[实用新型]一种高速多级离心式水泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种离心式水泵，包括采用离心叶轮的各类单级或多级离心泵。

背景技术

城市建筑供水，大部份都采用多级离心泵供水。使用的电机大多是单相或三相异步电机。这种电机由于结构原理限制，转速固定，效率偏低，工艺落后急需改正提高。

泵的扬程和流量由叶轮外径和流道决定，提高转速，能使流量和扬程大幅提高，因此在机件许可的范围内要尽可能提高转速来实现泵性能的改善。把泵的转速提高一倍，同样的叶轮按理论计算扬程将提高四倍，流量提高一倍，普通三相异步电机加装变频器可以实现高速，但效率不高，控制不便，笨重。

发明内容

本实用新型所要解决的技术方案是针对现有技术现状而提供一种高速多级离心式水泵，使多级或单级的离心泵在体积、重量、效率、智能控制等方面得到进一步提升和优化。

本实用新型所采用的技术方案是：提供一种直流无刷高速永磁同步电机作动力的多级离心式水泵，该电机和直流变频技术的控制器配套使用，直流无刷永磁高速同步电机属于控制电机，它控制方便又高效，特别适用于压力流量等需要控制的离心泵上。

普通变频器只能控制异步电机，直流无刷高速同步电机的控制器和普通的变频器不一样，它是采用最新的直流变频控制技术。泵控制器由电源部分，输入采样反馈，微处理器，功率驱动输出等四单元。电源部分由桥式整流，电源滤波和保护电路等组成，输入采样反馈是输入控制信号到微处理器，电路检测工作状况也反馈给微处理器，采样反馈包含要使电机运转的程序，以及位置检测及运算，负载运行状况的比对计算，微处理器综合分析运算后，经功率驱动输出给泵电机。这和传统的离心泵及普通矢量变频器驱动异步电机的离心泵的工作原理完全不一样。

泵控制器一般和泵分开独立安装，也可以装在泵体上，如装在泵体上，散热器可以直接安装在泵外面，利用泵体内的水流来冷却，电子元件等控制器部件就随散热器装，形成一体式。

所述的永磁无刷同步电机定子绕组有分布式绕组和集中式绕组两种。分布式绕组的高速三相同步电机的定子结构与普通三相异步电机基本差不多，定子可按普通Y系列定子冲片选用，线包绝缘引线等处理都和普通三相异步电机一样。但电机的转子即不一样，这转子有磁钢，属磁体转子。老式三相或单相电机的转子是在齿栊条里压铸铝环的，铝环是闭合回路，在定子磁场里作切割磁力线而旋转运动，随着定子磁场旋转而旋转，始终慢于磁场的旋转。这压铸铝的转子往往损耗较大，一般占到总损耗的5—7％，而本产品使用的磁体转子只有少许的涡流损耗，基本上不损耗能量，而且永磁高速电机的线圈圈数比异步电机少，导线短，电阻值也小，因此总体损耗要比异步电机少很多。因此直流无刷高速同步电机的效率比普通单相的电机提高效率近20％，比三相的电机提高效率7—12％。

集中式绕组更是改变了传统的电机绕线方式，和分布式相比，这种结构更有优势，它的定子绕线更短，用铜线量更小，也就是说导线的电阻值更小，铜损功率＝I²﹡R,电阻R的值小了，损耗也就低了。

分式绕组和集中式绕组的线圈都接成Y形接法，电源经直流变频技术的泵控制器驱动，在定子线圈产生旋转的磁场，使转子的磁钢旋转，在旋转过程中又不断检测反电动势的大小和方向来确定转子位置，不断调整驱动线圈的脉冲电流的频率、电流方向及大小，使转子高速旋转，磁钢转子的旋转始终和线圈电枢的磁场一样旋转，转速一样，在外力少于旋转力时都保持一样的转速，因此叫同步电机。而且这种同步电机的速度是通过控制器设定的可控的。

永磁无刷高速电机的工作转速考虑工作方式是风冷，速度在5000-6000转/分比较合适，这样既能充分发挥高速的优势，又使轴承机械密封等运行状态稳定良好。一般50Hz的离心泵转速是2850转/分，而5000转/分是2850转/分的1.754倍，按流体力学原理，转速提高1.754倍后，扬程是2次方，是提高了3倍，流量是一次方，是提高了1.754倍，以前用3个叶轮的现在就用一个叶轮就够，而且流量还要大，高速同步电机的体积重量也比普通异步电机缩小了2/3，因此，用直流无刷同步电机的多级离心泵的体积和重量要比其他老式多级泵要缩小一半以上。

直流无刷永磁高速同步电机包括电机后端盖、电机前端盖、定子和转子，所述直流无刷永磁高速同步电机采用风扇散热冷却，所述电机后端盖外部设有外部风扇。所述外部风扇外部设有防雨风扇罩，和普通异步风冷的电机一样。

直流无刷永磁高速同步电机设置上下两组电机轴承，泵体设置上下两组泵支承，分别为泵上部支承和泵下部支承。电机轴承为高精度的深沟球轴承或角接触高速轴承。