[实用新型]一种无位置传感器矢量控制的稀土永磁同步电机水泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是一种稀土永磁无位置传感器矢量控制的同步电机水泵系统。

背景技术

目前水泵的驱动电机大多是感应电机，小功率感应电机多为单相，效率低，功率密度低，电机调整困难，在目前能源供应越来越紧张的情况下，提高电机的效率是一个当务之急。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种无位置传感器矢量控制的稀土永磁同步电机水泵。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种无位置传感器矢量控制的稀土永磁同步电机水泵包括水泵组件和设置于水泵内的驱动所述水泵组件的同步电机，按照本实用新型，所述同步电机为稀土永磁同步电机。

进一步的，还包括无位置传感器同步电机矢量控制器，其与所述稀土永磁同步电机电连接。

优选的是，所述电机及水泵组件包括：带底座的水泵外壳，与该带底座的水泵外壳想配合形成壳体的前盖和后盖，设置于该壳体内的同步电机定子，与同步电机定子相配合的电机转子，通过内轴承耦接于电机转子的电机轴，所述电机轴一端通过一个碳化硅外轴承配合于前盖，另一端通过另一个碳化硅外轴承配合于一个轴承座再安装于后盖内，前盖的前端还设置有水泵蜗壳，水泵蜗壳内设有叶轮，叶轮与电机轴向联结。

优选的是，电机转子外采用钛金属套管，并将转子用树脂灌封，使转子具有水密性，抗腐蚀，在水中转动损耗小。

优选的是，电机定子内部采用碳纤维定子套管，保证绕组干燥，使之不会锈蚀。

优选的是，所述电机轴为钛合金材料，具有寿命长，耐腐蚀，重量轻的特点。

进一步的是，所述之无位置传感器同步电机矢量控制器包括：AC电源，EMI滤波电路，整流电路，PFC电路，平波电路，逆变电路，电压采样电路，PWM驱动电路，MCU控制电路；其中，EMI滤波电路和整流电路分别对AC电源801输入的交流电源进行滤波整流，得到的直流电再通过PFC电路给平波电路中的平波电容充电，MCU控制电路通过电压采样电路检测得到平波电路的母线电压达到安全工作电压值，根据运行状态向PWM驱动电路发出强制驱动的PWM脉冲，使电机起动运行，并向逆变电路输出三相PWM控制信号同步控制方式。

本实用新型的有益效果在于，电机采用稀土永磁材料，剩磁高，矫顽力高，磁能积高，有效的减小了电机体积，提高效率，功率密度高，采用同步电机机制，力矩波动低，噪声低，电机运行震动小。同时电机采用高硬度无油滑动轴承，配合钛合金轴，具有耐腐蚀，长寿命，免维护的特点。水泵内广泛采用环氧树脂灌封，设置密封圈的手段，使水泵内电机系统和水隔离，同时设置水循环系统给高硬度陶瓷滑动轴承以润滑。

控制器采用无位置传感器矢量控制方式，取消了位置信号线，抗干扰性能高，工作可靠，连接简单，内置PFC校正电路，功率因数高，电源利用率高，控制器内置过载，过压，过流，欠压，过热保护电路，工作可靠。采用最大力矩/电流比的同步电机矢量控制策略，使电机始终运行在高效节能的状态。

控制器采用单片机实现按键操作及显示功能。使整机与用户有关的操作都与高压隔离，安全可靠。还具有速度及电流反馈功能，速度控制精度为1％。控制器的最高转速为3000RPM，最低转速为300RPM。控制器使用LCD液晶屏显示设定转速、菜单、状态等信息，并带有外接用户口，可通过该用户口升级程序，输出与转速对应的PWM信号，输出故障信号，输入模拟信号控制转速等，人机界面好，具有良好扩展，升级能力。

附图说明

图1  350W同步电机水泵外形图

图2  350W同步电机水泵爆炸图

图3A 为1500W同步电机水泵外形图

图3B 为1500W同步电机水泵外形图

图4  1500W同步电机水泵爆炸图

图5  同步电机驱动器功能框图

具体实施方式

本同步电机水泵，包括水泵组件，设置于水泵组件内的稀土永磁同步电机，以及电连接于稀土永磁同步电机的无位置传感器同步电机矢量控制器。

参照图1、2、3A，3B和图4，水泵组件与稀土永磁同步电机组成一完整的水泵，该水泵包括，带底座的水泵外壳(8)，前盖(11)以及后端的后盖(12)。水泵外壳与位于水泵外壳前端的前盖(11)以及后端的后盖(12)相配合，共同定义了一个腔体，稀土永磁同步电机即设置于该腔体内。