[发明专利]U形铁芯单相永磁同步电动机驱动的微型离心泵

说明书

U形铁芯单相永磁同步电动机驱动的微型离心泵，包括具有轴向的进口和径向或切向出口的泵盖、离心式叶轮和同轴传动该叶轮的U形铁芯单相永磁同步电动机；所述叶轮直径为20～70mm；所述电动机包括：永磁转子，为径向两极充磁的圆柱形，直径为10～40mm；定子，包括“U”字形的叠片铁芯和该铁芯所穿越的定子绕组；所述“U”字形二臂上部成形为靠往所述永磁转子圆柱面的左、右极靴；所述“U”字形外沿的宽度(A)与永磁转子直径(C)之比(A/C)不小于1.75。该设计可缩短泵的径向尺寸，有利泵的安装使用，且电磁材料综合成本降低，有更佳的性价比。

技术领域

本发明涉及U形铁芯单相永磁同步电动机(简称“U形电机”)驱动的微型离心泵，尤其涉及其机械和电磁结构的配合；IPC分类可属于F04D25/06。

背景技术

微型离心泵使用量大面广，针对传统微型离心泵使用异步电动机驱动以至效率偏低的情况，现有技术近10多年大量改以U形电机直接驱动而显著节能节材，但其U形结构的底边位于泵轴线一侧且径向距离偏大的不对称外形往往使泵的使用安装欠方便，而电动机电磁设计是涉及数十个相互约束的输入变量的复杂计算，U形电机由于结构新颖、特殊和过于微型而难以准确实验验证，至今未建立电磁计算公式程序和专用计算机设计软件，修改设计十分困难。U形电机较详细的情况可见机械工业出版社2009年版《小功率永磁电机原理、设计及应用》。

公知常识和术语可参见机械工业出版社1982年第1版或1997年第2版《机械工程手册》和《电机工程手册》以及国家标准GB/T 7021《离心泵名词术语》。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种U形电机驱动的微型离心泵，可缩短U形结构底边径向距离，且有较好的性价比。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：U形铁芯单相永磁同步电动机驱动的微型离心泵，包括具有轴向的吸入口和径向或切向的吐出口的泵盖、离心式叶轮和同轴传动该叶轮的U形铁芯单相永磁同步电动机；所述叶轮直径为20～70mm；所述电动机包括：

——永磁转子，为径向两极充磁的圆柱形，直径为10～40mm；

——定子，包括“U”字形的叠片铁芯和该铁芯所穿越的定子绕组；

——所述“U”字形二臂上部成形为靠往所述永磁转子圆柱面的左、右极靴；

其特征在于：所述“U”字形外沿的宽度(A)与永磁转子直径(C)之比(A/C)不小于1.75。

所述“U”字形外沿的宽度与永磁转子直径之比A/C，传统设计小于1.75，如表1。

表1现有技术家用电器常用微型离心泵U形电机主要尺寸(单位：mm)

本技术方案A/C设计不小于1.75，分析和实验表明，其与传统设计相比，相同性能的该技术方案在使“U”字形的高度B降低的情况下，电磁材料综合成本降低，有更佳的性价比。尤其当绕组使用电阻率较高因而线径需相对增大而单价较低的电磁线时，性价比的提高更为突出。

本技术方案宜进一步设计所述“U”字形的外沿高度为外沿宽度的1.8倍以内(传统设计大于1.8，见表1)，以充分利用“U”字形二臂之间的空间放置绕组，因而缩短U形结构底边的径向距离，即缩减泵的径向尺寸，有利泵的安装使用；且该方向减少的叠片材料可抵偿外沿宽度增加的叠片材料，有利于电磁材料综合成本下降。

本技术方案最好设计所述“U”字形外沿的宽度与永磁转子直径之比为2.25以内，以避免“U”字形二臂之间过宽的开口使极弧长度过份减少而导致性能下降。

分析和实验还表明，A/C在1.75—2.25范围内具有性价比峰值，且该峰值因应不同额定参数或/和电磁材料的泵的A/C有所不同，通过实验可达至最佳。