專利名稱：新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水泵，特別是一種適合水族箱、噴泉、花 園池塘及盆景使用的單相永磁同步潛水泵。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，常用的潛水泵有兩種，這兩種潛水泵都由異步 電機與水泵組成，第一種潛水泵使用機械密封油將異步電機密封， 它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、缺點是密封性不可靠，要定期更 換油封，還有因油封與軸的摩擦而造成功率損耗增大；第二種是屏 蔽水泵，它具有噪聲低、安裝方便、使用壽命長、免維修等優(yōu)點， 但由于屏蔽電機、屏蔽套的損耗較大，造成功率的損耗增加，以致 影響電機效率，在節(jié)能方面有些不足。
總之，由于異步電機的固有缺點，再加之整體結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不 盡合理，導(dǎo)致現(xiàn)有的潛水泵不能滿足市場的需要。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn) 矩大、使用壽命長、成本低、密封性能好、節(jié)能的單相永磁同步潛水泵。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，包括緊密連接在一起的電 機組件和水泵組件，所述電機組件包括定子組件和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子 為永磁轉(zhuǎn)子，所述定子組件包括方形的中蓋，所述中蓋的一端開口， 另一端向內(nèi)凹陷形成一轉(zhuǎn)子腔，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的兩端分別通過靠近 中蓋開口一端的后軸承組件和位于另一端的前軸承組件安裝在轉(zhuǎn)子 腔內(nèi)，轉(zhuǎn)子腔的外壁與中蓋的內(nèi)壁形成一腔室，腔室內(nèi)安裝有與中 蓋形狀相適應(yīng)的定子鐵芯，定子鐵芯鑲嵌有對裝的主繞組和副繞組， 副繞組的一端串接有一啟動電容，啟動電容的另一端子與主繞組的 對應(yīng)端形成一公共接線端，副繞組的另一端與主繞組的另一端分別 形成副繞組控制接線端和主繞組控制接線端。
本實用新型的有益效果是本實用新型的轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子，電 機由單相交流電供電，異步啟動、同步運行，永磁單相同步電動機 同步運行后完全消除了轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差率損耗(即銅耗和鐵耗)，效率 顯著增加，效率提高10%以上，另一方面，由于采用永磁勵磁，轉(zhuǎn)子 無銅耗，定子電流小，定子銅耗顯著減小，減小了電機的無功電流， 因而發(fā)熱低，并且在很寬的負載范圍內(nèi)始終保持高的效率和功率因 數(shù)，尤其在輕載運行時，節(jié)能十分顯著，具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩大、 使用壽命長、成本低、密封性能好、節(jié)能優(yōu)點，具有很強的市場競 爭力。


以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的外觀示意圖2是本實用新型的中蓋剖視圖3是中蓋與頂子鐵芯連接后的剖視圖4是電機組件一側(cè)的分解圖5是電機與水泵組件連接示意圖6是電機定子組件分解示意圖7是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)分解示意圖8是本實用新型的定子繞組接線圖9是本實用新型的控制器電路圖。
具體實施方式
參照圖1至圖9， 一種新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，包括緊密 連接在一起的電機組件和水泵組件，所述電機組件包括定子組件和 轉(zhuǎn)子1，所述轉(zhuǎn)子1為鐵氧體、釹鐵硼等構(gòu)成的永磁轉(zhuǎn)子，所述定子 組件包括方形的中蓋2，中蓋2設(shè)置有提手25，所述中蓋2的一端 開口，另一端向內(nèi)凹陷形成一轉(zhuǎn)子腔3，所述中蓋2開口的一端安裝 有線路板19，線路板19的外側(cè)安裝有將開口端封閉的面蓋20，轉(zhuǎn) 子1的轉(zhuǎn)軸為不銹鋼軸或陶瓷軸，所述轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)軸的兩端分別通過 靠近中蓋2開口一端的后軸承組件和位于另一端的前軸承組件安裝 在轉(zhuǎn)子腔3內(nèi)，轉(zhuǎn)子腔3的外壁與中蓋2的內(nèi)壁形成一腔室4，腔室 4內(nèi)安裝有與中蓋2形狀相適應(yīng)的定子鐵芯5，定子鐵芯5鑲嵌有對裝的主繞組和副繞組，副繞組的一端串接有一啟動電容24，啟動電
容24的另一端子與主繞組的對應(yīng)端形成一公共接線端，副繞組L0 的另一端與主繞組LV的另一端分別形成副繞組控制接線端和主繞組
控制接線端。
本實用新型電機的工作原理如下
工作電源經(jīng)過電源線輸入電機的控制電路和BT1、 BT2開關(guān)管， 經(jīng)霍爾磁性傳感器H檢測磁性轉(zhuǎn)子位置，輸入信號到控制芯片IC1， 經(jīng)控制芯片IC1理后，輸出控制信號，經(jīng)電阻R7和電阻R8控制BT1 和BT2開關(guān)管，使線圈L0 (起動繞組)和LV (主繞組)兩組線圈產(chǎn) 生磁場，使轉(zhuǎn)子震蕩起動，轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)后，控制電路控制芯片IC1經(jīng) 霍爾傳感器反回運轉(zhuǎn)速度。輸入電源頻率經(jīng)電阻R12 (同歩樣信號) 輸入到控制電路控制芯片IC1經(jīng)運算比較，轉(zhuǎn)速一致后，線圈L0(起 動繞組)轉(zhuǎn)為第二組主繞組，電機瞬間牽入同步，異步轉(zhuǎn)矩消失，只 剩下永磁體同步轉(zhuǎn)矩，使電機進入同步運行狀態(tài)。
工作電源經(jīng)過電源線輸入到整流電路，直流電先輸入穩(wěn)壓電路 供電給各個電路，霍爾傳感器感應(yīng)永磁轉(zhuǎn)子的磁場極性(S或N極)， 霍爾傳感器將變化的磁信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號輸出到差動放大 器，微弱的電壓信號經(jīng)差動放大電路放大后，輸入到遲滯控制電路， 輸入的電壓信號經(jīng)由遲滯控制電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號，數(shù)字脈沖
信號控制推動電路輸出電流，直接驅(qū)動水泵的兩組繞組，相應(yīng)的線 圈繞組產(chǎn)生磁場推動永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。若霍爾傳感器受到轉(zhuǎn)子磁場變 交的作用，輸出端LV2和L02的電位狀態(tài)也隨著發(fā)生變化，從而改變負載(水泵繞組)電流的方向，使水泵正常運轉(zhuǎn)。
作為本實用新型的進一步改進，所述前軸承組件端的轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn) 軸延伸成電機軸6;所述前軸承組件包括穿插在電機軸6上的支撐圈
7、前軸承8和固定在中蓋2上的前軸承座10，所述支撐圈7與前軸 承8之間安裝有推力環(huán)9，為了增強防水效果，所述前軸承座10與 前軸承8之間安裝有前密封圈ll;前軸承座10與中蓋2之間安裝有 環(huán)氧樹脂或聚胺脂材料的前橡膠圈22。
作為本實用新型的更進一步改進，所述后軸承組件包括后軸承 12、將后軸承12鎖住的后軸承套13、安裝在轉(zhuǎn)子腔3上、用于固定 后軸承套13的后軸承蓋14，為了增強防水效果，所述后軸承12與 轉(zhuǎn)子腔3之間安裝有環(huán)氧樹脂或聚胺脂材料的后密封圈15。
本實用新型的水泵組件包括安裝在電機軸6上的葉輪16、安裝 在中蓋2上、將葉輪16包裹的壓蓋17和安裝在壓蓋17端面的過濾 網(wǎng)18，為了增強防水效果，所述面蓋20與中蓋2之間安裝有環(huán)氧樹 脂或聚胺脂材料的后橡膠圈21，面蓋20設(shè)置有固定片23。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)的潛水泵相比，具有如下優(yōu)點
1、 本實用新型采用永磁同步電機結(jié)構(gòu)，使電機具有轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn) 矩大、壽命長等優(yōu)點。
2、 由于轉(zhuǎn)子是永磁材料制作，因此轉(zhuǎn)子表面鈣質(zhì)的堆積要比傳 統(tǒng)電機金屬轉(zhuǎn)子少很多。
3、 本實用新型的"智能型"線路板能夠感知轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)的任何困 難，在工作過程中，電機會采取高轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動數(shù)次，而傳統(tǒng)電機則不4、 本實用新型的新型方形定子鐵芯，節(jié)約硅鋼片的用量，提高 了利用率。
5、 由于永磁同步電動機無滑差，轉(zhuǎn)子上無基波鐵耗、銅耗，降
低了能耗。
6、 本實用新型的永磁同步電動機為雙邊勵磁，且主要是轉(zhuǎn)子永 磁體勵磁，其功率因數(shù)可達到或接近于l.O。
7、 本實用新型的永磁同步電動機功率因數(shù)高， 一方面節(jié)約了無 功功率，另一方面也使定子電流下降，定子銅耗減少，降低了能耗， 提高了電機的效率。
8、 至于永磁同步電動機的雜散損耗， 一般認為由于其永磁體磁 場的非正弦性而增加了雜散損耗，但另一方面永磁電動機較大的氣 隙，降低了雜散損耗。
9、 永磁同步電動機的不變損耗(鐵耗和機械損耗)小，可變損 耗(定子損耗)變化比異步電動機可變損耗(定子銅耗和轉(zhuǎn)子銅耗) 變化慢，使其效率特性有高而平的特點，使永磁電動機在輕載時的 相當寬的區(qū)域內(nèi)效率為最高。
10、 采用用磁同步電動機，無功功率節(jié)電率可達85%;有功功率 節(jié)電率可達23%—25%，節(jié)電效果十分明顯。
總之，本實用新型的轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子，電機由單相交流電供電， 異步啟動、同步運行，永磁單相同步電動機同步運行后完全消除了 轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差率損耗(即銅耗和鐵耗)，效率顯著增加，效率提高10%以上，另一方面，由于采用永磁勵磁，轉(zhuǎn)子無銅耗，定子電流小， 定子銅耗顯著減小，減小了電機的無功電流，因而發(fā)熱低，并且在 很寬的負載范圍內(nèi)始終保持高的效率和功率因數(shù)，尤其在輕載運行 時，節(jié)能十分顯著，具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩大、使用壽命長、成本低、 密封性能好、節(jié)能優(yōu)點，具有很強的市場競爭力。
權(quán)利要求1、一種新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，包括緊密連接在一起的電機組件和水泵組件，所述電機組件包括定子組件和轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(1)為永磁轉(zhuǎn)子，所述定子組件包括方形的中蓋(2)，所述中蓋(2)的一端開口，另一端向內(nèi)凹陷形成一轉(zhuǎn)子腔(3)，所述轉(zhuǎn)子(1)轉(zhuǎn)軸的兩端分別通過靠近中蓋(2)開口一端的后軸承組件和位于另一端的前軸承組件安裝在轉(zhuǎn)子腔(3)內(nèi)，轉(zhuǎn)子腔(3)的外壁與中蓋(2)的內(nèi)壁形成一腔室(4)，腔室(4)內(nèi)安裝有與中蓋(2)形狀相適應(yīng)的定子鐵芯(5)，定子鐵芯(5)鑲嵌有對裝的主繞組和副繞組，副繞組的一端串接有一啟動電容(24)，啟動電容(24)的另一端子與主繞組的對應(yīng)端形成一公共接線端，副繞組的另一端與主繞組的另一端分別形成副繞組控制接線端和主繞組控制接線端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，其特征在 于所述前軸承組件端的轉(zhuǎn)子(1)轉(zhuǎn)軸延伸成電機軸(6);所述前 軸承組件包括穿插在電機軸(6)上的支撐圈(7)、前軸承(8) 和固定在中蓋(2)上的前軸承座(10)，所述支撐圈(7)與前軸 承(8)之間安裝有推力環(huán)(9)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，其特征在 于所述前軸承座(10)與前軸承(8)之間安裝有前密封圈(11); 前軸承座(10)與中蓋(2)之間安裝有前橡膠圈(22)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，其特征在于所述后軸承組件包括后軸承(12)、將后軸承(12)鎖住的后軸承套(13)、安裝在轉(zhuǎn)子腔(3)上、用于固定后軸承套(13)的 后軸承蓋(14)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，其特征在 于所述后軸承(12)與轉(zhuǎn)子腔(3)之間安裝有后密封圈(15)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，其特征在 于所述水泵組件包括安裝在電機軸(6)上的葉輪(16)、安裝在 中蓋(2)上、將葉輪(16)包裹的壓蓋(17)和安裝在壓蓋(17) 端面的過濾網(wǎng)(18)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，其特征在 于所述中蓋(2)開口的一端安裝有線路板(19)，線路板(19) 的外側(cè)安裝有將開口端封閉的面蓋(20)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，其特征在 于所述面蓋(20)與中蓋(2)之間安裝有后橡膠圈(21)。
專利摘要本實用新型公開了一種新型節(jié)能單相永磁同步潛水泵，包括緊密連接在一起的電機組件和水泵組件，電機組件包括定子組件和永磁轉(zhuǎn)子，電機由單相交流電供電，異步啟動、同步運行，永磁單相同步電動機同步運行后完全消除了轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差率損耗，效率顯著增加，效率提高10％以上，另一方面，由于采用永磁勵磁，轉(zhuǎn)子無銅耗，定子電流小，定子銅耗顯著減小，減小了電機的無功電流，因而發(fā)熱低，并且在很寬的負載范圍內(nèi)始終保持高的效率和功率因數(shù)，尤其在輕載運行時，節(jié)能十分顯著，具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩大、使用壽命長、成本低、密封性能好、節(jié)能優(yōu)點，具有很強的市場競爭力。
文檔編號F04D29/08GK201363288SQ20092005236
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者何文華 申請人:何文華