[发明专利]一种采用交流电源驱动永磁电机潜水泵的抽水方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于一种潜水泵，涉及一种采用单相交流二极永磁同步电机驱动的潜水泵，其电机驱动方式和结构的改进。更具体地，是依据电机转子当前的磁场极性位置和交流电源正、负极性，通过控制交流电源正、负半周是否导通及半周前沿导通的相位，使电机定子产生的磁场极性与转子磁场极性匹配，将电机的不定向启动和运行改进为定向启动和运行，以便适合于潜水泵结构上的进一步改造，获得的一种潜水泵的抽水方法及其装置。

背景技术

目前，市场上出现的单相交流二极永磁同步电机驱动的潜水泵，其电机由永磁转子和简易定子构成，它具有制作工艺简单和成本低廉的优点，存在的问题是，这类潜水泵由于受启动时转子的磁极性位置、输入的驱动电源极性、转子和叶轮及泵房内水体的运动惯性等的影响，当直接由交流电源驱动定子绕组时，转子的启动和运行存在旋转方向不能确定的缺点，使抽水的方法和泵房的设计必须适合或满足左右对称的结构，叶轮的叶片必须制作成平直对称的径向叶片，而且出水口也须沿泵房的径向中心左右对称设置，因此，带来了整机工作效率较低，启动性能不佳等不良现象。

发明内容

本发明的目的在于针对以上存在的技术缺陷而提供一种采用交流电源驱动的永磁电机的潜水泵的抽水方法，该方法通过控制交流电源正、负半周是否导通及半周前沿导通的相位，有选择地导通使电机定子产生的磁场极性能够与转子磁场极性匹配，以使交流电源驱动定子绕组产生的磁场有利于转子按特定方向转动，从而能够实现转子的定向启动和运行.在此基础上，对泵房、出水口和叶轮结构提出进一步的改进，以便使潜水泵获得较好的抽水工作效率。

本发明的目的还在于依照上述的抽水方法而提供实现这种抽水方法的潜水泵。

其抽水方法由下列方案实现：

一种采用交流电源驱动的永磁电机的潜水泵的抽水方法，包括：

用于获取代表当前交流电源正、负极性(即交流电源处于正半周或负半周)的电信号的步骤；

用于获取代表当前转子磁场极性N极或S极位置的电信号的步骤；

将代表当前交流电源处于正半周或负半周的电信号与代表当前转子磁场极性N极或S极位置的电信号进行匹配，以使交流电源驱动定子绕组产生的磁场有利于转子按特定方向转动，通过对上述信号进行判断和处理，并产生输出控制信号的步骤；

将上述的匹配结果输出的控制信号触发导通，使当前交流电源半周驱动定子绕组以产生定子磁场的步骤；

由上述定子磁场驱动永磁转子转动的步骤；

由上述转子带动呈弧形叶片的叶轮转动的步骤；

由上述叶轮带动从泵房进水口进入的水绕转轴旋转的步骤；

将旋转的水从旋转切向方向抛向出水口的步骤；

由出水口将水引出的步骤。

上述方案中，叶轮的弧形叶片最好采用呈螺旋渐开式型的叶片。

实现上述抽水方法的潜水泵结构是：

一种采用交流电源驱动的永磁电机的潜水泵，包括带有进、出水口的泵房，由封闭材料和壳体密封于其中的定子，设置在转子室内的转子，以及由转子带动设置于泵房中的叶轮，其特点是，叶轮的叶片呈弧形；泵房出水口设在泵房边沿且与旋转水体的切向一致；且设置有转子磁场极性位置检测电路、交流电源正、负极性检测电路、信号处理电路、可控硅及电机驱动电路，由信号处理电路的CPU对交流电源正、负极性检测电路输出的电源极性电信号和转子磁场极性位置检测电路输出的转子磁场极性电信号进行匹配，并将符合条件的匹配结果输出，并触发可控硅及电机驱动电路，以便交流电源通过定子绕组产生磁场使转子和叶轮按特定的方向转动。

上述方案中，叶轮的弧形叶片最好呈螺旋渐开式型、泵房最好为蜗壳型。

图面说明

图1是本发明的潜水泵的一种具体实施结构的解剖示意图；

图2是图1潜水泵的结构分解示意图；

图3是图1潜水泵的电机的驱动电路图；

图4是图3电机电路N极指向霍尔元件，按逆时针方向转动，电源负极性(负半周)导通驱动电机的说明图；

图5是图3电机电路S极指向霍尔元件，按逆时针方向转动，电源正极性(正半周)导通驱动电机的说明图；

图6是图1潜水泵的泵房、出水口和叶轮的装配示意图；

图7是图3电机电路CPU微处理器的主程序流程图；

图8是图3电机电路CPU微处理器的INT0中断子程序流程图；

图9是图3电机电路CPU微处理器的INT1中断子程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作具体详述：