专利名称：直流无刷高效电动机潜水泵的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种将电动机和水泵结构高度简化，利用直流电源作电源、自身的电动机作动力，能够抽动流体(包括液体、空气)或者起到水泵作用的一种高效泵体，属于机械电子产品领域。
背景技术：
目前，公知公用的由电动机带动的水泵结构复杂，由电动机的旋转轴带动水泵中的叶轮转动，促使液体流动。在此种泵体中传动轴旋转所需的能量浪费了一定的能源；由于结构复杂，降低了泵的可靠性，提高了故障率。在用电动机作动力的船中，由电动机带动的叶轮外露，在水中高速旋转，可割伤水中生物(也可能致死)。
发明内容
本发明克服了以上缺点，与一般的电动机带动的泵有较大不同，有明显改进，主要由永磁体、导磁体、电磁线圈、叶轮、隔离网、轴承、冷却管、保护外壳等构成，结构比一般的电动机带动的水泵简化很多，提高了可靠性，降低了故障率。本发明的工作原理如下接通直流电源后，由特殊的控制电路控制电磁线圈内电流方向，电磁线圈内电流产生的磁场与永磁体的磁场相互垂直，产生转矩，使转子转动，同时使叶轮转动；叶轮片为图4所示曲线形，旋转时在泵的一端产生吸力，吸入流体，由于离心力作用，流体沿叶轮片间空隙运动，从泵的另一端流出，从而促使流体定向流动。
下面对图1-9进行说明。图1是本发明的横向截面图，其中，1是隔离网，2是叶轮片，3是转子导磁体，4是永磁体，5是非导磁体，6是斜向凸条，7是间隙，8是定子导磁体，9是电磁线圈，10是冷却管，11是保护外壳。图2是本发明的纵向剖面图，其中，1是隔离网，2是叶轮片，3是转子导磁体，4是永磁体，5是定子导磁体，6是定子端部，7是电磁线圈，8是轴承，9是冷却管，10是保护外壳，11是定子端部与转子端部之间空隙，12是锥形外壳。图3是本发明的永磁体磁力线分布图，箭头方向为磁力线方向，N、S为永磁体两极。图4是本发明的叶轮展开后的平面图，图5是本发明的叶轮展开后的左视图，在这两图中，1是叶轮片，2是转子导磁体。图6是本发明的隔离网展开后的平面图，图7是本发明的隔离网展开后的左视图。图8是电磁线圈绕组示意图，其中，A1和A2、B1和B2、C1和C2、D1和D2分别为线圈A、B、C、D的两端接头。图9是控制电路原理图，其中，U是直流电源，K1、K3、K5、K7是功率开关三极管，K2、K4、K6、K8是可控硅二极管，HA1、HA2、HB1、HB2是霍尔元件，A1-A2、B1-B2分别是电磁线圈A、B。
具体实施例方式
下面结合附图，详细地说明本发明的技术方案。
按照图3所示，本发明的优点在于流过每一个永磁体的磁通除自身产生的磁通外，还有来自其相邻两边的两个永磁体各一半的磁通，从而使流过每一个永磁体的磁通增大了一倍，也使流过导磁体和电磁线圈的磁通增大了一倍，而电动机转矩与主磁通量(或磁感应强度)成正比关系，因而较大地提高了电动机效率。
按照图1、2、8、9所示，本发明的特征在于1、电磁线圈绕组数量为永磁体个数的一半；每个绕组内线圈排列如图8所示，线圈之间平行交错排列，每一个绕组近一半的线圈(如图8中线圈A、B、C、D的左边垂线方向的电磁线)正对永磁体的N极，另外近一半的线圈(如图8中线圈A、B、C、D的右边垂线方向的电磁线)正对永磁体的S极；线圈个数由导磁体尺寸大小、电动机功率等因素而定，没有特殊要求，而一般直流无刷电动机不一样，其个数有特殊要求，制造工艺相对较高，难度较大，而本发明制造工艺相对要求较低，容易制造，降低了制造成本。2、电动机控制电路以线圈A为例进行说明；在线圈A两端分别放置两个霍尔元件HA1、HA2，其位置刚好是HA1正对永磁体的N极，HA2正对永磁体的S极；霍尔元件在接通电源后，其产生信号由转子上的永磁体控制，不必另加控制磁体；利用霍尔元件产生信号控制功率开关管导通或关闭，功率开关管可用功率开关三极管，也可用可控硅二极管和其它功率开关管；在HA1正对永磁体的N极时，HA1产生一正向电压信号，使K1和K3导通，而HA2正对永磁体的S极，HA2无正向电压信号产生，K2和K4不导通，没有电流流过，相当于开路，这样电流从直流电源正极流过K1，进入线圈A的A1端，从A2端流出，流过K3，进入电源负极，此时产生力矩促使转子向逆时针方向转动；在转子转过A1位置后，HA1正对永磁体的S极，而HA2正对永磁体的N极，同理，霍尔元件HA2产生一正向电压信号，使K2和K4导通，而HA1正对永磁体的S极，HA1无正向电压信号产生，K1和K3不导通，相当于开路，这样电流从直流电源正极流过K2，进入线圈A的A2端，从A1端流出，流过K4，进入电源负极，此时产生力矩促使转子继续向逆时针方向转动；对与线圈A平行的线圈B、C、D等等，其控制原理与A相同，这样，不管永磁体转到什么方向(或是在起动时)，电流经控制电路控制，其方向始终是使电流产生的磁场的方向与永磁体磁场方向垂直，并且产生的转矩在任何时候都使转子向同一方向转动；如前所述，电动机效率是很高的，除去相邻永磁体之间需要一定间距(中间放置非导磁体，其间只有很少量的磁力线通过)外，在其余位置永磁体磁场与线圈电流产生磁场相互作用产生转矩，使电动机效率高达90％左右；如前所述，电动机起动转矩是很大的，在起动时，减去功率开关管电压降(此电压降很小)，作用在线圈上的有效电压约等于电源电压；而在转动时，由于线圈切割永磁体磁力线，会产生反向的感应电动势，有效电压为电源电压减去感应电动势和功率开关管上电压降，作用在线圈上的有效电压降低了，此时转矩小于起动时转矩。3、通过以下办法可以使转子反转第一种，在图9中，把线圈A接线倒置，在控制电路中接A1处改为接A2，接A2处改为接A1，其余线圈依此法改接，其余元件接法和位置不变；第二种，在线圈A中，霍尔元件的位置不变，用HA1的信号控制K2和K4，用HA2的信号控制K1和K3，其余线圈一样改动；如前所述，在控制电路中增加相应的开关，就可以方便地控制转子和叶轮旋转方向，从而可以方便地控制被抽动流体流动方向。4、把两个转向不同而流体流动方向相同、功率相同的本发明产品通过固定部件把定子固定在一起，两个定子的转矩相互抵消，不但可以减小震动和噪声，而且不需把本发明产品固定在其它固定物件上。5、转子转速可以达到很高，转速与电源电压、负载、转子和叶轮的重量和尺寸，在空气中时还与空气阻力、音障等等因素有关，在理论上转速可高达10000转/分以上。
由于本发明通常放置在被抽动的流体中，所以需要良好的密封，密封部位在图2中11处，即在定子端部和转子导磁体端部之间缝隙处密封，既可用机械密封，也可用磁性液体密封，机械密封由于磨擦而容易产生热量，而磁性液体密封产生热量很少，而且密封性能也很好。
在定子导磁体中由于磁场变化而产生热量，在电磁线圈中有电流流过也会产生热量，这两种热量来源是本发明中产生的主要热量，本发明采用的是外接冷却管的内部循环冷却方式用导热性能好的金属管作为冷却管，冷却管两端从定子两端端部接入，与定子和转子之间空隙接通，在定子周围安装多个冷却管，如图1、2中所示；在转子非导磁体上有一些微微凸起的斜条(如图1中所示，其突起高度大大小于定子与转子之间间隙宽度)；在转子与定子之间的间隙和冷却管内充满冷却液或冷却气，在转子旋转时，由于非导磁体上斜条的作用，使冷却液或冷却气流入冷却管一端，经过冷却管向外散热，从另一端流入定子与转子之间间隙，由于保护外壳不是密闭的(如图1中所示)，所以冷却管可以在被抽动的流体中散热，有较好的散热作用；如果这样散热的效率达不到要求，还可以从外部对冷却管进行冷却，以增强散热效果。被抽动流体流过泵时，与转子导磁体和叶轮片等部件接触，也可带走一部分热量。
本发明外部无运动部件，在作为机动船(或艇)的动力时一般不会对水中生物造成伤害。但在转子圆筒内有叶轮高速旋转，对流过液体中生物可能造成伤害，本发明加了一隔离网，隔离网由强度较高的硬质线条(如金属条)构成，其两端与定子两端连接，这样，大于网格的生物可从叶轮旋转时形成的中间空洞通过，不会割伤。如果在流体流入的一端端部加上隔离网，本发明也可以不用内部隔离网。因此本发明一般不会对流体中生物造成伤害，从而起到环保的作用。
本发明在作为船或艇等运动机械的动力用时，要考虑到本发明的外型所造成的阻力，为减小阻力，可以在两端部环绕定子各加上一圈硬质锥形体(如图2中12所示)。
本发明既可作为抽水泵使用，也可作为船、潜水艇等运动机械的动力使用，还可以作为产生高压、高速射流的水枪或气枪使用，等等，用途较为广泛；本发明结构简单，与一般的泵相比，减少了很多部件，减轻了重量，也节约了时间和人力，节约制造成本至少在20％以上；由于减少了运动部件，而节省了电力在20％以上，而且噪声也较低。因此，本发明具有很大的实用价值和广阔的市场前景。
权利要求
1.直流无刷高效电动机潜水泵是把电动机和潜水泵高度结合在一起的、主要能实现水泵作用的、由自身电动机带动的一种机械电子产品，其特征在于直流电动机部分的转子主要由永磁体和导磁体组成，呈圆筒状，中间为一圆柱状空心，导磁体在内，永磁体在外，两者紧密相连；永磁体有偶数块，从横截面看，两邻两块永磁体之间有一定间隙(比永磁体宽度小得多)，并且朝外的磁场极性相反；定子导磁体在永磁体外，也呈圆筒状；定子导磁体与永磁体之间有一较小的间隙；定子导磁体中开有径向槽，槽内有电磁线圈。
2.根据权利要求书1，其特征在于泵的结构是在导磁体内壁上有叶轮片(转子导磁体与叶轮片制作成一体)，叶轮片形状略为“S”形或反“S”形，叶轮片在越接近转子导磁体处就越厚，越接近转子导磁体中心轴线处就越薄，在转子旋转时，叶轮跟着旋转，叶轮中心处形成一圆柱状空心。
3.根据权利要求书1，其特征在于在每相邻两块永磁体之间有厚度与永磁体相同的非导磁体，固定在转子导磁体上，朝外的一侧有略微凸起的斜条(其凸起高度大大小于永磁体与定子导磁体之间间隙宽度)，从横截面看略呈半圆形。
4.根据权利要求书1，其特征在于电磁线圈绕组数量为永磁体个数的一半；每个绕组内线圈个数由导磁体和永磁体尺寸大小、电动机功率等因素而定；线圈放置在定子导磁体中的径向槽内，线圈之间平行交错排列，每一个绕组近一半的线圈正对永磁体的N极，另外近一半的线圈正对永磁体的S极。
5.根据权利要求书1，其特征在于本发明控制电路主要由霍尔元件和功率开关管组成；在每个线圈两端分别放置一个霍尔元件，正对永磁体，用霍尔元件产生的电压信号控制线圈内电流方向，从而控制转子旋转方向；控制霍尔元件的磁场由永磁体产生的主磁场提供。
6.根据权利要求书1和3，其特征在于冷却系统由冷却液(或冷却气)和冷却管组成；冷却管两端与定子相接，与定子和转子之间空隙相通，冷却管管体在定子之外，在冷却管内、定子和转子之间空隙充满冷却液(或冷却气)；当转子旋转时，非导磁体跟着旋转，在其上的凸起的斜条使冷却液(或冷却气)在定子和转子之间空隙、冷却管内流动，由冷却管向外散热。
全文摘要
一种把直流无刷电动机和潜水泵高度结合在一起的、由自身电动机带动的一种电动机泵。转子主要由永磁体和导磁体组成，呈圆筒状；在转子导磁体内壁上有叶轮片，叶轮片形状略为“S”形或反“S”形，在转子带动叶轮旋转时，叶轮中间形成一圆柱状空心；定子导磁体在转子之外，其中绕有电磁线圈。通过由霍尔元件和功率开关管组成的特殊控制电路控制电流方向，从而控制转子转动方向。在转子旋转时，叶轮跟着旋转，由于叶轮片呈弯曲状，而使泵的一端产生吸力；由于离心力的作用，被吸入的流体沿叶轮片间空隙高速运动，从泵的另一端流出。其结构比一般的电动机带动的泵简单，重量更轻，噪音更低，制造成本更低，效率更高。
文档编号H02K29/00GK1747282SQ20041006084
公开日2006年3月15日 申请日期2004年9月9日 优先权日2004年9月9日
发明者李德建 申请人:李德建