JPH09137794A - Underwater pump - Google Patents
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- JPH09137794A JPH09137794A JP29833895A JP29833895A JPH09137794A JP H09137794 A JPH09137794 A JP H09137794A JP 29833895 A JP29833895 A JP 29833895A JP 29833895 A JP29833895 A JP 29833895A JP H09137794 A JPH09137794 A JP H09137794A
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、汚水処理等に使用
するのに好適なAC電源で運転する縦形の水中ポンプに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical submersible pump operated by an AC power source, which is suitable for use in wastewater treatment and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般の縦形の水中ポンプは、実開平5−
14591号公報に開示されているように、単相または
三相のAC電源で運転する誘導モータを使用している。
誘導モータを使用した水中ポンプは、AC電源の周波数
が異なることにより回転速度特性に変化が生じることが
避けられず、電源周波数に対応したポンプランナー及び
ポンプケーシングを使用することが必要であり、また、
揚程の変化等による負荷変動によって誘導モータの回転
速度が変化するためにポンプ流量(吐出量)の変動が大
きくなる等の問題点がある。2. Description of the Related Art General vertical submersible pumps are
As disclosed in Japanese Patent No. 14591, an induction motor operated by a single-phase or three-phase AC power source is used.
In submersible pumps that use induction motors, it is inevitable that the rotational speed characteristics will change due to different frequencies of the AC power supply, and it is necessary to use pump runners and pump casings that are compatible with the power supply frequency. ,
Since the rotation speed of the induction motor changes due to the load change due to the change of the lift, etc., there is a problem that the fluctuation of the pump flow rate (discharge amount) becomes large.
【0003】一方、深井戸用水中ポンプにDCブラシレ
スモータを使用することが提案されているが、この井戸
用水中ポンプはDC電源駆動方式の構成であるので、A
C電源しか得られない環境で運転する場合には、AC−
DC電源変換装置を準備することが必要であり、使い勝
手の面で問題がある。On the other hand, it has been proposed to use a DC brushless motor for a deep well submersible pump. Since this well submersible pump has a DC power source drive system,
When operating in an environment where only C power is available, AC-
It is necessary to prepare a DC power converter, which is problematic in terms of usability.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】誘導モータは、インバ
ータ制御等の制御回路を追加してフィードバック制御す
ることにより、AC電源の周波数に左右されない任意の
回転速度で運転することが可能となるが、制御回路の付
加により水中ポンプが大形化してしまう問題がある。し
かも、誘導モータは、高い起動トルクを得ることができ
ないという問題もある。The induction motor can be operated at an arbitrary rotation speed that is not affected by the frequency of the AC power source by performing feedback control by adding a control circuit such as an inverter control. There is a problem that the submersible pump becomes large due to the addition of the control circuit. Moreover, the induction motor has a problem that it cannot obtain a high starting torque.
【0005】高効率で大きな起動トルクを発生できるD
Cブラシレスモータを使用する水中ポンプをAC電源を
使用して運転できるようにするためには、AC−DC電
源変換装置を内蔵させなければならず、やはり大形化し
てしまう問題がある。D that can generate a large starting torque with high efficiency
In order to be able to operate the submersible pump using the C brushless motor by using the AC power supply, the AC-DC power supply conversion device must be built in, and there is a problem that the size becomes large.
【0006】本発明は、外観形状の大形化を抑制しつつ
高効率且つ高起動トルクを発生するDCブラシレスモー
タを使用して安定した吐出量が得られる水中ポンプを実
現すること目的とするものである。It is an object of the present invention to realize a submersible pump which can obtain a stable discharge amount by using a DC brushless motor which produces a high efficiency and a high starting torque while suppressing an increase in the external shape. Is.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、大きな起動ト
ルクを発生することができるDCブラシレスモータを使
用し、このDCブラシレスモータをAC電源で運転する
ためのAC−DC電源変換回路とモータ制御回路を内蔵
し、且つ、前記AC−DC電源変換回路とモータ制御回
路を効率良く内蔵して形状の大形化を抑制するために、
前記AC−DC電源変換回路とモータ制御回路をDCブ
ラシレスモータの頭上に形成した空間と該DCブラシレ
スモータの側部に沿って形成した空間に分割して配置す
ることを特徴とする。The present invention uses a DC brushless motor capable of generating a large starting torque, and an AC-DC power supply conversion circuit and a motor control for operating the DC brushless motor with an AC power supply. In order to suppress the enlargement of the shape by incorporating a circuit and efficiently incorporating the AC-DC power supply conversion circuit and the motor control circuit,
The AC-DC power supply conversion circuit and the motor control circuit are divided into a space formed above the DC brushless motor and a space formed along the side portion of the DC brushless motor.
【0008】DCブラシレスモータは放熱し易い内転形
を使用し、且つ固定子鉄心を内装する鋼板製のモータケ
ースを水中に曝して冷却するようにする。The DC brushless motor uses an inversion type that easily dissipates heat, and the motor case made of a steel plate that houses the stator core is exposed to water for cooling.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面を使
用して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0010】本発明になる水中ポンプは、図1に示すよ
うに、モータ部110を中心にして、その下側にポンプ
部120を、その上側に制御部130を結合して構成さ
れる。As shown in FIG. 1, the submersible pump according to the present invention comprises a motor section 110 as a center, a pump section 120 connected to the lower side thereof, and a control section 130 connected to the upper side thereof.
【0011】モータ部110は、図2及び図3に詳述す
るように、内転形のDCブラシレスモータにより構成さ
れる。図2に示すように、この内転形DCブラシレスモ
ータ1の固定子部は、固定子鉄心2の内周に形成された
スロット内に電気絶縁物を介して固定子巻線3を巻線機
により直接巻き込んで構成され、更に、前記固定子鉄心
2は、機械的強度,耐水性及び放熱性を考慮したステン
レス鋼板製のモータフレーム4に圧入して締結される。
回転子部は、モータ回転軸5にロータヨーク6を圧入し
て締結せしめ、磁界を発生するメインマグネット7を接
着剤等により該ロータヨーク6に接着固定して構成す
る。合成樹脂で成形したエンドブラケット8,9は、前
記モータフレーム4の両端を挟むように通しボルト10
によって締結され、前記モータ回転軸5を玉軸受11
a,11bによって回転自在に支持する。周波数発電機
(FG)を構成するための磁界を発生するFGマグネッ
ト12を接着剤等で接着したFGヨーク13は、ロック
ナット14によって前記モータ回転軸5の端部に締結さ
れる。The motor section 110 is composed of an inner rotor type DC brushless motor, as will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the stator portion of the inner rotor type DC brushless motor 1 is configured such that the stator winding 3 is wound in a slot formed in the inner circumference of the stator core 2 through an electric insulator. The stator core 2 is press-fitted and fastened to a motor frame 4 made of a stainless steel plate in consideration of mechanical strength, water resistance and heat dissipation.
The rotor portion is configured by press-fitting and fastening a rotor yoke 6 onto a motor rotating shaft 5, and adhering and fixing a main magnet 7 that generates a magnetic field to the rotor yoke 6 with an adhesive or the like. The end brackets 8 and 9 made of synthetic resin are fitted with through bolts 10 so as to sandwich both ends of the motor frame 4.
The motor rotating shaft 5 is fastened by the ball bearing 11
It is rotatably supported by a and 11b. An FG yoke 13 to which an FG magnet 12 that generates a magnetic field for forming a frequency generator (FG) is adhered with an adhesive or the like is fastened to an end of the motor rotation shaft 5 by a lock nut 14.
【0012】次に、このDCブラシレスモータ1におけ
るメインマグネット7の磁極の回転位置に応じて固定子
巻線3への給電の相の切換え制御を行なうためのホール
素子による回転位置検出手段と、回転速度制御のための
回転速度検出を行なう前記FGについて説明する。Next, in accordance with the rotational position of the magnetic pole of the main magnet 7 in the DC brushless motor 1, the rotational position detecting means by the hall element for controlling the switching of the phases of the power feeding to the stator winding 3 and the rotation. The FG for detecting the rotation speed for speed control will be described.
【0013】図3に示すように、銅箔と紙フェノール等
の複合材で構成したモータ回路基板15上には、FGコ
イルパターン16aと、ホール素子17a〜17cにハ
ンダ接合されるリードパターン16bとが銅箔によりそ
れぞれ形成され、これらにモータケーブル18が接続さ
れる。このモータ回路基板15は、取付け穴15aをを
貫通して前記エンドブラケット8に螺合する固定ねじ1
9により該エンドブラケット8に固定される。As shown in FIG. 3, an FG coil pattern 16a and a lead pattern 16b soldered to the Hall elements 17a to 17c are formed on a motor circuit board 15 made of a composite material such as copper foil and paper phenol. Are formed of copper foil, and the motor cable 18 is connected to them. The motor circuit board 15 has a fixing screw 1 which penetrates the mounting hole 15a and is screwed into the end bracket 8.
It is fixed to the end bracket 8 by 9.
【0014】固定子部と回転子部を組み合わせた状態に
おいて、FGコイルパターン16aは、前記FGマグネ
ット12の磁界が作用するように該FGマグネット12
と微小隙間(FGギャップ)を介して対向し、モータ回
転軸5の回転に伴って前記FGマグネット12の磁界が
回転することにより回転速度に応じた周波数の電圧を誘
起して回転速度信号として出力する。前記ホール素子1
7a〜17cも同様に、回転子部のFGマグネット12
の磁界が作用するように該FGマグネット12と微小隙
間を介して対向し、メインマグネット7の磁極が固定子
巻線3の所定の相に対向するときに磁極の位置検出信号
を発生し、固定子巻線3の給電相切換えを制御して回転
トルクを継続的に発生するための制御タイミング信号と
して供給する。In the state in which the stator portion and the rotor portion are combined, the FG coil pattern 16a has the FG magnet 12 so that the magnetic field of the FG magnet 12 acts.
And a magnetic field of the FG magnet 12 rotates with the rotation of the motor rotation shaft 5 to induce a voltage having a frequency corresponding to the rotation speed and output it as a rotation speed signal. To do. Hall element 1
Similarly, 7a to 17c also have the FG magnet 12 of the rotor portion.
So as to act on the FG magnet 12 through a minute gap so that a magnetic pole position detection signal is generated and fixed when the magnetic pole of the main magnet 7 faces a predetermined phase of the stator winding 3. It is supplied as a control timing signal for controlling the switching of the power feeding phase of the subsidiary winding 3 to continuously generate the rotating torque.
【0015】次に、AC電源からDC電源を生成し、D
Cブラシレスモータ1の固定子巻線3に流す駆動電流の
給電相切換えと回転速度制御等を行なう制御部130の
電気回路構成を図4を参照して説明する。Next, DC power is generated from the AC power and D
An electric circuit configuration of the control unit 130 for switching the feeding phase of the drive current flowing through the stator winding 3 of the C brushless motor 1 and controlling the rotation speed will be described with reference to FIG.
【0016】電気回路は、基本的には、DCブラシレス
モータ1における固定子巻線3の給電相切換え制御,回
転速度制御及び過負荷保護等を行なうモータ制御回路部
20と、AC電源をDC電源に変換するAC−DC電源
変換回路部21とを備え、電源ケーブル22を介してA
C電源23に接続され、フロートスイッチケーブル24
を介してフロートスイッチ25a〜25cに接続され、
更に、水中ポンプ内では、前記モータケーブル18を介
してDCブラシレスモータ1に接続される。The electric circuit is basically a motor control circuit section 20 for controlling the feeding phase switching of the stator winding 3 in the DC brushless motor 1, rotation speed control and overload protection, and an AC power source for the DC power source. And an AC-DC power conversion circuit section 21 for converting into
Connected to C power supply 23, float switch cable 24
Connected to the float switches 25a to 25c via
Further, in the submersible pump, it is connected to the DC brushless motor 1 via the motor cable 18.
【0017】前記モータ制御回路部20は、負荷状態を
監視して過負荷状態になることを防止する過負荷保護回
路20aと、専用IC及びマイクロコンピュータを含ん
で構成されて固定子巻線3に対する給電相切換え制御及
び回転速度制御を行なう制御用IC20bと、巻線電流
を断続するモータドライバー20cを備える。そして、
AC−DC電源変換回路部21は、AC電圧を整流する
整流部21aと、整流して得た脈流を平滑にする平滑回
路21bと、スイッチングレギュレータ21cを備え
る。The motor control circuit section 20 includes an overload protection circuit 20a for monitoring the load state to prevent an overload state, a dedicated IC and a microcomputer, and is provided for the stator winding 3. A control IC 20b for performing power feeding phase switching control and rotation speed control, and a motor driver 20c for interrupting the winding current are provided. And
The AC-DC power supply conversion circuit unit 21 includes a rectification unit 21a that rectifies an AC voltage, a smoothing circuit 21b that smoothes a pulsating current obtained by rectification, and a switching regulator 21c.
【0018】前記AC−DC電源変換回路部21は電源
回路基板26a,26bに実装され、モータ制御回路部
20は制御回路基板27に実装される。モータ制御回路
部20における給電相切換え制御用トランジスタ(モー
タドライバー)20cは放熱のためにアルミニウム放熱
板28に取り付けられて前記制御回路基板27に接続さ
れる。アルミニウム放熱板28は、水平板と垂直板を結
合して断面略T字形状に形成し、前記電源回路基板26
a,26bは水平板部に載置し、垂直板部には制御回路
基板27を載置する。そして、AC−DC電源変換回路
部21を実装した電源回路基板26a,26bがDCブ
ラシレスモータ1の頭上に水平状態に位置し、モータ制
御回路部20を実装した制御回路基板27がDCブラシ
レスモータ1の側面に沿って垂直状態に位置するよう
に、前記アルミニウム放熱板28を固定ねじ29によっ
てエンドブラケット8に固定する。なを、モータ制御回
路部20とAC−DC電源変換回路部21は、その一部
を共通の回路基板に実装することも可能である。The AC-DC power conversion circuit section 21 is mounted on the power circuit boards 26a and 26b, and the motor control circuit section 20 is mounted on the control circuit board 27. The power supply phase switching control transistor (motor driver) 20c in the motor control circuit section 20 is attached to the aluminum heat dissipation plate 28 for heat dissipation and connected to the control circuit board 27. The aluminum heat dissipation plate 28 is formed by combining a horizontal plate and a vertical plate into a substantially T-shaped cross section, and
a and 26b are mounted on the horizontal plate portion, and the control circuit board 27 is mounted on the vertical plate portion. Then, the power supply circuit boards 26a and 26b on which the AC-DC power supply conversion circuit section 21 is mounted are positioned horizontally above the DC brushless motor 1, and the control circuit board 27 on which the motor control circuit section 20 is mounted is the DC brushless motor 1. The aluminum heat radiating plate 28 is fixed to the end bracket 8 by a fixing screw 29 so that the aluminum heat radiating plate 28 is vertically positioned along the side surface of the. However, the motor control circuit unit 20 and the AC-DC power supply conversion circuit unit 21 can be partially mounted on a common circuit board.
【0019】次に、これらのモータ部及び回路部を水中
ポンプとして水中下で正常に運転,機能性を保持せしめ
る外郭構造について説明する。水中ポンプは、ポンプ性
能の改善と共に軽量化,水密性(気密性)も製品構造上
の重要事項である。モータフレーム4を除く外郭構成部
品は、各種の水質に耐えるような合成樹脂を成形して構
成される。Next, a description will be given of an outer structure in which the motor section and the circuit section are used as a submersible pump to normally operate under water and maintain functionality. With respect to the submersible pump, weight reduction and watertightness (airtightness) are important factors in product structure as well as improvement of pump performance. The outer components except the motor frame 4 are formed by molding a synthetic resin that can withstand various water qualities.
【0020】エンドブラケット8は、図5及び図6に示
すように、前記モータフレーム4との位置合わせのため
の芯出し突起部8a,前記玉軸受11aを装着する軸受
装着部8b,前記通しボルト10を貫通させるための貫
通穴8c,モータ回路基板15を固定するためのねじ穴
8d,前記アルミニウム放熱板28を取り付けるための
ねじ穴付き突起部8e,後述する回路保護カバー30と
の接合面を水密状態にする水密確保ゴムリングを装着す
るゴムリング装着溝8f,該エンドブラケット8と回路
保護カバー30を結合する結合ボルトを貫通させる貫通
穴8g及び前記アルミニウム放熱板28の垂直板及び該
部に載置された制御回路基板27(モータ制御回路部2
0)を収容するようにDCブラシレスモータ1の外側の
側部に沿って伸びるモータ制御回路部収容空間部8hを
備える。As shown in FIGS. 5 and 6, the end bracket 8 has a centering protrusion 8a for alignment with the motor frame 4, a bearing mounting portion 8b for mounting the ball bearing 11a, and the through bolt. A through hole 8c for passing through 10, a screw hole 8d for fixing the motor circuit board 15, a projection 8e with a screw hole for mounting the aluminum heat sink 28, and a joint surface with a circuit protection cover 30 described later. A rubber ring mounting groove 8f for mounting a watertight securing rubber ring to make a watertight state, a through hole 8g for penetrating a coupling bolt for coupling the end bracket 8 and the circuit protection cover 30, and a vertical plate of the aluminum heat sink 28 and its portion. Mounted control circuit board 27 (motor control circuit unit 2
0) is provided with a motor control circuit unit accommodation space 8h extending along the outer side of the DC brushless motor 1.
【0021】回路保護カバー30は、図1に示すよう
に、前記エンドブラケット8に組み合わせて結合ボルト
31と結合ナット32で締結することにより水密保持用
ゴムリング33に支援されて前記エドブラケット8に水
密状態に結合する。As shown in FIG. 1, the circuit protection cover 30 is attached to the end bracket 8 and is fastened by a coupling bolt 31 and a coupling nut 32 to be supported by a watertight holding rubber ring 33 to support the Ed bracket 8. Bond in a watertight condition.
【0022】この回路保護カバー30は、図7及び図8
に詳述するように、水中ポンプを運搬及び設置するとき
の取っ手30aと、フロートスイッチ用支柱を取り付け
るための支柱ねじ穴30bと、前記AC−DC電源変換
回路部21が外部のAC電源から受電するための電源ケ
ーブル22とモーター制御回路部20が前記水位検出フ
ロートスイッチ25a〜25cから水位検出信号を入力
するためのフロートスイッチケーブル24を水密性を維
持した状態で該回路保護カバー30を貫通させるための
ケーブル貫通穴30c,30dと止めねじ穴30e,3
0fを備える。This circuit protection cover 30 is shown in FIGS.
As described in detail below, a handle 30a for transporting and installing the submersible pump, a post screw hole 30b for attaching a post for a float switch, and the AC-DC power supply conversion circuit unit 21 receives power from an external AC power supply. The power supply cable 22 and the motor control circuit section 20 for inputting the float switch cable 24 for inputting the water level detection signal from the water level detection float switches 25a to 25c penetrate the circuit protection cover 30 while maintaining the watertightness. Cable through holes 30c, 30d and set screw holes 30e, 3 for
With 0f.
【0023】ケーブル口出し部の詳細な構成を図9を参
照して説明する。回路保護カバー30を貫通する電源ケ
ーブル22及びフロートスイッチケーブル24の貫通部
は、ゴム材質で該電源ケーブル22及びフロートスイッ
チケーブル24とそれぞれ一体的に成形した鍔付き口出
し用リング34,35を備え、この各口出し用リング3
4,35を回路保護カバー30の貫通穴30c,30d
に挿入してその鍔34a,35aを該回路保護カバー3
0の外面に当接し、それぞれその外側に当接した金属製
の封止キャップ36,37を該回路保護カバー30の口
出し部に設けた口出し部止めねじ穴30e,30fに螺
合した固定ねじ38,39で締め付けて該鍔34a,3
5aをゴムの弾性で密着させて水密性を得る構成であ
る。なお、支柱40は、前記支柱ねじ穴30bに嵌着し
て回路保護カバー30から起立し、前記フロートスイッ
チ25a〜25cを支持する。The detailed structure of the cable outlet portion will be described with reference to FIG. The penetrating portions of the power supply cable 22 and the float switch cable 24 penetrating the circuit protection cover 30 are provided with flanged output rings 34 and 35 integrally formed with the power supply cable 22 and the float switch cable 24 by a rubber material, This each ring 3
4, 35 are through holes 30c, 30d of the circuit protection cover 30.
The circuit protection cover 3 by inserting the collars 34a, 35a into the circuit protection cover 3
Fixing screw 38 in which the metal sealing caps 36 and 37, which are in contact with the outer surface of 0 and are respectively in contact with the outer surfaces thereof, are screwed into the lead-out portion set screw holes 30e and 30f provided in the lead-out portion of the circuit protection cover 30. , 39 to tighten the collar 34a, 3
The water-tightness is obtained by closely adhering 5a with the elasticity of rubber. The support column 40 is fitted into the support column screw hole 30b, stands up from the circuit protection cover 30, and supports the float switches 25a to 25c.
【0024】中間ケーシング41は、図1に示すよう
に、メカニカルシール42を介在させて前記モータ回転
軸5を貫通させるように固定ねじ43によって前記エン
ドブラケット9の底部に結合され、結合面をOリング4
4によって水密構造とすることによって、前記メカニカ
ルシール42の周りに密閉状態のメカニカルシール保護
油室45を形成する。As shown in FIG. 1, the intermediate casing 41 is joined to the bottom of the end bracket 9 by a fixing screw 43 so as to penetrate the motor rotating shaft 5 with a mechanical seal 42 interposed, and the joining surface is O-shaped. Ring 4
By forming a watertight structure by 4, the mechanical seal protective oil chamber 45 in a hermetically sealed state is formed around the mechanical seal 42.
【0025】ポンプ部120は、ボルテックス方式のポ
ンプである。ポンプランナー46は、前記中間ケーシン
グ41を貫通したモータ回転軸5の軸端に固定ねじ47
によって固定される。ポンプ上ケーシング48とポンプ
下ケーシング49は、前記中間ケーシング41の下側に
ケーシング結合ねじ50,51で結合され、前記ポンプ
ランナー46を収容するポンプ室を形成する。前記ポン
プ下ケーシング49には吸い込み穴49aが形成され、
ポンプ上ケーシング48には配管接続用の雄ねじ部を有
するフランジ52が設けられる。The pump section 120 is a vortex type pump. The pump runner 46 has a fixing screw 47 attached to the shaft end of the motor rotating shaft 5 penetrating the intermediate casing 41.
Fixed by The upper pump casing 48 and the lower pump casing 49 are coupled to the lower side of the intermediate casing 41 by casing coupling screws 50 and 51 to form a pump chamber that accommodates the pump runner 46. A suction hole 49a is formed in the pump lower casing 49,
The upper pump casing 48 is provided with a flange 52 having a male screw portion for connecting a pipe.
【0026】なお、これらを構成する部品も先のエンド
ブラケット8や回路保護カバー30と同様の合成樹脂に
より成形して作られる。The components constituting these are also formed by molding the same synthetic resin as the end bracket 8 and the circuit protection cover 30.
【0027】このように構成される水中ポンプは、フラ
ンジ52に配水管を接続して排水すべき水中に投入(設
置)される。AC−DC電源変換回路部21は、電源ケ
ーブル22を介して受電したAC電源をDC電源に変換
する。そして、モータ制御回路20は、このDC電源を
使用して、水位検出用フロートスイッチ25a〜25c
からの水位検出信号を参照してDCブラシレスモータ1
ヘの給電をオン・オフ(運転及び停止)して排水運転を
実行する。The submersible pump thus constructed is connected (distributed) to the flange 52 and put (installed) in the water to be drained. The AC-DC power conversion circuit unit 21 converts the AC power received via the power cable 22 into a DC power. Then, the motor control circuit 20 uses the DC power supply to detect the water level detection float switches 25a to 25c.
DC brushless motor 1 referring to the water level detection signal from
The drainage operation is executed by turning on / off the power supply to (3) operation (stop and operation).
【0028】この水中ポンプにおけるDCブラシレスモ
ータ1と従来の水中ポンプにおける誘導モータのモータ
特性を図10に比較して示す。DCブラシレスモータ1
の特徴は、回転速度非制御(回転速度を制御しない状
態)時にはトルクと回転速度は直線的に変化し、回転速
度が「0」のとき、すなわち起動時のトルクが最大とな
ることである。従って、起動時の高トルク化により起動
性能の向上を図ることができる。また、誘導モータと異
なり、メインマグネット7の磁束と固定子巻線3の仕様
によって最高回転速度を任意に設定することができ、且
つ、AC電源の周波数に左右されずに所望の回転速度を
得ることができる。The motor characteristics of the DC brushless motor 1 in this submersible pump and the induction motor in the conventional submersible pump are shown in comparison with FIG. DC brushless motor 1
The characteristic is that the torque and the rotation speed change linearly when the rotation speed is not controlled (state where the rotation speed is not controlled), and the torque at the time of "0", that is, the torque at the time of startup becomes maximum. Therefore, it is possible to improve the starting performance by increasing the torque at the time of starting. Further, unlike the induction motor, the maximum rotation speed can be arbitrarily set depending on the magnetic flux of the main magnet 7 and the specifications of the stator winding 3, and a desired rotation speed can be obtained without being influenced by the frequency of the AC power supply. be able to.
【0029】従って、モータ制御回路部20の制御用I
C20bが、FGからの回転検出信号を使用してDCブ
ラシレスモータ1の回転を定速度制御すれば、ある範囲
での負荷トルクの変化に対して回転速度を一定に維持す
ることができる。そして、定速度制御を行なえば、揚程
の変化等に伴う負荷の変化に対して回転速度を一定速度
に維持してポンプ吐出流量の変化量を少なくすることが
可能となる。また、ポンプ吐出流量を一定にするような
帰還制御を行なえば、揚程の高低に拘らず一定の吐出量
を安定的に得ることができる。更に、過負荷保護回路2
0aに電流リミッタ等の保護制御機能をもたせることに
より過負荷時にはモータを停止させる等の安全保護動作
を行なうことができる。Therefore, the control I of the motor control circuit section 20
If the C20b uses the rotation detection signal from the FG to control the rotation of the DC brushless motor 1 at a constant speed, the rotation speed can be kept constant with respect to a change in the load torque within a certain range. If constant speed control is performed, it is possible to reduce the amount of change in the pump discharge flow rate by maintaining the rotation speed at a constant speed with respect to changes in load due to changes in head and the like. Further, if feedback control is performed to make the pump discharge flow rate constant, a constant discharge amount can be stably obtained regardless of the height of the head. Furthermore, the overload protection circuit 2
By providing 0a with a protection control function such as a current limiter, it is possible to perform a safety protection operation such as stopping the motor at the time of overload.
【0030】内転形のDCブラシレスモータ1は、発熱
量の多い固定子巻線3を巻き込んだ固定子鉄心2を圧入
したステンレス鋼板製のモータフレーム4が水中に曝さ
れて効率良く放熱するので、温度上昇を抑制することが
できる。In the inversion type DC brushless motor 1, the motor frame 4 made of stainless steel plate, into which the stator core 2 having the stator winding 3 having a large amount of heat generation is press-fitted, is exposed to water and radiates heat efficiently. The temperature rise can be suppressed.
【0031】また、内転形DCブラシレスモータ1を使
用することによる軸方向長さの増加に伴う水中ポンプの
長身化は、モータ制御回路部20を該DCブラシレスモ
ータ1の側部に伸びるモータ制御回路部収容空間部8h
に設置して抑制している。Further, the length of the submersible pump is increased due to the increase in the axial length due to the use of the inner rotor type DC brushless motor 1, so that the motor control circuit portion 20 is controlled to extend to the side portion of the DC brushless motor 1. Circuit part accommodation space 8h
It has been installed and suppressed.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上のように本発明の水中ポンプは、駆
動モータにDCブラシレスモータを使用したことによ
り、高効率且つ高起動トルクであって揚程の高低に拘ら
ず一定の吐出量を安定に得られる。As described above, in the submersible pump of the present invention, by using the DC brushless motor as the drive motor, the efficiency is high, the starting torque is high, and the constant discharge amount is stable regardless of the height of the head. can get.
【0033】また、AC電源を使用して運転できるよう
にするためにAC−DC電源変換回路部を内蔵させるこ
とによる電気回路規模の増大及び内転形DCブラシレス
モータを使用することによる長身化を、電気回路の一部
を該DCブラシレスモータの側部に伸びるモータ制御回
路部収容空間部に設置して吸収しているので、高さ方向
に対する大形化を抑制することができる。In addition, an AC-DC power supply conversion circuit unit is incorporated to enable operation by using an AC power supply, thereby increasing the size of an electric circuit and increasing the length by using an inversion type DC brushless motor. Since a part of the electric circuit is installed and absorbed in the motor control circuit unit accommodation space that extends to the side of the DC brushless motor, it is possible to suppress the increase in size in the height direction.
【0034】更に、発熱量の多い固定子巻線を巻き込ん
だ固定子鉄心を鋼板製のモータフレームを水中に曝して
効率良く放熱するので、温度上昇を抑制することができ
る。Further, since the stator iron core having the stator winding which generates a large amount of heat is exposed to water by exposing the motor frame made of steel plate to water, the temperature rise can be suppressed.
【図1】DCブラシレスモータを使用した本発明になる
水中ポンプの縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view of a submersible pump according to the present invention using a DC brushless motor.
【図2】図1に示す水中ポンプにおけるモータ部の縦断
側面図である。FIG. 2 is a vertical sectional side view of a motor unit in the submersible pump shown in FIG.
【図3】図2に示すモータ部におけるモータ回路基板の
平面図である。FIG. 3 is a plan view of a motor circuit board in the motor section shown in FIG.
【図4】図1に示す水中ポンプにおけるDCブラシレス
モータを含めた制御部のブロックであるFIG. 4 is a block diagram of a control unit including a DC brushless motor in the submersible pump shown in FIG.
【図5】図1及び図2に示す水中ポンプのモータ部のエ
ンドブラケットの平面図である。5 is a plan view of an end bracket of a motor unit of the submersible pump shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
【図6】図5に示すエンドブラケットの縦断側面図であ
る。6 is a vertical sectional side view of the end bracket shown in FIG.
【図7】図1に示す水中ポンプにおける回路保護カバー
の平面図である。FIG. 7 is a plan view of a circuit protection cover in the submersible pump shown in FIG.
【図8】図7に示す回路保護カバーの縦断側面図であ
る。8 is a vertical sectional side view of the circuit protection cover shown in FIG.
【図9】図1に示す水中ポンプにおける回路保護カバー
ケーブル口出し部の詳細な構成を示す縦断側面図である9 is a vertical sectional side view showing a detailed configuration of a circuit protection cover cable outlet portion in the submersible pump shown in FIG.
【図10】DCブラシレスモータと誘導モータの特性比
較図である。FIG. 10 is a characteristic comparison diagram of a DC brushless motor and an induction motor.
1 内転形DCブラシレスモータ 2 固定子鉄心 3 固定子巻線 4 モータフレーム 5 モータ回転軸 7 メインマグネット 8,9 エンドブラケット 20 モータ制御回路部 21 AC−DC電源変換回路部 30 回路保護カバー 46 ポンプランナー 48 ポンプ上ケーシング 49 ポンプ下ケーシング 1 Inner rotation type DC brushless motor 2 Stator iron core 3 Stator winding 4 Motor frame 5 Motor rotating shaft 7 Main magnet 8, 9 End bracket 20 Motor control circuit section 21 AC-DC power conversion circuit section 30 Circuit protection cover 46 Pon Planner 48 Pump upper casing 49 Pump lower casing
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 房徳 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 日 立多賀エンジニアリング株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Fusunori Ohira 1-1-1 Higashitaga-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitate Taga Engineering Co., Ltd.
Claims (3)
路を内蔵し、ポンプ部をDCブラシレスモ−タによって
駆動するようにした水中ポンプにおいて、 前記AC−DC電源変換回路とモータ制御回路を前記D
Cブラシレスモータの頭上に形成した空間と該DCブラ
シレスモータの側部に沿って形成した空間に分割して配
置したことを特徴とする水中ポンプ。1. A submersible pump including an AC-DC power supply conversion circuit and a motor control circuit, wherein a pump section is driven by a DC brushless motor, wherein the AC-DC power supply conversion circuit and the motor control circuit are D
A submersible pump characterized by being divided into a space formed above the head of the C brushless motor and a space formed along the side of the DC brushless motor.
モータは内転形のものを使用し、その固定子鉄心は水中
に曝される鋼板製のモータフレームに内装したことを特
徴とする水中ポンプ。2. The submersible pump according to claim 1, wherein the DC brushless motor is an inner rotor type, and a stator core of the DC brushless motor is installed in a motor frame made of a steel plate exposed to water.
変換回路と前記モータ制御回路を収容する空間は、前記
DCブラシレスモータにおけるモータフレームの端に結
合する合成樹脂を成形したエンドブラケットと回路保護
カバーによって形成することを特徴とする水中ポンプ。3. The end bracket formed of synthetic resin, which is coupled to an end of a motor frame of the DC brushless motor, and a circuit protection are provided in a space for accommodating the AC-DC power supply conversion circuit and the motor control circuit. A submersible pump characterized by being formed by a cover.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29833895A JPH09137794A (en) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | Underwater pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29833895A JPH09137794A (en) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | Underwater pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09137794A true JPH09137794A (en) | 1997-05-27 |
Family
ID=17858382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29833895A Pending JPH09137794A (en) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | Underwater pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09137794A (en) |
Cited By (8)
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1995
- 1995-11-16 JP JP29833895A patent/JPH09137794A/en active Pending
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