CN201363288Y - 新型节能单相永磁同步潜水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型节能单相永磁同步潜水泵，包括紧密连接在一起的电机组件和水泵组件，电机组件包括定子组件和永磁转子，电机由单相交流电供电，异步启动、同步运行，永磁单相同步电动机同步运行后完全消除了转子上的转差率损耗，效率显著增加，效率提高10％以上，另一方面，由于采用永磁励磁，转子无铜耗，定子电流小，定子铜耗显著减小，减小了电机的无功电流，因而发热低，并且在很宽的负载范围内始终保持高的效率和功率因数，尤其在轻载运行时，节能十分显著，具有结构简单、转矩大、使用寿命长、成本低、密封性能好、节能优点，具有很强的市场竞争力。

Description

新型节能单相永磁同步潜水泵

技术领域

本实用新型涉及一种水泵，特别是一种适合水族箱、喷泉、花园池塘及盆景使用的单相永磁同步潜水泵。

背景技术

在现有技术中，常用的潜水泵有两种，这两种潜水泵都由异步电机与水泵组成，第一种潜水泵使用机械密封油将异步电机密封，它的优点是结构简单、安装方便、缺点是密封性不可靠，要定期更换油封，还有因油封与轴的摩擦而造成功率损耗增大；第二种是屏蔽水泵，它具有噪声低、安装方便、使用寿命长、免维修等优点，但由于屏蔽电机、屏蔽套的损耗较大，造成功率的损耗增加，以致影响电机效率，在节能方面有些不足。

总之，由于异步电机的固有缺点，再加之整体结构设计上的不尽合理，导致现有的潜水泵不能满足市场的需要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单、转矩大、使用寿命长、成本低、密封性能好、节能的单相永磁同步潜水泵。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型节能单相永磁同步潜水泵，包括紧密连接在一起的电机组件和水泵组件，所述电机组件包括定子组件和转子，所述转子为永磁转子，所述定子组件包括方形的中盖，所述中盖的一端开口，另一端向内凹陷形成一转子腔，所述转子转轴的两端分别通过靠近中盖开口一端的后轴承组件和位于另一端的前轴承组件安装在转子腔内，转子腔的外壁与中盖的内壁形成一腔室，腔室内安装有与中盖形状相适应的定子铁芯，定子铁芯镶嵌有对装的主绕组和副绕组，副绕组的一端串接有一启动电容，启动电容的另一端子与主绕组的对应端形成一公共接线端，副绕组的另一端与主绕组的另一端分别形成副绕组控制接线端和主绕组控制接线端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的转子为永磁转子，电机由单相交流电供电，异步启动、同步运行，永磁单相同步电动机同步运行后完全消除了转子上的转差率损耗(即铜耗和铁耗)，效率显著增加，效率提高10％以上，另一方面，由于采用永磁励磁，转子无铜耗，定子电流小，定子铜耗显著减小，减小了电机的无功电流，因而发热低，并且在很宽的负载范围内始终保持高的效率和功率因数，尤其在轻载运行时，节能十分显著，具有结构简单、转矩大、使用寿命长、成本低、密封性能好、节能优点，具有很强的市场竞争力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的外观示意图；

图2是本实用新型的中盖剖视图；

图3是中盖与顶子铁芯连接后的剖视图；

图4是电机组件一侧的分解图；

图5是电机与水泵组件连接示意图；

图6是电机定子组件分解示意图；

图7是本实用新型的整体结构分解示意图；

图8是本实用新型的定子绕组接线图；

图9是本实用新型的控制器电路图。

具体实施方式

参照图1至图9，一种新型节能单相永磁同步潜水泵，包括紧密连接在一起的电机组件和水泵组件，所述电机组件包括定子组件和转子1，所述转子1为铁氧体、钕铁硼等构成的永磁转子，所述定子组件包括方形的中盖2，中盖2设置有提手25，所述中盖2的一端开口，另一端向内凹陷形成一转子腔3，所述中盖2开口的一端安装有线路板19，线路板19的外侧安装有将开口端封闭的面盖20，转子1的转轴为不锈钢轴或陶瓷轴，所述转子1转轴的两端分别通过靠近中盖2开口一端的后轴承组件和位于另一端的前轴承组件安装在转子腔3内，转子腔3的外壁与中盖2的内壁形成一腔室4，腔室4内安装有与中盖2形状相适应的定子铁芯5，定子铁芯5镶嵌有对装的主绕组和副绕组，副绕组的一端串接有一启动电容24，启动电容24的另一端子与主绕组的对应端形成一公共接线端，副绕组LO的另一端与主绕组LV的另一端分别形成副绕组控制接线端和主绕组控制接线端。

本实用新型电机的工作原理如下：

工作电源经过电源线输入电机的控制电路和BT1、BT2开关管，经霍尔磁性传感器H检测磁性转子位置，输入信号到控制芯片IC1，经控制芯片IC1理后，输出控制信号，经电阻R7和电阻R8控制BT1和BT2开关管，使线圈LO(起动绕组)和LV(主绕组)两组线圈产生磁场，使转子震荡起动，转子运转后，控制电路控制芯片IC1经霍尔传感器反回运转速度。输入电源频率经电阻R12(同步样信号)输入到控制电路控制芯片IC1经运算比较，转速一致后，线圈LO(起动绕组)转为第二组主绕组，电机瞬间牵入同步，异步转矩消失，只剩下永磁体同步转矩，使电机进入同步运行状态。

工作电源经过电源线输入到整流电路，直流电先输入稳压电路供电给各个电路，霍尔传感器感应永磁转子的磁场极性(S或N极)，霍尔传感器将变化的磁信号转换成相应的电压信号输出到差动放大器，微弱的电压信号经差动放大电路放大后，输入到迟滞控制电路，输入的电压信号经由迟滞控制电路转换成数字脉冲信号，数字脉冲信号控制推动电路输出电流，直接驱动水泵的两组绕组，相应的线圈绕组产生磁场推动永磁转子转动。若霍尔传感器受到转子磁场变交的作用，输出端LV2和LO2的电位状态也随着发生变化，从而改变负载(水泵绕组)电流的方向，使水泵正常运转。

作为本实用新型的进一步改进，所述前轴承组件端的转子1转轴延伸成电机轴6；所述前轴承组件包括穿插在电机轴6上的支撑圈7、前轴承8和固定在中盖2上的前轴承座10，所述支撑圈7与前轴承8之间安装有推力环9，为了增强防水效果，所述前轴承座10与前轴承8之间安装有前密封圈11；前轴承座10与中盖2之间安装有环氧树脂或聚胺脂材料的前橡胶圈22。

作为本实用新型的更进一步改进，所述后轴承组件包括后轴承12、将后轴承12锁住的后轴承套13、安装在转子腔3上、用于固定后轴承套13的后轴承盖14，为了增强防水效果，所述后轴承12与转子腔3之间安装有环氧树脂或聚胺脂材料的后密封圈15。

本实用新型的水泵组件包括安装在电机轴6上的叶轮16、安装在中盖2上、将叶轮16包裹的压盖17和安装在压盖17端面的过滤网18，为了增强防水效果，所述面盖20与中盖2之间安装有环氧树脂或聚胺脂材料的后橡胶圈21，面盖20设置有固定片23。

本实用新型与现有技术的潜水泵相比，具有如下优点：

1、本实用新型采用永磁同步电机结构，使电机具有转速高、转矩大、寿命长等优点。

2、由于转子是永磁材料制作，因此转子表面钙质的堆积要比传统电机金属转子少很多。

3、本实用新型的“智能型”线路板能够感知转子运转的任何困难，在工作过程中，电机会采取高转矩转动数次，而传统电机则不能。

4、本实用新型的新型方形定子铁芯，节约硅钢片的用量，提高了利用率。

5、由于永磁同步电动机无滑差，转子上无基波铁耗、铜耗，降低了能耗。

6、本实用新型的永磁同步电动机为双边励磁，且主要是转子永磁体励磁，其功率因数可达到或接近于1.0。

7、本实用新型的永磁同步电动机功率因数高，一方面节约了无功功率，另一方面也使定子电流下降，定子铜耗减少，降低了能耗，提高了电机的效率。

8、至于永磁同步电动机的杂散损耗，一般认为由于其永磁体磁场的非正弦性而增加了杂散损耗，但另一方面永磁电动机较大的气隙，降低了杂散损耗。

9、永磁同步电动机的不变损耗(铁耗和机械损耗)小，可变损耗(定子损耗)变化比异步电动机可变损耗(定子铜耗和转子铜耗)变化慢，使其效率特性有高而平的特点，使永磁电动机在轻载时的相当宽的区域内效率为最高。

10、采用用磁同步电动机，无功功率节电率可达85％；有功功率节电率可达23％-25％，节电效果十分明显。

总之，本实用新型的转子为永磁转子，电机由单相交流电供电，异步启动、同步运行，永磁单相同步电动机同步运行后完全消除了转子上的转差率损耗(即铜耗和铁耗)，效率显著增加，效率提高10％以上，另一方面，由于采用永磁励磁，转子无铜耗，定子电流小，定子铜耗显著减小，减小了电机的无功电流，因而发热低，并且在很宽的负载范围内始终保持高的效率和功率因数，尤其在轻载运行时，节能十分显著，具有结构简单、转矩大、使用寿命长、成本低、密封性能好、节能优点，具有很强的市场竞争力。

Claims (8)

1、一种新型节能单相永磁同步潜水泵，包括紧密连接在一起的电机组件和水泵组件，所述电机组件包括定子组件和转子(1)，其特征在于所述转子(1)为永磁转子，所述定子组件包括方形的中盖(2)，所述中盖(2)的一端开口，另一端向内凹陷形成一转子腔(3)，所述转子(1)转轴的两端分别通过靠近中盖(2)开口一端的后轴承组件和位于另一端的前轴承组件安装在转子腔(3)内，转子腔(3)的外壁与中盖(2)的内壁形成一腔室(4)，腔室(4)内安装有与中盖(2)形状相适应的定子铁芯(5)，定子铁芯(5)镶嵌有对装的主绕组和副绕组，副绕组的一端串接有一启动电容(24)，启动电容(24)的另一端子与主绕组的对应端形成一公共接线端，副绕组的另一端与主绕组的另一端分别形成副绕组控制接线端和主绕组控制接线端。

2、根据权利要求1所述的新型节能单相永磁同步潜水泵，其特征在于所述前轴承组件端的转子(1)转轴延伸成电机轴(6)；所述前轴承组件包括穿插在电机轴(6)上的支撑圈(7)、前轴承(8)和固定在中盖(2)上的前轴承座(10)，所述支撑圈(7)与前轴承(8)之间安装有推力环(9)。

3、根据权利要求2所述的新型节能单相永磁同步潜水泵，其特征在于所述前轴承座(10)与前轴承(8)之间安装有前密封圈(11)；前轴承座(10)与中盖(2)之间安装有前橡胶圈(22)。

4、根据权利要求1所述的新型节能单相永磁同步潜水泵，其特征在于所述后轴承组件包括后轴承(12)、将后轴承(12)锁住的后轴承套(13)、安装在转子腔(3)上、用于固定后轴承套(13)的后轴承盖(14)。

5、根据权利要求4所述的新型节能单相永磁同步潜水泵，其特征在于所述后轴承(12)与转子腔(3)之间安装有后密封圈(15)。

6、根据权利要求1所述的新型节能单相永磁同步潜水泵，其特征在于所述水泵组件包括安装在电机轴(6)上的叶轮(16)、安装在中盖(2)上、将叶轮(16)包裹的压盖(17)和安装在压盖(17)端面的过滤网(18)。

7、根据权利要求1所述的新型节能单相永磁同步潜水泵，其特征在于所述中盖(2)开口的一端安装有线路板(19)，线路板(19)的外侧安装有将开口端封闭的面盖(20)。

8、根据权利要求7所述的新型节能单相永磁同步潜水泵，其特征在于所述面盖(20)与中盖(2)之间安装有后橡胶圈(21)。

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