CN85107744A - 电动泵 - Google Patents

Abstract

电动泵，包括辅助回路(有与辅助绕组串联的相位超前电容器)，并联回路(有与辅助回路并联连接的电动机第一主绕组)，继电器(用于并联连接电动机的第二主绕组与并联回路)。继电器是这样转换并联回路与第二主绕组的连接方式的：当加到它的激励回路的电压高于预定值时，使其串联；当加到激励回路电压低于预定值时，则使其并联。引起继电器转换动作的电压选择成：电源电压从高于该电平下降，而泵流量减小到零之前，继电器使并联回路与第二主绕组并联。

Description

本发明涉及一种电动泵。

家庭用或工业用的电源电压经常会出现大幅度的下降。

对一个常规的电动泵来说，在电源电压下降时，其抽吸性能通常是要下降的，当电源电压下降到额定电压的50%以下时，水就几乎抽不上来了。尤其是，当一个抽水泵由于电源电压下降而不能正常工作时，市民的日常生活就会直接受到影响。因此，迫切需要研制一种即使在电源电压大幅度下降时也能抽水的水泵。

本发明的一个目的是提供一种电动泵，这种泵即使在电源电压大幅度下降时也能连续地抽水。

本发明的另一目的是提供这样一种电动泵，当其电动机的第一主绕组和第二主绕组从并联连接转换到串联连接不会产生电弧放电。

本发明的电动泵包括一个电动机绕组回路，该回路根据电源电压的电平可自动地在高电压运行方式和低电压运行方式之间自动地转换，以致由于从正常高电压突然一个电压降而使泵的流量减小到零之前，电动机的绕组回路已经从高电压运行方式转换到低电压运行方式了，即泵在不中断其抽水作用的情况下就能又处于稳定状态下进行。

根据本发明提供的电动泵，包括一个辅助电路，该辅助电路包括一个与辅助绕组串联连接的相位超前电容器，一个并联回路该并联回路包括一个电动机第一主绕组-与辅助电路并联连接，一个继电器-选择电动机的第二主绕组与并联回路并联或串联连接，和用于将并联回路与第二主绕组连接的装置-当加到继电器激磁回路的电压大于予定值时，使其串联连接。反之，当加到继电器激磁回路的电压低于予定值时，使其并联连接，而引起继电器转换动作的电压是这样选择的，以致于当电源电压从高于使继电器转换动作的电平下降，在泵的流量减小到零之前，继电器就转换该连接方式：将并联回路同第二主绕组并联连接。

图1是根据本发明的一个电动泵实施例的概略的部分正视剖面图。

图2和3分别显示了电动泵不同运行状态时的线路图。

图4是包括在电动泵中的继电器局部剖视图。

图5和6分别显示了不同工作状态下的相同继电器电路图。

图7和8分别显示了不同工作状态下的相同的电动泵电路图。

图9显示了电动泵相对于电压下降时抽吸特性变化图。

图10也显示了电动泵相对于电源电压下降时抽吸特性变化图。

图11也是如图10的特性曲线，但显示了当电动泵的电路从图3所示的状态转换到图2所示状态时的变化。

现在将结合附图对根据本发明电动泵的最佳实施例给予说明。

参照图1，该图是根据本发明电动泵的一个实施例的部分正视剖面的示意图。由电动机2驱动的泵体3安装于由钢板构成的园筒形的压力容器1上。起保护作用的保护壳4罩在包括泵体3在内的部件上。压力开关5与压力容器1相结合以控制泵体3根据压力容器1内的压力变化而自动运行。当泵体3由电动机2驱动开始其抽吸运行，至泵体3的压力上升后，水通过吸水管7从水源6吸入并流入压力容器1，通过排水管8被送到水龙头9，开、关水龙头9引起在压力容器1中的压缩空气10的压力变化，压力开关5根据这种压力变化，去接通或断开电动机2的电气回路，从而实现泵体3抽吸的自动控制。

该自动电动泵包括一个在图2和图3所示状态之间转换的线路。

参照图2和3，除上述的压力开关5之外，该线路还包括：电动机2的一个辅助绕组15，一个相位超前电容器16与辅助绕组15串联连接以构成辅助电路17，电动机2的第一主绕组18和第二主绕组19，回路22，一个温度敏感继电器23，回路24至26，电源27。

由辅助绕组15与相位超前电容器16串联连接组成的辅助电路17是与第一主绕组18并联连接的，回路24和25分别连到第一主绕组18的两端，第二主绕组19的一端连接到回路21同时还连接到回路22，回路22中包括为防止烧绕组的温度敏感继电器23第二主绕组19的另一端连接到回路26，一个电容器101与主绕组18，19和激磁绕组47并联连接。

继电器置于电动机2的回路和电源27之间，以便根据电源电压来转换电动机2的回路。

图4示出了继电器30的结构，参照图4，一个电磁铁34装在由底座31和外罩32所组成的外壳33中，（底座和外罩均由合成树脂制成），继电器30的激磁回路47的两端分别连到绕组接线端35和36的一端，一个磁性金属材料的衔铁38以上下活动的方式支撑部件37上，其一端连接到一根拉簧39上。衔铁38的另一端与电磁铁34的一个磁极40相对。一个导电的杠杆42通过电气绝缘体41安装于衔铁38的上面，其一端通过引线43连到接线端44杠杆42的另一端限制在接线端45和46之间。

例如当一个比继电器30动作电压（例如120V）低的110V的电压加到分别连到激磁回路47两端的绕组接线端35和36时，电磁铁34的吸力小于拉簧39的拉力，继电器30保持在图4所示的状态，这种状态下的继电器30回路的等效示意图示于图5，在图5中可以见到端子44与端子45通过杠杆42而电气连接。

在另一方面，假如一个比前述继电器动作电压120V高的加到分别激磁回路47两端的接线端35和36时，由于电磁铁34所产生的吸力力矩超过了拉簧39所产生的拉力力矩，衔铁38并把杠杆42带到端子46的电触点上，因此，端子44与46成电气连接，图6示出了该状态下的等效电路。

在图4至6，杠杆42被表示为具有一组触点，然而，从图2和3见到的实际形式中，杠杆42有二组触点。这样，每套包括端子4445、46和杠杆42的多套装置可构成一个多组触点的继电器。

现在再参照图2和3，来说明本发明实施例的结构和操作，在本实施例中，仅仅用了一个双向继电器30来构成电压-响应自动电路转换型电动泵。

第二主绕组19的一端通过回路26连接到继电器30的端子51，其另一端由回路21引到继电器30的另一端54，还通过温度敏感继电器23由回路22引到电源27的一端。再者，回路24被连接到继电器30的另一端52，回路25被连接到继电器30的另一端53，还通过压力开关5连到电源27的另一端。另外，激磁回路47并联连接在电源27和电动机2的回路之间。

与端子54相对安置的端子56和与端子53相对安置的另一端子55通过回路58相互连接，也就是说，回路58直接连接于继电器30的端子56和55之间。

当电源电压低于动作电压时（例如，如前述的120V），图2所示的电路维持示如图7所示的等效电路的状态。可见回路58在电气上与电源27是断开的，在这种情况下，电压为零，没有电流流过。

另一方面，当电压（例如220V）高于继电器动作电压（上述的120V）时，回路58电气连接到电源27，高于继电器动作电压的电压被加到激磁回路47，端子52和51分别被转换成与回路58的端子56和55相连接，如图3所示。端子51和52的转换，以使回路维持在图8等效电路所示的状态。

这样，电动机2的回路可以根据加到激磁回路47的电压而自动地转换，因此，所提供的电压-响应自动电路转换型电动泵中的单级电动机2可以用两种电压来运行。

图9示出了一个常规的额定电压为220V的电动泵抽水特性测试结果的一个例子。图9用图说明泵抽水头和当电源电压从上述的额定电压220V逐渐地下降时电动机轴转速的变化关系。

在图9中，曲线a和a分别代表电源电压等于额定电压220V时的抽水特性和电动机轴的转速。同样地，曲线b至F及b至F分别代表电源电压下降10%，20%，30%，40%和50%时的抽水特性和电动机轴转速的降低。

图10示出了泵抽水量和泵无输出水头在图9所示净水泵水头H时的电源电压的变化关系。从图10可以显见：当电路结构仅仅如图3（或图8）所示时，无输出水头和泵抽水量（在净泵水头＝H的情况下）随电源电压的下降而逐渐减少，而当电源电压下降到大约为额定电压的50%时，泵事实上已不能抽水了。

相比较，图11示出了实施本发明的电动泵的抽水特性。

从图11可以见到：尽管抽水特性随电源电压（前述的220V）的下降而逐渐降低，但只要一达到V的电平（前述的120V）。即，泵抽水量减小到零之前，则由于继电器30起作用，将立即把电动机的绕组的连接从220V运行方式转换到110V运行方式。所以，电动泵现在的运行方式已转换到额定电压为110V的运行方式，恢复了泵的抽吸特性，因此现在的无输出水头和泵抽水量与在额定电压为220V运行方式时所显示的特性相同。

随着电源电压的进一步下降，抽水特性以类似于上述的方式逐渐降低。然而，已经证实泵能继续抽水直降到低额定电压（前述的110V）的50%左右，约达到55V的电平。

因此，本发明实施例的电动泵能在从较高的额定电压（前述的220V）到较低额定电压的50%（前述的约55V电平）这样宽的电压范围内可靠地连续抽水，因此，本发明的电动泵与普通的电动泵比较，其运行范围明显地扩展了，而且本发明的泵即使在电源电压易于极大波动的地区也能连继地抽水。

在本发明前述的实施例中，继电器30的动作电压已被设置在120V，但是，本发明继电器动作电压决不受此规定值所限，而是可根据包括电动机或泵的性能和泵的工作环境等因素来确定。

本发明的电动泵中，为了避免当将回路转换到220V运行方式时，在端子54和56之间或端子53和55之间流过过大的电流而出现诸如烧毁或熔接触点等故障起见，在电源电压偏低（如110V时），回路58与电源27在电气上是断开的。更确切地说，当没有加上电源电压时（即，在电动泵的插头没有插入电源27的插座时）继电器30的连接装置如图2所示。但是，一旦插头连到220V电压。就有电流流过激磁线圈47，继电器30的连接装置在0.1到0.2秒的时间内就被转换到如图3所示的工作方式。

然而，在这个0.1到0.2秒的时间内，220V的电压加到3仍处于如图2所示的110V工作方式的回路上。

在本发明探索和研究过程中，本发明的发明人发现了：前述的自动转换回路也可如参照图2的说明一样，只把端子52与端子55直接连接，而不象图2所示端子55与56通过回路58连接。然而，各种试验的结果已经表明，当端子52与56直接连接时，220V电压直接加在端子52（其电位与端子55相同）和端子53之间，结果在端子52和53之间流过一个极大的电弧放电电流（根据试验结果，这个电弧放电电流通常要比最大负载电流大5至10倍），也就是说，已发现一个直接把电源27的端子短路的回路，该回路是沿着如下路径瞬时形成的：电源27-回路22-回路21-端子54-端子52-端子55-端子间电弧-端子53-压力开关5-电源27，其结果，可能流过一个过大的短路电流。

所以，本发明的实施例中，在110V工作方式时，回路58是开路的，因此，除非端子52和51同时完成开关，否则没有电压加到回路58上，也就没有电流在其上流通。上述装置避免了在端子54和56之间或端子53和55之间流过极大的电弧放电电流，从而也避免了如接点熔接这类故障。通过实验也已证明了：接点之间流过的峰值电流可以抑制在通常最大负载电流的二至三倍。

虽然已说明电动泵的实施例可用两种电压即高电源电压运行，但显然，它也能用多种电源电压即两种或多种高电源电压和两种或多种低电源电压自动地运行。

可以理解到本发明所提供的电动泵其电动机的绕组回路可根据电源电压在高电压运行方式和低电压运行方式之间自动地转换，甚至当泵正在以高压运行方式抽水作业期间而电源电压下降时，在抽水作用消失之前，电动机的绕组回路就被转换到低电压运行方式了，因此，在在不中断抽水的情况下又开始稳定地运行了。从而，泵能在从高额定电压这样宽的电压范围内连续地供水。

这样，本发明提供了一种高度可靠的电压一一响应自动电动机回路转换型电动泵，该泵的电动机回路根据电源电压的电平自动地转换，避免了接点之间流过极大的电弧放电电流，从而予先防止了诸如接点熔接这类故障。

Claims (2)

1、一个电动泵，其特征在于：

一个辅助回路，包括一个与辅助绕组串联连接的相位超前电容器；

一个并联回路，其包括一个与所述辅助回路并联连接的电动机第一主绕组；和

一个继电器，当加到所述继电器激励回路的电压低于予定值时，电动机的第二主绕组同所述并联回路并联连接；当加到该激励回路的电压高于予定值时，使所述并联回路同所述第二主绕组串联连接，引起所述继电器转换动作的所述电压是为此选择的，以致于当电源电压从高于所述继电器转换动作的电压电平下降时，在泵的流量减小到零之前，所述继电器转换连接方式，使所述的并联回路同所述的第二主绕组并联连接。

2、一个电动泵，其特征在于：

一个并联回路，包括相互并联连接的一个第一主绕组和一个辅助回路，所述辅助回路具有相互串联连接的一个相位超前电容器和一个辅助绕组;

一个第二主绕组;和

一个继电器包括：

（1）第一组触点，其第一固定接点连接到所述第二主绕组的一端第二固定接点和一个可动接点连接所述并联回路的一端。

（2）第二组触点，其第一固定接点连接到所述并联回路的另一端，一个第二固定接点连接到所述第一组触点的第二固定接点和一个可动接点连到所述第二主绕组的另一端，和

（3）一个激励回路用于同时地把所述可动接点分别转接到所述第一固定接点或分别转接到所述第二固定接点，所述激励回路被连接到电

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