。
10.根据权利要求1所述的机电一体化高速异步潜水电泵，其特征是：所述壳体(1)包括电机筒(11)以及控制器筒，所述定子以及所述转子(3)均设置于所述电机筒(11)的内部，所述电机筒(11)朝向所述控制器筒(12)的端部缩径形成连接环(8)，所述连接环(8)伸入至所述控制器筒(12)，且所述连接环(8)通过螺栓与所述控制器筒(12)固定连接，所述控制器线路板(4)安装于所述控制器筒(12)的内部。
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