CN206775358U - 基于开关磁阻电机的潜水泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种潜水泵，具体涉及一种基于开关磁阻电机的潜水泵，开关磁阻电机包括定子、转子、感应齿盘和位置传感器，感应齿盘和位置传感器对应设置，定子由硅钢片迭压而成，包括相间设置的3*N个定子齿和3*N个定子槽，定子每个极上均绕有集中绕组，在定子圆周上均匀分布有3组N个集中绕组，每组N个集中绕组串联为一相绕组；转子由硅钢片迭压而成，包括相间设置的M个转子齿和M个转子槽，位置传感器包括顺次连接的检测部、发送部、传送部和接收部，发送部采用平衡驱动器，接收部采用差分接收器。本实用新型电机结构简单紧凑，坚固可靠不易损坏，工作效率高，并能实现信号的远距离、高可靠传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种潜水泵，具体涉及一种基于开关磁阻电机的潜水泵。
背景技术
潜水泵是泵体和电动机可浸入水中工作的排水机械。潜水泵被广泛地应用于城市、工厂、铁路、矿山、工地和农田灌溉等供排水场合。电动机俗称马达，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。电动机的核心部件为定子和转子，定子包括定子铁芯和定子绕组，转子包括转子铁芯和转子绕组，结构复杂，易损坏。开关磁阻电机以其具备良好的电力拖动特性，如：启动扭矩大，启动电流小，适合频繁的正反转，四象限控制等，在工业生产中得到了广泛应用。
位置传感器是开关磁阻电机的关键组成部分。该传感器主要完成定转子位置信息传送的功能。目前的实际应用中，有两种形式：一种采用光耦作为核心元器件完成信号的采集，一种采用霍尔磁传感作为核心元器件完成信号的采集。不论是光耦还是霍尔形式，都是将元器件焊接在线路板上，另外辅助其他的一些电子元器件，组成信号处理电路。在电机上做一个密闭的传感器结构，将线路板固定里面，实现信号的采集处理。电路一般采用一个标准直流电压作为电源。在线路板上完成位置信号处理后，通过屏蔽线传输到控制器。
作为开关磁阻电机的关键组成部分，上述结构存在一些不足：
1)目前通用的传感器，为了克服EMI干扰，一般采用屏蔽线，对于一些工业现场，造成了使用上的不方便；
2)目前通用的传感器，抗干扰能力较低，考虑工作的可靠性，一般要求传输距离不大于20米，而在一些工业现场，控制器和电机距离较远，远超过上述距离，在这种情况下，目前的传感器就不能使用了。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种基于开关磁阻电机的潜水泵，电机结构简单紧凑，坚固可靠不易损坏，工作效率高，并能实现信号的远距离、高可靠传输。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：
所述基于开关磁阻电机的潜水泵，包括开关磁阻电机，开关磁阻电机包括定子、转子、感应齿盘和位置传感器，所述感应齿盘和位置传感器对应设置，所述定子由硅钢片迭压而成，包括相间设置的3*N个定子齿和3*N个定子槽，其中N为大于等于1的整数，定子每个极上均绕有集中绕组，在定子圆周上均匀分布有3组N个集中绕组，每组N个集中绕组串联为一相绕组；所述转子由硅钢片迭压而成，包括相间设置的M个转子齿和M个转子槽，其中M为大于1的整数，所述位置传感器包括顺次连接的检测部、发送部、传送部和接收部，所述发送部采用平衡驱动器，所述传送部采用工业双绞线，所述接收部采用差分接收器。
本实用新型所采用的开关磁阻电机为三相电机，定、转子均由硅钢片叠压而成，结构紧凑，而且转子没有绕组，简化制作工艺，可以适应高转速，定子线圈的集中绕组，嵌放容易，工作可靠不易损坏，能适应各种恶劣、高温甚至强震动环境，电机铁损、铜损少，效率高；使用时，通过检测感应齿盘和检测部的相对位置，获得定转子的相对位置信息，传送部采用工业双绞线，长度最长可达1500米，发送部采用了平衡驱动器，接收部采用了差分接收器，发送部和接收部没有公共参考端，具备很强的抗噪声干扰性，可靠性很高，可实现信号的远距离传输，适用于开关磁阻电机和控制器距离较远的情况。
其中，优选方案为：
所述开关磁阻电机还包括机壳，所述定子固定在机壳内，所述转子压接在转轴上，机壳两端分别设置前端盖和后端盖，转轴伸出后端盖连接叶轮，后端盖上设置位置传感器，后端盖和叶轮之间对应位置传感器设置感应齿盘；使用时，位置传感器和感应齿盘与控制器配合使用，用于正确的判断和决定开关磁阻电机定子各相绕组的导通和关断时刻，确保开关磁阻电机的正常工作。
所述N取4，M取8，该开关磁阻电机为12/8极电动机。
所述定子槽内相邻两组集中绕组设置相绝缘，集中绕组和定子之间设置槽绝缘。
所述检测部采用光电元件或霍尔元件，感应齿盘设有若干个感应齿，每个感应齿上对应检测部设置感应件，转轴旋转过程中，感应齿上的每个感应件都有自己的编号，不同的感应件感应信号时对应不同的开关磁阻电机转子与定子的相对位置，从而对开关磁阻电机定子各相绕组的导通和关断时刻进行正确判断。
所述感应齿盘对应设有防尘环，防止外界扬尘污染位置传感器和感应齿盘，提高设备工作准确度。
所述位置传感器固定在传感器电路板上，传感器电路板固定在后端盖上，位置传感器工作电路印刷在传感器电路板上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型定、转子均由硅钢片叠压而成，结构紧凑，而且转子没有绕组，简化制作工艺，可以适应高转速，定子线圈设置集中绕组，嵌放容易，工作可靠不易损坏，能适应各种恶劣、高温甚至强震动环境，电机铁损铜损少效率高；使用时，通过检测感应齿盘和检测部的相对位置，获得定转子的相对位置信息，传送部采用工业双绞线，长度最长可达1500米，发送部采用了平衡驱动器，接收部采用了差分接收器，发送部和接收部没有公共参考端，具备很强的抗噪声干扰性，可靠性很高，可实现信号的远距离传输，适用于开关磁阻电机和控制器距离较远的情况。
附图说明
图1是实施例1内部结构正视图。
图2是实施例1内部结构左视图。
图3是发送部、传送部和接收部连接示意图。
图4是实施例1感应齿盘和位置传感器结构示意图。
图中：1、定子；2、转子；3、集中绕组；4、机壳；5、转轴；6、前端盖；7、后端盖；8、叶轮；9、位置传感器；10、感应齿盘；11、感应件；12、防尘环；13、传感器电路板；14、发送部；15、传送部；16、接收部。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：
实施例1：
如图1-3所示，本实施例所述基于开关磁阻电机的潜水泵，包括开关磁阻电机，开关磁阻电机包括定子1、转子2、感应齿盘10和位置传感器9，所述感应齿盘10和位置传感器9对应设置，所述定子1由硅钢片叠压而成，包括相间设置的3*N个定子齿和3*N个定子槽，其中N为大于等于1的整数，定子1每个极上均绕有集中绕组3，在定子1圆周上均匀分布有3组N个集中绕组3，每组N个集中绕组3串联为一相绕组；所述转子2由硅钢片叠压而成，包括相间设置的M个转子齿和M个转子槽，其中M为大于1的整数，所述位置传感器9包括顺次连接的检测部、发送部14、传送部15和接收部16，所述发送部14采用平衡驱动器，主要由发送器SD1,电阻R1组成；SD1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497等型号；图3中，Ain为信号输入，为电压信号，高为逻辑1，低为逻辑0，以GD1为参考点；A+,A-为发送部14的输出，当A+大于A-，且数值在+2V～+6V时，才能作为逻辑1；当A+小于A-，且数值在-2V～-6V时，才能作为逻辑0；其他状态，都是无效状态；R1为电阻，范围为20～1000Ω，两端接在发送部14输出信号A+,A-之间；所述传送部15采用工业双绞线，所述接收部16采用差分接收器，主要由接收器RC1,电阻R2组成；RC1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497等型号；图3中，接收部16的+端连接从双绞线的A+,接收部16的-端连接从双绞线的A-，当A+时，才能作为逻辑0；其他状态，都是无效状态；R2为电阻，范围为20～1000Ω，两端接在接收部16输入信号A+,A-之间；Aout为信号输出，为电压信号，高为逻辑1，低为逻辑0，以GD2为参考点。
其中，N取4，M取8，该开关磁阻电机为12/8极电动机，图2中示出12个磁极，分别为A1-A4、B1-B4、C1-C4，其中4个A(4个B、4个C)在圆周上均匀分布，其上的集中绕组3相互串联成一相绕组，整个电动机有A、B、C三相绕组；所述定子1固定在机壳4内，所述转子2压接在转轴5上，机壳4两端分别设置前端盖6和后端盖7，转轴5伸出后端盖7连接叶轮8，后端盖7上设置位置传感器9，后端盖7和叶轮8之间对应位置传感器9设置感应齿盘10；使用时，位置传感器9和感应齿盘10与控制器配合使用，用于正确的判断和决定开关磁阻电机定子各相绕组的导通和关断时刻，确保开关磁阻电机的正常工作；定子槽内相邻两组集中绕组3设置相绝缘，集中绕组3和定子1之间设置槽绝缘；检测部采用光电元件或霍尔元件，如图4所示，感应齿盘10设有若干个感应齿，每个感应齿上对应检测部设置感应件11，转轴5旋转过程中，感应齿上的每个感应件11都有自己的编号，不同的感应件11感应信号时对应不同的开关磁阻电机转子2与定子1的相对位置，从而对开关磁阻电机定子1各相绕组的导通和关断时刻进行正确判断；感应齿盘10对应设有防尘环12，防止外界扬尘污染位置传感器9和感应齿盘10，提高设备工作准确度；位置传感器9固定在传感器电路板13上，传感器电路板13固定在后端盖7上，位置传感器9工作电路印刷在传感器电路板13上。
本实用新型所采用的开关磁阻电机为三相电机，定、转子均由硅钢片叠压而成，结构紧凑，而且转子2没有绕组，简化制作工艺，可以适应高转速，定子1的线圈设置集中绕组3，嵌放容易，工作可靠不易损坏，能适应各种恶劣、高温甚至强震动环境，电机铁损铜损少效率高；使用时，通过检测感应齿盘10和检测部的相对位置，获得定、转子的相对位置信息，传送部15采用工业双绞线，长度最长可达1500米，发送部14采用了平衡驱动器，接收部16采用了差分接收器，发送部14和接收部16没有公共参考端，具备很强的抗噪声干扰性，可靠性很高，可实现信号的远距离传输，适用于开关磁阻电机和控制器距离较远的情况。
Claims (7)
1.一种基于开关磁阻电机的潜水泵，开关磁阻电机包括定子(1)、转子(2)、感应齿盘(10)和位置传感器(9)，所述感应齿盘(10)和位置传感器(9)对应设置，其特征在于，所述定子(1)由硅钢片迭压而成，包括相间设置的3*N个定子齿和3*N个定子槽，其中N为大于等于1的整数，定子(1)每个极上均绕有集中绕组(3)，在定子(1)圆周上均匀分布有3组N个集中绕组(3)，每组N个集中绕组(3)串联为一相绕组；所述转子(2)由硅钢片迭压而成，包括相间设置的M个转子齿和M个转子槽，其中M为大于1的整数，所述位置传感器(9)包括顺次连接的检测部、发送部(14)、传送部(15)和接收部(16)，所述发送部(15)采用平衡驱动器，所述传送部(15)采用工业双绞线，所述接收部(16)采用差分接收器。
2.根据权利要求1所述的基于开关磁阻电机的潜水泵，其特征在于，所述开关磁阻电机还包括机壳(4)，所述定子(1)固定在机壳(4)内，所述转子(2)压接在转轴(5)上，机壳(4)两端分别设置前端盖(6)和后端盖(7)，转轴(5)伸出后端盖(7)连接叶轮(8)，后端盖(7)上设置位置传感器(9)，后端盖(7)和叶轮(8)之间对应位置传感器(9)设置感应齿盘(10)。
3.根据权利要求1所述的基于开关磁阻电机的潜水泵，其特征在于，所述N取4，M取8。
4.根据权利要求1所述的基于开关磁阻电机的潜水泵，其特征在于，所述定子槽内相邻两组集中绕组(3)设置相绝缘，集中绕组(3)和定子(1)之间设置槽绝缘。
5.根据权利要求1所述的基于开关磁阻电机的潜水泵，其特征在于，所述检测部采用光电元件或霍尔元件，感应齿盘(10)设有若干个感应齿，每个感应齿上对应检测部设置感应件(11)。
6.根据权利要求5所述的基于开关磁阻电机的潜水泵，其特征在于，所述感应齿盘(10)对应设有防尘环(12)。
7.根据权利要求1所述的基于开关磁阻电机的潜水泵，其特征在于，所述位置传感器(9)固定在传感器电路板(13)上，传感器电路板(13)固定在后端盖(7)上。
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Cited By (1)
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| CN112491213A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-03-12 | 江苏苏仪集团有限公司 | 开关磁阻电机新型位置传感器 |
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