CN204200599U - 开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，它涉及一种排水用的动力装置。它包括潜水开关磁阻电机、水泵，潜水开关磁阻电机下方设置有水泵，潜水开关磁阻电机包括转子铁芯和定子铁芯，转子铁芯固定在潜水开关磁阻电机的轴上，转子铁芯外设置有定子铁芯，定子铁芯中安装有线包，定子铁芯固定在机座上，潜水开关磁阻电机的轴分别通过上轴承、下轴承固定于上端盖、下端盖上，下端盖下方的转轴上设置有密封组件。本实用新型满足水泵在不同扬程时对转速变化的要求，可满足在额定扬程的10％-110％范围内达到高效区内运行，运行可靠性高，可保持较高的效率，应用广泛。

Description

开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵

技术领域

本实用新型涉及的是一种排水用的动力装置，具体涉及开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵。

背景技术

在我国很多泵站的设计中，根据工程实际需求，通常要求水泵的扬程范围很宽，如有的泵站要求同一台水泵的扬程工作范围在5m-12m，有的泵站要求扬程工作范围在10m-30m，在这么宽扬程范围里，对传统水泵来说是很难满足要求的。众所周知，水泵是通过电机驱动进行工作的，而电机的转速通常都是单一恒定的，这就决定了水泵的转速也是固定的，就单一转速的水泵而言，其扬程范围通常在其额定扬程的80％-100％范围内，对一些要求扬程工作范围宽的场合，就无法满足要求。

如何扩大水泵的扬程工作范围，在进行水泵设计时，考虑将水泵设计成在两种额定转速下工作，即在高扬程时，水泵在高转速下运行，在低扬程时，水泵在低转速下运行，从而达到扩大水泵扬程工作范围的目的，这就要求驱动电机采用双速电机，但这种结构的缺点是水泵仍然只能工作在两种额定转速下，两种转速之间无法进行调速，转速的变化是非连续的，而且双速电机结构复杂、易发生故障、维修困难、价格高，而潜水开关磁阻电机具有调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩、速度特性，因此设计一种开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵还是很有市场应用前景的。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，结构设计合理，满足水泵在不同扬程时对转速变化的要求，可满足在额定扬程的10％-110％范围内达到高效区内运行，运行可靠性高，可保持较高的效率，应用广泛。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，包括潜水开关磁阻电机、水泵，潜水开关磁阻电机下方设置有水泵，潜水开关磁阻电机包括转子铁芯和定子铁芯，转子铁芯固定在潜水开关磁阻电机的轴上，转子铁芯外设置有定子铁芯，定子铁芯中安装有线包，定子铁芯固定在机座上，潜水开关磁阻电机的轴分别通过上轴承、下轴承固定于上端盖、下端盖上，下端盖下方的转轴上设置有密封组件，所述的潜水开关磁阻电机通过转轴与水泵中的叶轮连接，叶轮与转子铁芯同轴，通过下端盖将潜水开关磁阻电机和水泵连接成一整体潜水电泵。

作为优选，所述的轴的上端通过键固定有测速盘，测速盘与下方的测速传感器相连，上端盖上方设置有接线盒，接线盒上分别接有动力电缆、控制电缆，测速传感器与控制电缆连接，动力电缆与线包连接，动力电缆、控制电缆分别通过动力电缆密封装置、控制电缆密封装置与接线盒固定连接，机座与上端盖、接线盒、控制电缆、控制电缆密封装置、动力电缆、动力电缆密封装置、下端盖、密封组件、轴组成密封内腔。

作为优选，所述的机座外部设置有外腔，外腔中有持续的流水，工作时通过外腔的连续水流流经机座的表面，对潜水开关磁阻电机进行冷却，确保潜水开关磁阻电机的可靠运行。

作为优选，所述的定子铁芯上的定子铁芯齿嵌有集中线包，径向相对极的线包串联，构成一组，定子铁芯上的定子铁芯齿与转子铁芯上的转子铁芯齿的配对组合为六个/四个或十二个/八个。

本实用新型的有益效果：调速范围宽，控制灵活，通过潜水开关磁阻电机的无级调速功能，实现水泵转速的连续无级调速，满足水泵在不同扬程时对转速变化的要求，可满足在额定扬程的10％-110％范围内达到高效区内运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型铁芯的径向剖面示意图；

图3为本实用新型的控制原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-3，本具体实施方式采用以下技术方案：开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，包括潜水开关磁阻电机1、水泵10，潜水开关磁阻电机1下方设置有水泵10，潜水开关磁阻电机1包括转子铁芯6和定子铁芯7，转子铁芯6固定在潜水开关磁阻电机1的轴19上，转子铁芯6外设置有定子铁芯7，定子铁芯7中安装有线包5，定子铁芯7固定在机座14上，潜水开关磁阻电机1的轴19分别通过上轴承13、下轴承15固定于上端盖12、下端盖16上，下端盖16下方的转轴4上设置有密封组件18，轴19的上端通过键11固定有测速盘2，测速盘2与下方的测速传感器3相连，上端盖12上方设置有接线盒9，接线盒9上分别接有动力电缆8、控制电缆22，测速传感器3与控制电缆22连接，动力电缆8与线包5连接，测速盘2通过测速传感器3将轴19的转速信号转变成电信号，并由控制电缆22传输到外部控制器，由外部控制器通过动力电缆8对定子铁芯7上的线包5进行电力控制，从而控制潜水开关磁阻电机1的转速，实现调速性能。

值得注意的是，所述的潜水开关磁阻电机1通过转轴4与水泵10中的叶轮20连接，叶轮20与转子铁芯6同轴，通过下端盖16将潜水开关磁阻电机1和水泵10连接成一整体潜水电泵。

值得注意的是，所述的动力电缆8、控制电缆22分别通过动力电缆密封装置17、控制电缆密封装置21与接线盒9固定连接，机座14与上端盖12、接线盒9、控制电缆22、控制电缆密封装置21、动力电缆8、动力电缆密封装置17、下端盖16、密封组件18、轴19组成密封内腔23。

值得注意的是，所述的机座14外部设置有外腔24，外腔24中有持续的流水，密封内腔23中的介质是空气，密封内腔23与外腔24密封隔绝，工作时通过外腔24的连续水流流经机座14的表面，带走定子铁芯7产生的热量，从而降低潜水开关磁阻电机1的温升，对潜水开关磁阻电机1进行冷却，确保潜水开关磁阻电机1的可靠运行。

此外，所述的定子铁芯7上的定子铁芯齿26嵌有集中线包5，径向相对极的线包5串联，构成一组，六个定子铁芯齿26与四个转子铁芯齿25相配合，或者十二个定子铁芯齿26与八个转子铁芯齿25相配合，当定子铁芯齿26上线包5通电时，遵循磁阻最小原理，转子铁芯齿25总是向通电线包5所在的定子铁芯齿26转动，以减小磁阻，直至转子铁芯齿25与定子铁芯齿26重合，当圆周均布的各个线包5按给定的供电频率进行通、断电时，会在定子铁芯7圆周上形成一个旋转磁场，从而带动转子铁芯6跟随转动。

本具体实施方式采用的潜水开关磁阻电机1具有结构简单、坚固的特点，制造工艺简单，成本低，可进行转速的无级调速，其结构上突出的优点是转子铁芯6仅由硅钢片叠压而成，因此比鼠笼式感应电机的结构还要简单，不会有鼠笼式感应电机制造过程中鼠笼铸造或焊接不良，及使用过程中出现的鼠笼断条等严重问题。在定子方面，由于定子线圈只有几个集中绕组，因此制造简单、嵌放容易，线圈端部短而牢固，能适用于各种恶劣、高温甚至强震动环境。

潜水开关磁阻电机1各相独立工作，系统可靠性高，从电机的电磁结构看，各相绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩，而不象在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生圆形旋转磁场，电动机才能正常工作。从控制系统结构上看，各相电路各自给一相绕组供电，也是相互独立工作。因此，当电机一相绕组或控制器一相电路发生故障，只需停止该相工作，除电机总功率有所下降外，并无其它影响。

潜水开关磁阻电机1温升低，故障少，潜水开关磁阻电机1损耗主要产生在定子，而电机是浸没在水中工作的，因此散热条件好温升低，转子无绕组及永磁体，允许有较高的温升，潜水开关磁阻电机1启动转矩大，低速性能好，无异步电动机在启动时所出现的冲击电流现象，且调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩特性，在宽广的转速和功率范围内都具有很高的效率。

本具体实施方式潜水开关磁阻电机1采用三相供电制，潜水开关磁阻电机1的转速是通过固定在轴19上端的测速盘2将转速信号通过测速传感器3、控制电缆22传输到外部控制器，当给定转速发生变化时，外部控制器将潜水开关磁阻电机1反馈的转速与给定转速进行比较，通过对比、调整对三相线包的供电频率，直至潜水开关磁阻电机1的转速与给定的转速相同为止，以实现潜水开关磁阻电机1连续调速运行。

本具体实施方式通过潜水开关磁阻电机的无级调速功能，实现水泵转速的连续无级调速，满足水泵在不同扬程时对转速变化的要求，可满足在额定扬程的10％-110％范围内达到高效区内运行，结构设计合理，运行可靠性高，可保持较高的效率，应用广泛。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，其特征在于，包括潜水开关磁阻电机(1)、水泵(10)，潜水开关磁阻电机(1)下方设置有水泵(10)，潜水开关磁阻电机(1)包括转子铁芯(6)和定子铁芯(7)，转子铁芯(6)固定在潜水开关磁阻电机(1)的轴(19)上，转子铁芯(6)外设置有定子铁芯(7)，定子铁芯(7)中安装有线包(5)，定子铁芯(7)固定在机座(14)上，潜水开关磁阻电机(1)的轴(19)分别通过上轴承(13)、下轴承(15)固定于上端盖(12)、下端盖(16)上，下端盖(16)下方的转轴(4)上设置有密封组件(18)，轴(19)的上端通过键(11)固定有测速盘(2)，测速盘(2)与下方的测速传感器(3)相连，上端盖(12)上方设置有接线盒(9)，接线盒(9)上分别接有动力电缆(8)、控制电缆(22)，测速传感器(3)与控制电缆(22)连接，动力电缆(8)与线包(5)连接。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，其特征在于，所述的潜水开关磁阻电机(1)通过转轴(4)与水泵(10)中的叶轮(20)连接，叶轮(20)与转子铁芯(6)同轴，通过下端盖(16)将潜水开关磁阻电机(1)和水泵(10)连接成一整体潜水电泵。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，其特征在于，所述的动力电缆(8)、控制电缆(22)分别通过动力电缆密封装置(17)、控制电缆密封装置(21)与接线盒(9)固定连接，机座(14)与上端盖(12)、接线盒(9)、控制电缆(22)、控制电缆密封装置(21)、动力电缆(8)、动力电缆密封装置(17)、下端盖(16)、密封组件(18)、轴(19)组成密封内腔(23)。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，其特征在于，所述的机座(14)外部设置有外腔(24)，外腔(24)中有持续的流水。

5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，其特征在于，所述的定子铁芯(7)上的定子铁芯齿(26)嵌有集中线包(5)，径向相对极的线包(5)串联，构成一组，六个定子铁芯齿(26)与四个转子铁芯齿(25)相配合。

6.根据权利要求1所述的开关磁阻电机驱动调速节能型污水潜水电泵，其特征在于，所述的定子铁芯(7)上的定子铁芯齿(26)嵌有集中线包(5)，径向相对极的线包(5)串联，构成一组，十二个定子铁芯齿(26)与八个转子铁芯齿(25)相配合。