CN216086435U - 一种串联型泵用电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种串联型泵用电机，包括机壳，机壳两端分别固定有端盖，包括电机轴、异步交流电机部分和无刷直流电机部分，异步交流电机部分与无刷直流电机部分沿电机轴轴向设置且之间具有间隔、互不接触；机壳上设有控制器，控制器分别与异步交流电机部分和无刷直流电机部电路连接。本实用新型结构设计合理，异步交流电机部分与无刷直流电机部分的转子均共用同一电机轴，无刷直流电机部分能够满足电机低速下较大范围内的平滑调速、且高效率的节能运行要求，交流异步电机部分与无刷直流电机部分共同工作时又能满足高速运行时，电机输出功率大和效率高且具有良好节能效果。

Description

一种串联型泵用电机

技术领域

本实用新型涉及电机设计技术领域，尤其涉及一种串联型泵用电机。

背景技术

当前的水泵和风机类电机由单一种类的普通单相或三相电机组成，通常采用单速的单、三相交流感应电机，不能满足低转速下的平滑调速和高效率需求；有刷直流电机虽然能调速，但噪音大，碳刷寿命短，有火花，需要直流电；无刷直流电机虽然在低速下有较高的效率且能够平滑无级调速，但在大功率输出时其制造成本却远高于异步电动机的制造成本，性价比不高；变频电机在变频器的控制下可以实现无极平滑调速，但变频调速电机在低速时效率较低，而且低速时变频电机需要专用风机对电机冷却；变极调速电机可以实现不同转速下的运行，但无平滑调速，低速时效率低，且使用成本高。因此，如何设计一种电机，既能满足低速下在较大范围内的平滑调速、且高效率的运行又能在高转速时输出功率大、效率高，且制造成本低，成为设计的重点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本实用新型提供一种串联型泵用电机，既能满足低速下在较大内的平滑调速、且高效率的运行，在高速时永磁部分和感应部分共同工作，高效节能，又比使用单一永磁电机的运行成本低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种串联型泵用电机，包括机壳，机壳两端分别与端盖固定，包括电机轴、异步交流电机部分和无刷直流电机部分，所述的电机轴转动设置在机壳内，且电机轴两端分别贯穿并伸出端盖；所述的异步交流电机部分包括异步交流电机定子和异步交流电机转子，所述的异步交流电机定子固定在机壳内壁，所述的异步交流电机转子与异步交流电机定子径向位置相对并环绕固定在电机轴外壁；所述的无刷直流电机部分包括无刷直流电机定子和无刷直流电机转子，所述的无刷直流电机定子固定在机壳内壁，所述的无刷直流电机转子与无刷直流电机定子径向位置相对并环绕固定在电机轴外壁；所述的异步交流电机部分与无刷直流电机部分沿电机轴轴向设置且之间具有间隔、相互独立、互不接触；所述的机壳上设有控制器，所述控制器分别与异步交流电机部分和刷直流电机部电路连接，并分别控制异步交流电机部分和无刷直流电机部分工作。

在上述方案中，异步交流电机部分和无刷直流电机部分共用一个机壳和电机轴，同时两部分电机具有间隔，无电联系。在转动时，任何一个电机旋转，另一个转子也同时跟着电机轴轴一起旋转；轴的功率输出可由一个转子完成，也可以由两个转子一起完成。同时，控制器，可以控制一个电机部转动，也可控制两个电机部一起转动；还可以调整无刷直流电机的转速在一定的范围内进行无级调速。

进一步的，所述的电机轴对应异步交流电机部分侧的端部固定有冷却风扇，所述的冷却风扇在轴向上位于该侧端盖的外侧，所述的机壳上还设有外罩在冷却风扇外的风罩，所述的电机轴端部伸出风罩外。

本实用新型的有益效果是，本实用新型提供的一种串联型泵用电机，结构设计合理，永磁电机和感应电机共用同一电机轴，即异步交流电机部分与无刷直流电机部分的转子由同一电机轴带动转动，任何一部分的转子转动都能带动另一转子旋转，轴的输出功率可由单一转子或者两个转子共同完成，无刷直流电机部分能够满足电机低速下较大范围内的平滑调速、且高效率的节能运行要求，交流异步电机部分与无刷直流电机部分共同工作时又能满足高速运行时，电机输出功率大和效率高且具有良好节能效果。

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是本实用新型最优实施例的结构示意图。

图中1、风罩 2、冷却风扇 3、端盖 4、异步交流电机定子 5、无刷直流电机定子 6、电机轴 7、异步交流电机转子 8、无刷直流电机转子 9、机壳。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的一种串联型泵用电机，是本实用新型最优实施例，包括机壳，机壳两端分别与端盖3固定，包括电机轴6、异步交流电机部分和无刷直流电机部分。

电机轴6转动设置在机壳内，且电机轴6两端分别贯穿并伸出端盖3。端盖3与电机轴6之间通过轴承转动配合。

交流异步电机部分可以是单相交流异步电机，也可以是三相交流异步电机，包括异步交流电机定子4和异步交流电机转子7，异步交流电机定子4固定在机壳内壁，异步交流电机转子7与异步交流电机定子4径向位置相对并环绕固定在电机轴6外壁。

无刷直流电机部分包括无刷直流电机定子5和无刷直流电机转子8，无刷直流电机定子5固定在机壳内壁，无刷直流电机转子8与无刷直流电机定子5径向位置相对并环绕固定在电机轴6外壁。

异步交流电机部分与无刷直流电机部分沿电机轴6轴向设置且之间具有间隔、相互独立、互不接触；机壳上设有控制器，所述控制器分别与异步交流电机部分和刷直流电机部电路连接，并分别控制异步交流电机部分和无刷直流电机部分工作。

在实际设计中，电机轴6对应异步交流电机部分侧的端部固定有冷却风扇2，冷却风扇2在轴向上位于该侧端盖3的外侧，机壳上还设有外罩在冷却风扇2外的风罩1，电机轴6端部伸出风罩1外。

如此设计的电机，异步交流电机部分和无刷直流电机部分共用一个机壳和电机轴6，同时两部分电机具有间隔，无电的联系。交流异步电机部分与无刷直流电机部分的转子共用同一电机轴并一起转动，任何一部分的转子转动都能带动另一转子旋转，轴的输出功率可由单一转子或者两个转子共同完成；无刷直流电机部分能够满足电机低速下较大范围内的平滑调速、且高效率的节能运行要求，交流异步电机部分与无刷直流电机部分共同工作时又能满足高速运行时，电机输出功率大和效率高且具有良好节能效果。

该电机主要用到水泵上，也可以用在风机上，以水泵电机为例进行说明：

1、因为水泵电机的输出功率和电机转速的立方成正比，电机的转速越高，电机的输出功率越大，转速越低，电机的输出功率越小；

2、当水泵需要较低的流量或压力时，无刷直流电机开始工作，交流电机不工作(交流电机的调速特性不如无刷直流，在低速时效率很低)；由于无刷直流电机有良好的调速范围和较宽的效率曲线，在一定的低速范围内，由无刷直流电机单独工作，效率高，大范围内可调速，水泵的流量或压力也可以在较大的范围内进行调节；

3、在需要较大的流量或压力，需要电机有较大的功率输出时(大功率的无刷直流电机制造和控制成本较高，因此采用本方案中将两组电机部分件串联至同一电机轴6上的结构)，利用控制器进行切换，此时把交流异步电机部分接通电源(此时的无刷直流电机部分持续通电)，因为是在一定的转速上进行的，异步电机可迅速运行到额定转速，此时的无刷直流电机部分和交流异步电机部分在同一转速下输出较大的功率，无刷直流电机部分也不再需要进行调速；此时交流异步电机部分的效率也在最大点附近，直流无刷电机部分的效率也保持了很高的数值，整个电机系统的效率就保持了一个较高的输出。

以上电机的运行达到了低速和高速运行时，电机都有较高的效率和合理的制造成本，具有两种电机合成一体，两种电机的额定功率相同，根据需要可分别运行或一起运行。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种串联型泵用电机，包括机壳，机壳两端分别与端盖(3)固定，其特征在于：包括电机轴(6)，所述的电机轴(6)转动设置在机壳内，且电机轴(6)两端分别贯穿并伸出端盖(3)；

包括异步交流电机部分，所述的异步交流电机部分包括异步交流电机定子(4)和异步交流电机转子(7)，所述的异步交流电机定子(4)固定在机壳内壁，所述的异步交流电机转子(7)与异步交流电机定子(4)径向位置相对并环绕固定在电机轴(6)外壁；

包括无刷直流电机部分；所述的无刷直流电机部分包括无刷直流电机定子(5)和无刷直流电机转子(8)，所述的无刷直流电机定子(5)固定在机壳内壁，所述的无刷直流电机转子(8)与无刷直流电机定子(5)径向位置相对并环绕固定在电机轴(6)外壁；

所述的异步交流电机部分与无刷直流电机部分沿电机轴(6)轴向设置且之间具有间隔、互不接触；

所述的机壳上设有控制器，所述控制器分别与异步交流电机部分和无刷直流电机部分电路连接，并分别控制异步交流电机部分和无刷直流电机部分工作。

2.如权利要求1所述的一种串联型泵用电机，其特征在于：所述的电机轴(6)对应异步交流电机部分侧的端部固定有冷却风扇(2)，所述的冷却风扇(2)在轴向上位于该侧端盖(3)的外侧，所述的机壳上还设有外罩在冷却风扇(2)外的风罩(1)，所述的电机轴(6)端部伸出风罩(1)外。

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