CN112502995A - 无刷直流水泵 - Google Patents

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许德涛
张奇
凌芳华
杨森森
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Abstract

本发明提供了一种无刷直流水泵，包括具有冷却腔的壳体和均设置于所述冷却腔内叶轮组件、永磁体和线圈绕组，所述永磁体固定于所述叶轮组件，所述线圈绕组固定于所述壳体，所述永磁体与所述线圈绕组间隔相对设置，所述线圈绕组通电，使所述永磁体旋转，所述永磁体旋转带动所述叶轮组件绕所述线圈绕组的中心轴旋转。本发明过使永磁体和线圈绕组均设置于冷却腔，去除了现有技术中永磁体和线圈绕组之间的壳体，不仅增加线圈的空间利用率，而且降低永磁体和线圈绕组之间的磁隙，提高驱动力。

Description

无刷直流水泵
【技术领域】
本发明涉及水泵技术领域，更具体的，涉及一种无刷直流水泵。
【背景技术】
微型无刷直流水泵包括叶轮和驱动叶轮旋转的电机组件，电机组件采用线圈和磁钢驱动，采用电磁原理，给线圈通电产生交变磁场，与磁钢相互作用，使叶轮转动，从而带动流体循环。
现有技术中，线圈设置于水泵壳体外，磁钢设置于壳体内，线圈与磁钢之间间隔有壳体，由于壳体有厚度，不仅占用较大空间，缩小线圈的空间利用率，而且导致磁钢和线圈之间的磁隙较大，降低驱动力。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种无刷直流水泵，增加线圈的空间利用率，降低磁隙，提高驱动力。
本发明的技术方案如下：
一种无刷直流水泵，包括具有冷却腔的壳体和均设置于所述冷却腔内的叶轮组件、永磁体和线圈绕组，所述永磁体固定于所述叶轮组件，所述线圈绕组固定于所述壳体，所述永磁体与所述线圈绕组间隔相对设置，所述线圈绕组通电，使所述永磁体旋转，所述永磁体旋转带动所述叶轮组件绕所述线圈绕组的中心轴旋转。
本发明的有益效果在于：
通过使永磁体和线圈绕组均设置于冷却腔，去除了现有技术中永磁体和线圈绕组之间的壳体，不仅增加线圈的空间利用率，而且降低永磁体和线圈绕组之间的磁隙，提高驱动力。
【附图说明】
图1为本发明一具体实施例的无刷直流水泵的爆炸结构示意图。
图2为图1所示的无刷直流水泵的整体结构示意图。
图3为沿图2中A－A方向的截面结构示意图。
图4为图1中永磁体和线圈绕组的结构示意图。
图5为图2去除上壳体后的结构示意图。
图6为图2去除上壳体和叶轮组件的结构示意图。
图7为线圈采用的星形接线法的电路示意图。
图8为线圈采用的三角形接线法的电路示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
参考图1－图6，本发明公开了一种无刷直流水泵，包括具有冷却腔的壳体10和均设置于冷却腔内的叶轮组件30、永磁体40和线圈绕组50，永磁体40固定于叶轮组件30，线圈绕组50通过胶合固定于壳体10，永磁体40与线圈绕组50间隔相对设置，线圈绕组50通电，使永磁体40旋转，永磁体40旋转带动叶轮组件30绕线圈绕组50的中心轴旋转。本发明将线圈绕组50也设置于冷却腔内，去除了现有技术中永磁体40和线圈绕组50之间的壳体10，不仅增加线圈52的空间利用率，而且降低永磁体40和线圈绕组50之间的磁隙，提高驱动力。可以通过增加线圈52匝数和提高永磁体40磁通量产生更强磁场，以及产生更大的驱动力，提高水泵的驱动性能。
参考图1，壳体10包括上壳体11和下壳体12，上壳体11和下壳体12之间设置有密封圈60。通过紧固件将上壳体11和下壳体12组装成一整体。
参考图1和图2，无刷直流水泵还包括设置于壳体10外的线路板70，线路板70为线圈绕组50供电，线路板70与线圈绕组50通过导线71相连接，壳体10上开设有供导线71穿过的开口13，开口13通过密封胶密封。在本具体实施例中，线路板70和导线71均设置于壳体10的凹槽内。
参考图2，壳体10上开设有冷却液进口14和冷却液出口15，冷却液进口14和冷却液出口15均与冷却腔相连通，叶轮组件30旋转带动冷却液在冷却腔内流动，实现冷却降温。冷却液进口14和冷却液出口15均对应于叶片34的位置。
参考图1－图3，在一具体实施例中，还包括旋转轴20，旋转轴20固定于壳体10，永磁体40旋转带动叶轮组件30绕旋转轴20旋转。具体的，壳体10上设置有凸出壳体10表面的用于安装旋转轴20的安装座，安装座上设有安装孔，旋转轴20固定于安装孔。
参考图1和图3，在一具体实施例中，叶轮组件30包括套设于旋转轴20的轴套31、与轴套31间隔相对设置的侧板32、连接轴套31和侧板32的轮盘33和设置于侧板32的远离旋转轴20的外侧的叶片34，轴套31、轮盘33和侧板32围成用于容纳永磁体40和线圈绕组50的容纳腔35，永磁体40固定于侧板32的靠近旋转轴20的内侧，线圈绕组50环绕旋转轴20设置，永磁体40环绕线圈绕组50设置。
参考图1－图6，在一具体实施例中，线圈绕组50包括导磁体51和缠绕在导磁体51上的线圈52，线圈52的数量为多个，线圈52环绕旋转轴20设置，线圈52的中心轴与旋转轴20垂直，永磁体40环绕线圈绕组50设置，永磁体40与线圈52相对间隔设置。
参考图4，在一具体实施例中，导磁体51包括固定于壳体10的轭部511、沿轭部511的朝与旋转轴20垂直且背离旋转轴20方向延伸的齿部512和设置于齿部512的背离轭部511的端部的端板513，线圈52缠绕于齿部512，端板513与永磁体40间隔相对设置。
在一具体实施例中，轭部511为套设于旋转轴20的环形轭部，在本具体实施例中，环形轭部511套设于旋转轴20的安装座上，并通过胶合固定在安装座上。
在一具体实施例中，端板513沿旋转轴20周向向两侧延伸，以扩大其与永磁体40正对的表面积，提高驱动力。
在一具体实施例中，永磁体40为环形永磁体40，环形永磁体40可以为由多个间断式永磁体构成的环绕线圈绕组50的环形永磁体，也可以是闭合环形永磁体。
在一具体实施例中，线圈52为三相，三相线圈52分别绕旋转轴20周向均匀分布，三相即3根导线71，3根导线71分别缠绕在线圈52上，每根导线71以串联的方式缠绕在多个沿旋转轴20周向均匀分布的线圈52上，线圈52的总个数可以为3的整数倍，线圈52通电后，产生沿线圈绕组50径向方向的合成磁力，永磁体40的磁场方向垂直于线圈绕组50合成磁力的方向，永磁体40受到转动力矩，产生旋转。
在本具体实施例中，线圈绕组50采用三相九绕组六极的接线方式实现驱动，具体的，线圈52为三相，线圈52的个数为9个，能够产生三对(即六个)电极，该三对电极的合力驱动永磁体40旋转。该种接线方式可以实现宽电压运行，提高驱动性能。
具体的，线圈52可以采用星形接线法或三角形接线法，参考图7和图8，三相导线71分别标记为W、V和U，字母后面的数字1代表电流流入方向，数字2代表电流流出方向，圆圈代表电连接。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无刷直流水泵，其特征在于，包括具有冷却腔的壳体和均设置于所述冷却腔内叶轮组件、永磁体和线圈绕组，所述永磁体固定于所述叶轮组件，所述线圈绕组固定于所述壳体，所述永磁体与所述线圈绕组间隔相对设置，所述线圈绕组通电，使所述永磁体旋转，所述永磁体旋转带动所述叶轮组件绕所述线圈绕组的中心轴旋转。
2.根据权利要求1所述的无刷直流水泵，其特征在于，所述永磁体为环形永磁体，所述环形永磁体环绕所述线圈绕组设置。
3.根据权利要求2所述的无刷直流水泵，其特征在于，还包括旋转轴，所述旋转轴固定于所述壳体，所述永磁体旋转带动所述叶轮组件绕所述旋转轴旋转，所述线圈绕组包括导磁体和缠绕在所述导磁体上的线圈，所述线圈的数量为多个，所述线圈环绕所述旋转轴设置，所述线圈的中心轴与所述旋转轴垂直，所述永磁体与所述线圈间隔相对设置。
4.根据权利要求3所述的无刷直流水泵，其特征在于，所述导磁体包括固定于所述壳体的轭部、沿所述轭部的朝与所述旋转轴垂直且背离所述旋转轴方向延伸的齿部和设置于所述齿部的背离所述轭部的端部的端板，所述线圈缠绕于所述齿部，所述端板与所述永磁体间隔相对设置。
5.根据权利要求4所述的无刷直流水泵，其特征在于，所述轭部为套设于所述旋转轴的环形轭部。
6.根据权利要求4所述的无刷直流水泵，其特征在于，所述端板沿所述旋转轴周向向两侧延伸。
7.根据权利要求3所述的无刷直流水泵，其特征在于，所述线圈绕组为三相，所述线圈的个数为9个，所述线圈绕组采用星形接线法或三角形接线法。
8.根据权利要求3所述的无刷直流水泵，其特征在于，所述叶轮组件包括套设于所述旋转轴的轴套、与所述轴套间隔相对设置的侧板、连接所述轴套和所述侧板的轮盘和设置于所述侧板的远离所述旋转轴的外侧的叶片，所述轴套、所述轮盘和所述侧板围成用于容纳所述永磁体和所述线圈绕组的容纳腔，所述永磁体固定于所述侧板的靠近所述旋转轴的内侧。
9.根据权利要求1所述的无刷直流水泵，其特征在于，还包括设置于所述壳体外的线路板，所述线路板与所述线圈绕组通过导线相连接，所述壳体上开设有供所述导线穿过的开口，所述开口通过密封胶密封。
10.根据权利要求1所述的无刷直流水泵，其特征在于，所述壳体上开设有冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和所述冷却液出口均与所述冷却腔相连通。
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