[发明专利]一种小功率离心泵

说明书

一种小功率离心泵，包括离心式叶轮和沿旋转方向切向出口的泵壳和直接驱动所述叶轮的电动机及其控制电路，其特征在于：所述叶轮直径为70～110mm，额定转速不低于2000r/m；所述电动机为永磁无刷电动机，由所述控制电路输入电源和控制该电源的PWM信号以控制转速，并输出转速信号；所述控制电路含内置程序，该内置程序包括：按离心泵流量的恒定值和所述转速信号向所述电动机输入电源和控制该电源的PWM信号，当电动机转速改变时，所述PWM信号的占空比与转速的改变正相关地改变。该离心泵可以较好地恒定流量，但成本较低。

技术领域

本发明涉及一种小功率离心泵，尤其涉及其机械、电动机和控制方法的配合，IPC分类可属于F04D13/06或F04D15/00。

背景技术

传统的小功率离心泵由于出、入口所在环境压力或配装管道不统一，导致离心泵使用时的实际流量的不确定性，影响流量设计和使用效果。采用经典的流量检测负反馈稳定控制，成本较高。

有关术语和常识，除本说明书已指明外，可参考国家标准GB7021-86《离心泵名词术语》、GB/T 23105-2008《家用和类似用途电动水泵》以及《工程流体力学》(东北工学院李诗久，机械工业出版社1980年北京第1版)、《机械工程手册》和《电机工程手册》(编写组，机械工业出版社1997年第2版)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种小功率离心泵，其可达到较佳的流量恒定，而成本较低。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，一种小功率离心泵，包括：离心式叶轮和沿旋转方向切向出口的泵壳和直接驱动所述叶轮的电动机及其控制电路，其特征在于：

a)所述叶轮直径为70～110mm，额定转速不低于2000r/m；

b)所述电动机为永磁无刷电动机，由所述控制电路输入电源和控制该电源的PWM信号以控制转速，并输出转速信号；

c)所述控制电路含内置程序，该内置程序包括：按离心泵流量的恒定值和所述转速信号向所述电动机输入电源和控制该电源的PWM信号，当电动机转速改变时，所述PWM信号的占空比与转速的改变正相关地改变。

该定值闭环控制与通常以目标值负反馈达到稳定不同，其基于永磁无刷电动机的转速与向其输入的电源和控制该电源的PWM占空比正相关，巧妙利用小型离心泵在流量因输出阻力变化而改变时转速与流量呈负相关的特性，使PWM的占空比与转速正相关地调整向电动机提供的输入电源和PWM信号，此为转速的正反馈，因而显著提高闭环系统的放大系数，即使不采用流量检测负反馈控制，也可以较好地恒定流量，但成本较低。

该技术方案的进一步设计是，所述内置程序含离心泵于各恒定流量下所述输入电源为规定电压时所述PWM占空比与转速关系的数据库以及如下步骤：

——对于具体恒定流量值，以规定电压输入电源和当前占空比的PWM信号运行的电动机，其输出的转速信号表明其转速高于所述数据库查得的该流量值下该级占空比对应的转速时，改为以提高一级占空比的PWM信号运行电动机，否则相反。

其进一步设计为，当电动机以规定电压输入电源和最高级占空比的PWM信号运行，其输出的转速信号表明其转速仍高于所述数据库查得的该流量值下最高级占空比对应的转速时，使电动机以高于规定电压的输入电源和最高级占空比的PWM信号运行。

所述离心泵于各恒定流量下所述PWM占空比与转速关系的数据库按如下建立：

a)对所述离心泵使所述电动机与控制电路断开，改为直接输入电源和占空比级差可调的PWM信号，且以规定电压的输入电源和每级占空比进行离心泵产品标准规定的水力性能试验，同时测量该试验过程各流量值相应的电动机转速；

b)以a)项所得数据得到各恒定流量值下所述输入电源为规定电压时，所述PWM占空比与转速的关系。