CN203175879U - 一种太阳能热水器***用循环泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能热水器***用循环泵，包括单相无刷直流电机、叶轮和水泵壳；所述单相无刷直流电机包括永磁体转子、电机轴、定子铁芯组件、定子绕组、驱动控制器、电机壳、绝缘罩和封盖；所述单相无刷直流电机的定子铁芯组件和永磁体转子之间的径向气隙形式为渐变气隙。本实用采用渐变气隙结构的单相无刷直流电机，大大降低了磁阻转矩中的负转矩部分，保证在原先“死点”位置附近的电磁转矩和磁阻转矩的合成转矩都是正转矩，实现了电机的正常启动，消除了“死点”，同时有效减少了采用阶梯气隙和不对称齿结构时所产生的转矩波动，使单相无刷电机能够平稳、低噪音的运行。

Description

一种太阳能热水器***用循环泵

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器***用循环泵。

背景技术

现有的太阳能热水器***，为了提高太阳能热源的利用效率以及水资源的浪费，通常在该***中增设一循环泵，该循环泵的工作原理为：当太阳能热水器***中的集热器和水箱温差大于一设定值时，循环泵运行温差控制仪的触点闭合，循环泵开始工作，这时，循环泵从水箱底部抽取冷水送往集热器，集热器内的热水流入水箱，直到温差低于一设定值为止，循环泵停止工作。通过上述循环泵的循环运行，将冷水留在集热器内，集热器吸收太阳能热源，将水加热，保证用户在使用太阳能热水器时，不必等待很长时间就能用上热水，实现了“即开即热”，减少了水资源的浪费。

目前市场上通常使用无刷直流电机作为太阳能热水器***循环泵的驱动马达，且该无刷直流电机多采用两相无刷直流电机或三相无刷直流电机。两相无刷直流电机，由于其驱动控制器只能采用H桥式电路，所以需要采用8个逆变桥开关，导致驱动控制器非常复杂，而且随着元器件使用数量的增加，其也会存在比较大的故障率；三相无刷直流电机，虽然可以实现无传感器驱动，但是驱动控制器需要专门的集成芯片来实现电机的逻辑控制，导致整体成本上升较多，往往让客户难以接受。

为了解决上述无刷直流电机所带来的问题，近年来，市场上推出了一种单相无刷直流电机作为太阳能热水***循环泵的驱动马达。一方面，单相无刷直流电机，其驱动控制器采用H桥式电路，需要4个逆变桥开关，大大减少了元器件的使用数量，减小了驱动控制器的故障率；另外一方面，单相无刷直流电机不需要专门的集成芯片进行逻辑控制，降低了整体成本。

但是上述的单相无刷直流电机存在以下问题：一方面，单相无刷直流电机在均匀气隙的情况下，会存在“死点”问题，即电机停在该“死点”位置时，电机无自启动能力，为了解决这个问题，往往采用阶梯气隙或不对称齿结构，但是并不能完全解决上述问题，还会带来较高的转矩波动和噪音；另外一方面，驱动控制器的元器件数量还是太多，仍需进一步的优化，进一步降低故障率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既具有较好性能，成本又相对较低的太阳能热水器***用循环泵。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案是：一种太阳能热水器***用循环泵，包括单相无刷直流电机、叶轮和水泵壳；所述单相无刷直流电机包括永磁体转子、电机轴、定子铁芯组件、定子绕组、驱动控制器、电机壳、绝缘罩和封盖；所述单相无刷直流电机固定在水泵壳上，叶轮固定在单相无刷直流电机的电机轴上；所述单相无刷直流电机的定子铁芯组件和永磁体转子之间的径向气隙形式为渐变气隙。

所述单相无刷直流电机的定子铁芯组件和永磁体转子之间渐变气隙的最大气隙值与最小气隙值的差值≥0.55mm。

所述的单相无刷直流电机的定子绕组采用为双绕组形式；所述单相无刷直流电机的驱动控制器采用具有两个功率驱动开关的非桥式电路。

所述单相无刷直流电机的驱动控制器上设有霍尔传感器。

所述单相无刷直流电机通过螺钉与水泵壳固定连接。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果：（1）本实用采用渐变气隙结构的单相无刷直流电机，大大降低了磁阻转矩中的负转矩部分，保证在原先“死点”位置附近的电磁转矩和磁阻转矩的合成转矩都是正转矩，实现了电机的正常启动，消除了“死点”，同时有效减少了采用阶梯气隙和不对称齿结构时所产生的转矩波动，使单相无刷电机能够平稳、低噪音的运行。

（2）本实用新型通过定子绕组采用双绕组形式，配合采用非桥式驱动电路的驱动控制器，使驱动控制器仅仅采用2个功率驱动开关就能实现两个绕组的正常换相，减少了元器件的使用数量，大大降低了驱动控制器的故障率，延长了电机的使用寿命。

（3）本实用新型的单相无刷直流电机的驱动控制器上设有霍尔传感器，霍尔传感器检测到对应磁极的极性，从而根据极性提供转子位置信号，驱动控制器即可根据该信号触发相应的功率开关的开通和关闭，实现双绕组的轮流导通。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的结构***图。

图2为本实用新型的渐变气隙的结构示意图。

图3为本实用新型的驱动控制器的示意图。

附图中的标号为：

单相无刷直流电机1、永磁体转子11、电机轴12、定子铁芯组件13、定子绕组14、驱动控制器15、电机壳16、绝缘罩17、封盖18、霍尔传感器19、叶轮2、水泵壳3、螺钉4。

最大气隙值R、最小气隙值r。

具体实施方式

（实施例1）

见图1至图3，本实施例的太阳能热水器***用循环泵，包括单相无刷直流电机1、叶轮2、水泵壳3和螺钉4。

单相无刷直流电机1包括永磁体转子11、电机轴12、定子铁芯组件13、定子绕组14、驱动控制器15、电机壳16、绝缘罩17和封盖18。单相无刷直流电机1通过螺钉4固定在水泵壳3上，叶轮2固定在单相无刷直流电机1的电机轴12上。单相无刷直流电机1的定子铁芯组件13和永磁体转子11之间的径向气隙形式为渐变气隙，优选的渐变气隙中最大气隙值R与最小气隙值r的差值≥0.55mm。单相无刷直流电机1的定子绕组14采用为双绕组形式，即定子绕组14为两个相互独立的绕组。单相无刷直流电机1的驱动控制器15采用具有两个功率驱动开关的非桥式电路。单相无刷直流电机1的驱动控制器15上设有霍尔传感器19。

霍尔传感器19的工作方式为：霍尔传感器19检测到对应磁极的极性，从而根据极性提供转子位置信号，驱动控制器15根据该信号触发相应的功率开关的开通和关闭，实现双绕组的轮流导通。例如：霍尔传感器19检测到目前的磁极位置为S极，其输出端口输出高电平，从而实现第一个功率开关的导通，定子绕组14的第一个绕组通电，永磁体转子11沿顺时针方向转动；当转子转动180°后，霍尔传感器19检测到目前的磁极位置为N极，其输出端口输出低电平，从而实现第二个功率开关的导通，定子绕组14的第二个绕组通电，永磁体转子11沿顺时针方向继续转动，以此类推，永磁体转子11将沿顺时针方向不断运作，直至电源中断。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能热水器***用循环泵，其特征在于：包括单相无刷直流电机（1）、叶轮（2）和水泵壳（3）；所述单相无刷直流电机（1）包括永磁体转子（11）、电机轴（12）、定子铁芯组件（13）、定子绕组（14）、驱动控制器（15）、电机壳（16）、绝缘罩（17）和封盖（18）；所述单相无刷直流电机（1）固定在水泵壳（3）上，叶轮（2）固定在单相无刷直流电机（1）的电机轴（12）上；其特征在于：所述单相无刷直流电机（1）的定子铁芯组件（13）和永磁体转子（11）之间的径向气隙形式为渐变气隙。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器***用循环泵，其特征在于：所述单相无刷直流电机（1）的定子铁芯组件（13）和永磁体转子（11）之间渐变气隙的最大气隙值（R）与最小气隙值（r）的差值≥0.55mm。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器***用循环泵，其特征在于：所述的单相无刷直流电机（1）的定子绕组（14）采用为双绕组形式；所述单相无刷直流电机（1）的驱动控制器（15）采用具有两个功率驱动开关的非桥式电路。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能热水器***用循环泵，其特征在于：所述单相无刷直流电机（1）的驱动控制器（15）上设有霍尔传感器（19）。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器***用循环泵，其特征在于：所述单相无刷直流电机（1）通过螺钉（4）与水泵壳（3）固定连接。

Images