CN208487028U - 一种采用直流无刷电机的壁挂炉水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种采用直流无刷电机的壁挂炉水泵，包括泵头、转子、中座、直流驱动电源、电机绕组和机壳，泵头的排气口上设有排气阀，泵头内为泵腔，泵腔内安装有叶轮，泵腔开口处安装有中座，中座内安装有转子，所述转子包括转轴和安装在转轴上的磁环，转轴的一端穿过前盖安装在叶轮中，转轴的另一端插装在中座中，中座上设有筒状的转子安装位，转子插装在安装位内，电机绕组环绕在中座的安装位外，机壳套装在所述电机绕组外，中座上还设有与直流驱动电源连接的接线口，直流驱动电源与接线口电连接。本实用新型的壁挂炉水泵，采用了直流无刷电机，消耗较低电量的就可以输出和交流电机一样的功率，能耗更低，效率更高，运行更稳定。

Description

一种采用直流无刷电机的壁挂炉水泵

技术领域

本实用新型公开一种壁挂炉水泵，特别是一种采用直流无刷电机的壁挂炉水泵。

背景技术

壁挂炉是燃气壁挂炉的简称，全称是“燃气壁挂式采暖炉”，是一种以天然气为能源的热水器，具有防冻保护、防干烧保护、意外熄火保护、温度过高保护、水泵防卡死保护等多种安全保护措施。现有壁挂炉热水器的水泵一般采用交流电机，这种水泵能耗大，效率低，转速无法根据水流自动调节，而且排气速度缓慢。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的采用交流电机的壁挂炉水泵存在的能耗大、效率低的问题，本实用新型提供一种采用直流无刷电机的壁挂炉水泵，可以以较低的能耗输出同样的功率。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：提供一种采用直流无刷电机的壁挂炉水泵，包括泵头、转子、中座、直流驱动电源、电机绕组和机壳，所述泵头的排气口上设有排气阀，所述泵头内为泵腔，所述泵腔内安装有叶轮，所述叶轮面向泵腔内部的一侧安装有挡水板，所述叶轮面向泵腔开口的一侧安装有前盖，所述挡水板、叶轮和前盖同轴设置，所述泵腔开口处安装有中座，所述中座内安装有转子，所述转子包括转轴和安装在转轴上的磁环，所述转轴的一端穿过前盖安装在叶轮中，所述转轴的另一端插装在中座中，所述中座上设有筒状的转子安装位，所述安装位底部有设有安装孔，所述转子插装在安装位内，所述转轴插装在安装孔内，所述电机绕组环绕在中座的安装位外，所述机壳套装在所述电机绕组外，所述中座上还设有与直流驱动电源连接的接线口，所述直流驱动电源与接线口电连接。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述直流驱动电源安装在中座上。

所述电机绕组包括定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的绕组，所述定子铁芯设有向铁芯内部伸出、以定子铁芯的中轴为中心对称设置的六个绕线T型台，所述绕组包括三相六个绕组，每一相的两个绕组的分别缠绕在相对的两个绕线T型台上。

所述转子的磁环采用包塑工艺安装在所述转轴上。

所述转子的磁环上设有四对八个磁极，所述磁环由高性能钕铁硼磁性材料制成，所述磁环采用单面多极充磁的充磁方式。

所述机壳包括壳体和安装在壳体外侧开口处的后盖，所述壳体的表面上设有均匀分布的散热鳍片。

所述壳体为一体式拉伸形成的铝合金壳体。

所述后盖上设有螺钉口，所述螺钉口中安装有后盖螺钉，所述定子铁芯上设有与电机螺钉数量对应的避空槽，所述电机螺钉穿过机壳和定子铁芯的安装槽插装到中座的螺钉安装孔中，所述电机螺钉将后盖、机壳、电机绕组固定在中座上。

所述转子的转轴安装在叶轮内的一端上设有第一键槽，所述叶轮上设有与第一键槽配合的第二键槽，所述转轴通过安装在第一键槽和第二键槽的键带动叶轮转动。

所述转子转轴的两端分别安装有第一轴套和第二轴套，所述第一轴套安装在前盖中，所述第二轴套安装在中座的安装位底部。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的壁挂炉水泵，采用了直流无刷电机，消耗较低电量的就可以输出和交流电机一样的功率，能耗更低，效率更高；而且电机采用一体式拉伸铝材质的壳体和包塑工艺制作的磁环转子，不仅优化了组装工艺，还使电机的重量有效减轻，有效的提高了再生能源与非再生能源的应用效率还节省了人力成本跟运输成本；由于直流无刷电机的三相马达启动力矩大、振动低、噪音低，使电机在水循环的使用中以及使用后的二次启动，不易因水质等不可控因素而使电机卡死，使水泵的使用寿命更长，使用更稳定；水泵的泵头上设有专门的排气口和排气阀，在开机时和运转中都能够快速有效地排出水泵内的气体，也提高了挂壁炉的燃烧效率。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的采用直流无刷电机的壁挂炉水泵的爆炸机构示意图；

图2为本实用新型实施例的采用直流无刷电机的壁挂炉水泵的转子的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的采用直流无刷电机的壁挂炉水泵的电机绕组绕线方式示意图；

图中，1、泵头，2、排气阀，3、挡水板，4、叶轮，5、前盖，6、第一轴套，7、转子，71、磁环，72、转轴，73、第一键槽，8、第二轴套，9、中座，10、中座螺钉，11、定子铁芯，111、绕线T型台，112、避空槽，12、壳体，13、后盖，14、电机螺钉，15、直流驱动电源，U、U1、第一相绕组，V、V1、第二相绕组，W、W1、第三相绕组。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

本实用新型实施的采用直流无刷电机的壁挂炉水泵参照图1-2所示，包括泵头1、转子7、中座9、直流驱动电源15、电机绕组和机壳。泵头1是一个一体成型的金属泵体，上面设有排气口、进水口、出水口和零件安装口，泵体内部为泵腔，排气口开口向上，下连泵腔，排气口上安装有排气阀2，排气阀2可以排出水泵中的气体而不让水泵中的水外泄。零件安装口开在泵头1的侧面，直通泵腔，泵腔内安装有叶轮4。叶轮4为闭式叶轮，直接与进入泵头1的水接触，起到输送液体的作用，采用抗腐蚀耐磨损材料制成，叶轮4外表面涂覆有防磨抗腐蚀涂料层。叶轮4面向泵腔内部的一侧安装有挡水板3，叶轮4面向泵腔开口的一侧安装有前盖5，挡水板3、叶轮4和前盖5同轴设置，挡水板3和前盖5可以防止压力水倒流，引起水泵倒转，造成水泵的电机烧毁或泵轴损坏。泵腔的开口处（即零件安装口）安装有中座9，中座9由一块中间开口的平板和连接在平板开口处的圆筒组成。中座9的圆筒是转子的安装位，转子7插装在安装位中；中座9平板用来封闭泵头1的零件安装口，平板的四角上设有螺钉安装口，四颗中座螺钉10分别穿过平板的螺钉安装口，插装在泵头1的零件安装口四周的螺钉孔中，将中座9和泵头1连接在一起，使挡水板3、叶轮4、前盖5以及转子7被安装在中座9和泵头1的内部。转子7包括转轴和安装在转轴上的磁环，转轴的一端穿过前盖5安装在叶轮4中，转轴的另一端插装在中座9上圆筒状的安装位中，安装位底部有设有转轴的安装孔，转轴插装在安装孔内。为了避免转子7在转动中出现摆动，与前盖5或安装位的内壁发生摩擦，造成零件甚至电机的损坏，在转子7转轴通过的前盖5的通孔处安装有第一轴套6，安装位底部安装有第二轴套8。直流电机的电机绕组环绕在中座9的安装位外，电机绕组包括定子铁芯11和缠绕在定子铁芯11上的绕组。定子铁芯11是一个圆筒状零件，内壁上设有向定子铁芯11内部伸出、以其中轴为对称中心对称设置的六个绕线T型台111，中间留有供中座9的安装位安装的圆形通孔。缠绕在定子铁芯11上的绕组包括三相共6个绕组，每相两个绕组，第一相绕组U和U1，第二相绕组V和V1，第三相绕组W和W1采用星型绕线方式，每一相的两个绕组分别缠绕在相对的两个绕线T型台111上，如第一相绕组U和U1分别缠绕在相对的两个绕线T型台111上。直流无刷电机的机壳套装在电机绕组外，机壳包括壳体12和安装在壳体12外侧开口处的后盖13。壳体12为一体式拉伸铝材质的壳体，呈圆筒形，重量比传统壳体更轻，表面上还设有均匀分布的散热鳍片，有效加速电机散热。后盖13是一个圆形的盖子，上面设有三个螺丝口，三个螺丝口中分别安装有电机螺钉14，定子铁芯11上设有与三个电机螺钉14数量对应的三个避空槽112，避空槽112设置在间隔的绕组T型台对应的定子铁芯11的外表面上。中座9上设有三个安装电机螺钉14的螺钉安装孔，电机螺钉14穿过壳体12和定子铁芯11的避空槽112插装到中座9的螺钉安装孔中，将后盖13、壳体12、电机绕组固定在中座9上。

转子7的转轴和安装在转轴上的磁环采用包塑的工艺连接在一起。磁环使用高性能钕铁硼磁性材料制成，设有四对共八个磁极，采用单面多极充磁的充磁方式制成。磁环外径28毫米，内径23毫米，高30毫米，套在陶瓷材料制成的转轴上，使用PPS材料用包塑技术将磁环固定在转轴上。转轴上安装在叶轮4内的一端上设有第一键槽，叶轮4安装转轴的孔内部设有与第一键槽配合的第二键槽，转轴转动时通过安装在第一键槽和第二键槽的键将转矩传递给叶轮4，带动叶轮4转动，使壁挂炉水泵开始工作。

为了方便对直流无刷电机的电源进行安装和检修，电机的直流驱动电源15安装在电机的外部，固定在中座9的平板的一条边上，中座9的边上设有还与直流驱动电源15连接的接线口，直流驱动电源15和接线口电连接，给电机绕组供电，驱动转子7转动。

直流无刷电机的驱动采用无霍尔正弦驱动原理，使用磁场定向矢量控制结构控制电机的磁场，还带有温度保护、过流保护以及失速自动调节功能。直流驱动电源15中设有MCU芯片和MOS管，直流驱动电源15接上电之后，MCU芯片、MOS管同时等待信号处理，MCU芯片内部自启动后输出pwm信号，控制电机三路MOS上、下桥信号。在MOS管上下桥开关器作用下对电机绕组施加一定的电压，然后MCU通过测量和控制电机的电流矢量，并根据磁场定向原理，对电机的励磁电流和转矩电流进行控制，使电机绕组中产生正弦电流，通过控制正弦电流的幅值及相位达到控制电机转矩的目的，电机相电流为正弦，且连续变化，无换相电流突变，确保电机运行稳定噪音低。

本实用新型的壁挂炉水泵，采用了直流无刷电机，消耗较低电量的就可以输出和交流电机一样的功率，能耗更低，效率更高；而且电机采用一体式拉伸铝材质的壳体和包塑工艺制作的磁环转子，不仅优化了组装工艺，还使电机的重量有效减轻，有效的提高了再生能源与非再生能源的应用效率还节省了人力成本跟运输成本；由于直流无刷电机的三相马达启动力矩大、振动低、噪音低，使电机在水循环的使用中以及使用后的二次启动，不易因水质等不可控因素而使电机卡死，使水泵的使用寿命更长，使用更稳定；水泵的泵头上设有专门的排气口和排气阀，在开机时和运转中都能够快速有效地排出水泵内的气体，也提高了挂壁炉的燃烧效率。

Claims (10)

1.一种采用直流无刷电机的壁挂炉水泵，其特征在于：包括泵头（1）、转子（7）、中座（9）、直流驱动电源（15）、电机绕组和机壳，所述泵头（1）的排气口上设有排气阀（2），所述泵头（1）内为泵腔，所述泵腔内安装有叶轮（4），所述叶轮（4）面向泵腔内部的一侧安装有挡水板（3），所述叶轮（4）面向泵腔开口的一侧安装有前盖（5），所述挡水板（3）、叶轮（4）和前盖（5）同轴设置，所述泵腔开口处安装有中座（9），所述中座（9）内安装有转子（7），所述转子（7）包括转轴（72）和安装在转轴（72）上的磁环（71），所述转轴（72）的一端穿过前盖（5）安装在叶轮（4）中，所述转轴（72）的另一端插装在中座（9）中，所述中座（9）上设有筒状的转子安装位，所述安装位底部有设有安装孔，所述转子（7）插装在安装位内，所述转轴（72）插装在安装孔内，所述电机绕组环绕在中座（9）的安装位外，所述机壳套装在所述电机绕组外，所述中座（9）上还设有与直流驱动电源（15）连接的接线口，所述直流驱动电源（15）与接线口电连接。

2.如权利要求1所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述直流驱动电源（15）安装在中座（9）上。

3.如权利要求1所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述电机绕组包括定子铁芯（11）以及缠绕在定子铁芯（11）上的绕组，所述定子铁芯（11）设有向铁芯内部伸出、以定子铁芯（11）的中轴为中心对称设置的六个绕线T型台（111），所述绕组包括三相六个绕组，每一相的两个绕组分别缠绕在相对的两个绕线T型台（111）上。

4.如权利要求1所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述转子（7）的磁环（71）采用包塑工艺安装在所述转轴（72）上。

5.如权利要求1所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述转子（7）的磁环（71）上设有四对八个磁极，所述磁环（71）由高性能钕铁硼磁性材料制成，所述磁环（71）采用单面多极充磁的充磁方式。

6.如权利要求3所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述机壳包括壳体（12）和安装在壳体（12）外侧开口处的后盖（13），所述壳体（12）的表面上设有均匀分布的散热鳍片。

7.如权利要求6所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述壳体（12）为一体式拉伸形成的铝合金壳体。

8.如权利要求6所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述后盖（13）上设有螺钉口，所述螺钉口中安装有电机螺钉（14），所述定子铁芯（11）上设有与电机螺钉（14）数量对应的避空槽（112），所述电机螺钉（14）穿过壳体（12）和定子铁芯（11）的避空槽（112）插装到中座（9）的螺钉安装孔中，所述电机螺钉（14）将后盖（13）、壳体（12）、电机绕组固定在中座（9）上。

9.如权利要求1所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述转子（7）的转轴（72）安装在叶轮（4）内的一端上设有第一键槽，所述叶轮（4）上设有与第一键槽配合的第二键槽，所述转轴（72）通过安装在第一键槽和第二键槽的键带动叶轮转动。

10.如权利要求1所述的壁挂炉水泵，其特征在于：所述转子（7）转轴（72）的两端分别安装有第一轴套（6）和第二轴套（8），所述第一轴套（6）安装在前盖（5）中，所述第二轴套（8）安装在中座（9）的安装位底部。