[發明專利]一種采用交流電源驅動永磁電機潛水泵的抽水方法及裝置

有效

• 申請號: 200710031484.6
• 申請日: 2007-11-13
• 公開（公告）號: CN101222198A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 邱遠銳
• 申請（專利權）人: 廣東博宇水族實業有限公司
• 主分類號: H02P6/22
• 分類號: H02P6/22
• 代理公司: 汕頭市高科專利事務所
• 代理人: 丁楚浩

技術領域

本發明屬于一種潛水泵，涉及一種采用單相交流二極永磁同步電機驅動的潛水泵，其電機驅動方式和結構的改進。更具體地，是依據電機轉子當前的磁場極性位置和交流電源正、負極性，通過控制交流電源正、負半周是否導通及半周前沿導通的相位，使電機定子產生的磁場極性與轉子磁場極性匹配，將電機的不定向啟動和運行改進為定向啟動和運行，以便適合于潛水泵結構上的進一步改造，獲得的一種潛水泵的抽水方法及其裝置。

背景技術

目前，市場上出現的單相交流二極永磁同步電機驅動的潛水泵，其電機由永磁轉子和簡易定子構成，它具有制作工藝簡單和成本低廉的優點，存在的問題是，這類潛水泵由于受啟動時轉子的磁極性位置、輸入的驅動電源極性、轉子和葉輪及泵房內水體的運動慣性等的影響，當直接由交流電源驅動定子繞組時，轉子的啟動和運行存在旋轉方向不能確定的缺點，使抽水的方法和泵房的設計必須適合或滿足左右對稱的結構，葉輪的葉片必須制作成平直對稱的徑向葉片，而且出水口也須沿泵房的徑向中心左右對稱設置，因此，帶來了整機工作效率較低，啟動性能不佳等不良現象。

發明內容

本發明的目的在于針對以上存在的技術缺陷而提供一種采用交流電源驅動的永磁電機的潛水泵的抽水方法，該方法通過控制交流電源正、負半周是否導通及半周前沿導通的相位，有選擇地導通使電機定子產生的磁場極性能夠與轉子磁場極性匹配，以使交流電源驅動定子繞組產生的磁場有利于轉子按特定方向轉動，從而能夠實現轉子的定向啟動和運行.在此基礎上，對泵房、出水口和葉輪結構提出進一步的改進，以便使潛水泵獲得較好的抽水工作效率。

本發明的目的還在于依照上述的抽水方法而提供實現這種抽水方法的潛水泵。

其抽水方法由下列方案實現：

一種采用交流電源驅動的永磁電機的潛水泵的抽水方法，包括：

用于獲取代表當前交流電源正、負極性(即交流電源處于正半周或負半周)的電信號的步驟；

用于獲取代表當前轉子磁場極性N極或S極位置的電信號的步驟；

將代表當前交流電源處于正半周或負半周的電信號與代表當前轉子磁場極性N極或S極位置的電信號進行匹配，以使交流電源驅動定子繞組產生的磁場有利于轉子按特定方向轉動，通過對上述信號進行判斷和處理，并產生輸出控制信號的步驟；

將上述的匹配結果輸出的控制信號觸發導通，使當前交流電源半周驅動定子繞組以產生定子磁場的步驟；

由上述定子磁場驅動永磁轉子轉動的步驟；

由上述轉子帶動呈弧形葉片的葉輪轉動的步驟；

由上述葉輪帶動從泵房進水口進入的水繞轉軸旋轉的步驟；

將旋轉的水從旋轉切向方向拋向出水口的步驟；

由出水口將水引出的步驟。

上述方案中，葉輪的弧形葉片最好采用呈螺旋漸開式型的葉片。

實現上述抽水方法的潛水泵結構是：

一種采用交流電源驅動的永磁電機的潛水泵，包括帶有進、出水口的泵房，由封閉材料和殼體密封于其中的定子，設置在轉子室內的轉子，以及由轉子帶動設置于泵房中的葉輪，其特點是，葉輪的葉片呈弧形；泵房出水口設在泵房邊沿且與旋轉水體的切向一致；且設置有轉子磁場極性位置檢測電路、交流電源正、負極性檢測電路、信號處理電路、可控硅及電機驅動電路，由信號處理電路的CPU對交流電源正、負極性檢測電路輸出的電源極性電信號和轉子磁場極性位置檢測電路輸出的轉子磁場極性電信號進行匹配，并將符合條件的匹配結果輸出，并觸發可控硅及電機驅動電路，以便交流電源通過定子繞組產生磁場使轉子和葉輪按特定的方向轉動。

上述方案中，葉輪的弧形葉片最好呈螺旋漸開式型、泵房最好為蝸殼型。

圖面說明

圖1是本發明的潛水泵的一種具體實施結構的解剖示意圖；

圖2是圖1潛水泵的結構分解示意圖；

圖3是圖1潛水泵的電機的驅動電路圖；

圖4是圖3電機電路N極指向霍爾元件，按逆時針方向轉動，電源負極性(負半周)導通驅動電機的說明圖；

圖5是圖3電機電路S極指向霍爾元件，按逆時針方向轉動，電源正極性(正半周)導通驅動電機的說明圖；

圖6是圖1潛水泵的泵房、出水口和葉輪的裝配示意圖；

圖7是圖3電機電路CPU微處理器的主程序流程圖；

圖8是圖3電機電路CPU微處理器的INT0中斷子程序流程圖；

圖9是圖3電機電路CPU微處理器的INT1中斷子程序流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作具體詳述：