离心泵与永磁同步电机配套装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了离心泵与永磁同步电机配套装置。本实用新型专利技术包括离心泵、永磁同步电机和伺服驱动器，离心泵的泵壳的泵腔中设置叶轮，叶轮中心固穿的泵体轴伸出泵壳，泵壳上开设进水口和出水口，出水口上依次串接有示波器、压力传感器，压力传感器的信号输出端通过电线连接伺服驱动器；永磁同步电机的电机壳内设置定子和转子，转子中心固穿的电机轴伸出电机壳，电机壳上设置温度检测仪和转速传感器，温度检测仪的信号输出端、转速传感器的信号输出端均通过电线连接伺服驱动器；电机轴的驱动端与泵体轴的传动端之间设置扭矩传感器，扭矩传感器的信号输出端通过电线连接伺服驱动器，伺服驱动器通过变频器电控连接永磁同步电机。

Centrifugal pump and permanent magnet synchronous motor matching device

The utility model provides a matching device for a centrifugal pump and a permanent magnet synchronous motor. The utility model comprises a centrifugal pump, a permanent magnet synchronous motor and a servo driver, an impeller is arranged in the pump chamber of a centrifugal pump shell, a pump shaft through the center of the impeller extends out of the pump shell, a water inlet and a water outlet are arranged on the pump shell, and an oscilloscope and a pressure sensor are connected in series on the water outlet, and the signal output end of the pressure sensor passes through. The motor housing of permanent magnet synchronous motor is equipped with stator and rotor, and the motor shaft through the center of the rotor extends out of the motor housing. The temperature detector and speed sensor are installed on the motor housing. The signal output terminal of the temperature detector and the signal output terminal of the speed sensor are connected to the servo driver by wire. A torque sensor is arranged between the driving end of the motor shaft and the driving end of the pump shaft. The output end of the signal of the torque sensor is connected to the servo driver through a wire, and the servo driver is connected to the permanent magnet synchronous motor electronically controlled by a frequency converter.

【技术实现步骤摘要】
离心泵与永磁同步电机配套装置
本技术属于机械
，涉及一种泵与电机的配合作用，特别是一种离心泵与永磁同步电机配套装置。
技术介绍
电机与离心泵相辅相成，共同构筑了传统工业的相当大的基础和市场。传统意义上，离心泵的启动频次相对较少，连续运行时间相对较长，因此对电机的灵活性要求较低。然而，随着离心泵的工作环境越发多样，工况变化的不可控因素逐渐增多，使离心泵与电机共同维持在高效率工作状态不仅是节能减排的需要，也是市场对节约成本的必然走向。例如离心泵的一种——自吸式离心泵，由于其工作环境经常需要开机和停机，无法像其他离心泵长时间保持工作状态，因此，从结构设计出发，通过回流的设计和引液的储存，使得自吸泵在运行前不需要灌泵，启动后叶轮高速旋转带动叶轮流道和吸入管道中的两相流(水与空气)达到气液分离室，其中空气沿出水管排出而液相回流至叶轮内部，逐渐将吸入管道内的空气排空，达到正常工作状态。由此可以避免反复开停机所不必要的灌泵等操作。然而，例如自吸泵在自吸过程，以及离心泵在小流量工况下，其需要的扭矩较小，或对转速的要求较低。此时如果使泵和电机长时间维持在高扭矩或高转速的工作条件，则会导致效率骤降，引起不必要的能源浪费。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可以智能化的根据离心泵所处的工作状态，对应调节永磁同步电机工作频率的离心泵与永磁同步电机配套装置。本技术的目的可通过下列技术方案来实现：离心泵与永磁同步电机配套装置，包括离心泵、永磁同步电机和伺服驱动器，所述离心泵包括泵壳，所述泵壳内具有泵腔，所述泵腔中设置叶轮，所述叶轮的中心固穿泵体轴，所述泵体轴的传动端伸出所述泵壳，所述泵壳上开设进水口和出水口，所述进水口通过管腔连通所述泵腔的叶轮流道，所述叶轮流道连通一蜗壳，所述蜗壳连通一气液分离室，所述气液分离室的顶端连通上述出水口，所述气液分离室的底部连通回流室，所述回流室通过回流孔连通所述叶轮流道，所述出水口上依次串接有示波器、压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过电线连接所述伺服驱动器；所述永磁同步电机包括电机壳，所述电机壳内设置定子和转子，所述定子设置在外圈，所述转子设置在内圈，所述转子的中心固穿有电机轴，所述电机轴的驱动端伸出所述电机壳，所述电机壳上设置温度检测仪和转速传感器，所述温度检测仪的信号输出端、转速传感器的信号输出端均通过电线连接所述伺服驱动器；所述电机轴的驱动端与泵体轴的传动端之间设置扭矩传感器，所述电机轴通过联轴器与所述扭矩传感器连接，所述泵体轴通过联轴器与所述扭矩传感器连接，所述扭矩传感器的信号输出端通过电线连接所述伺服驱动器，所述伺服驱动器通过变频器电控连接所述永磁同步电机。本离心泵与永磁同步电机配套装置中，永磁同步电机作为动力源，永磁同步电机以永磁体代替电励磁绕组作为磁势源，它对外提供的磁通和磁势随着外磁路磁导和电枢反应磁场的变化而自动变化，无法直接调节永磁铁磁势的大小。永磁同步电机起动时，由于其转子惯性较大，使得电机无法获得足够的起动扭矩。永磁同步电机以某一频率旋转时，负载的变化只是改变了定子磁场轴线与转子磁极轴线的夹角，此时电机仍保持同步转速旋转，当定子磁场轴线与转子磁极轴线的夹角增大并超过最大负载角，此时电机定子磁场与转子永磁体间的磁力将无法维持负载平衡，使得转子脱离同步转速发生失步。引入伺服驱动器对电机变频调速可以有效解决永磁同步电机异步起动和失步振荡。离心泵作为载体，此处以自吸式离心泵作为样本。自吸式离心泵简称自吸泵，自吸泵的自吸过程包括气液混合过程、气液分离过程和自吸循环液的再循环过程。自吸泵内自吸过程是一种复杂的两相流动结构，内部流场特别是叶轮出口射流液体与回流孔回流液体之间形成的剪切层，加速气液混合及空泡流的形成和壮大，进而加快气体的溶解与排出。由于自吸过程所用的引液，往往只有正常工况时的一半，因此自吸过程时自吸泵所需要的启动扭矩较正常运转时小得多，这也与永磁同步电机启动扭矩较小相配合，减小了永磁同步电机的启动负载，防止过载的发生。伺服驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服器的分散性大、零漂、低可靠性等问题，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元组成，并连接与之配套的永磁同步电机和相应的反馈检测器件，其中伺服控制单元包括压力控制器、扭矩控制器、温度控制器等等。当离心泵内流动状态不稳定，如自吸过程时，离心泵出水口输出压力信号不稳定，故增加示波器。联轴器需要具有较高的敏感性和平衡性，以便于扭矩传感器捕捉扭矩的变化，同时，由于装置的一体化，所以轴向偏差和径向偏差会较小，对联轴器的负荷也较小。梅花联轴器具有较大的轴向、径向和角向补偿能力，结构简单，径向尺寸小，重量轻，转动惯量小，适用于中高速场合。因此，选用很好平衡性能和适用于高转速应用的梅花联轴器。压力传感器、温度检测仪、转速传感器与扭矩传感器的使用方式均为现有技术。压力传感器、温度检测仪、转速传感器、扭矩传感器与伺服驱动器的连接方式、信号传递功能均为现有技术。伺服驱动器电控永磁同步电机的电路结构及电控应用均为现有技术。在上述的离心泵与永磁同步电机配套装置中，所述转子与电机轴之间卡设固定键，所述转子的内壁上设置卡位槽，所述电机轴的外壁上凹设键槽，所述固定键的一部分嵌入键槽内，另一部分嵌入卡位槽内形成固定连接。转子与电机轴通过键槽结构形成可靠的固连，以确保一并同步转动。在上述的离心泵与永磁同步电机配套装置中，所述电机轴的两端套接有轴承，所述轴承通过支撑架与所述电机壳形成固定安装，所述轴承的端面上贴设V型密封圈。通过轴承的转动支撑，使电机轴将转向动力传输出去。通过V型密封圈有效实现轴承端部的密封作用。在上述的离心泵与永磁同步电机配套装置中，所述电机轴的尾端上固套有风扇，所述风扇的外周罩设有罩壳，所述罩壳与所述电机壳相固连。定子和转子在工作中会产生大量的热量，风扇由电机轴带动同步转动，在电机工作时，会随着电机轴旋转而产生风流对电机进行散热。在上述的离心泵与永磁同步电机配套装置中，所述电机壳的外壁上设置若干散热翅片，若干所述散热翅片呈平行排列。通过壳体外壁上的若干散热翅片，进一步进行对电机的散热作用。在上述的离心泵与永磁同步电机配套装置中，所述泵壳的侧部设置清淤口，所述清淤口连通所述管腔，所述清淤口上设置清淤阀门。由于自吸泵往往会输送固液两相流介质，工作一段时间之后，需要打开常闭的清淤口进行清理。与现有技术相比，本离心泵与永磁同步电机配套装置，伺服驱动器接收来自永磁同步电机的转速和温度信号，来自离心泵的压力信号和扭矩信号，根据因素影响的次序判断实时工况，并对应调节永磁同步电机的实时输出功率，以实现精确控制，达到高效节能的效果，并保证安全运行。附图说明图1是本离心泵与永磁同步电机配套装置的结构示意图。图2是本监测调控方法的逻辑流程图。图中，1、泵壳；1a、进水口；1b、出水口；2、叶轮；3、泵体轴；4、蜗壳；5、气液分离室；6、回流室；7、清淤口；8、压力传感器；9、电机壳；10、定子；11、转子；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.离心泵与永磁同步电机配套装置，包括离心泵、永磁同步电机和伺服驱动器，其特征在于，所述离心泵包括泵壳，所述泵壳内具有泵腔，所述泵腔中设置叶轮，所述叶轮的中心固穿泵体轴，所述泵体轴的传动端伸出所述泵壳，所述泵壳上开设进水口和出水口，所述进水口通过管腔连通所述泵腔的叶轮流道，所述叶轮流道连通一蜗壳，所述蜗壳连通一气液分离室，所述气液分离室的顶端连通上述出水口，所述气液分离室的底部连通回流室，所述回流室通过回流孔连通所述叶轮流道，所述出水口上依次串接有示波器、压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过电线连接所述伺服驱动器；所述永磁同步电机包括电机壳，所述电机壳内设置定子和转子，所述定子设置在外圈，所述转子设置在内圈，所述转子的中心固穿有电机轴，所述电机轴的驱动端伸出所述电机壳，所述电机壳上设置温度检测仪和转速传感器，所述温度检测仪的信号输出端、转速传感器的信号输出端均通过电线连接所述伺服驱动器；所述电机轴的驱动端与泵体轴的传动端之间设置扭矩传感器，所述电机轴通过联轴器与所述扭矩传感器连接，所述泵体轴通过联轴器与所述扭矩传感器连接，所述扭矩传感器的信号输出端通过电线连接所述伺服驱动器，所述伺服驱动器通过变频器电控连接所述永磁同步电机。...

【技术特征摘要】
1.离心泵与永磁同步电机配套装置，包括离心泵、永磁同步电机和伺服驱动器，其特征在于，所述离心泵包括泵壳，所述泵壳内具有泵腔，所述泵腔中设置叶轮，所述叶轮的中心固穿泵体轴，所述泵体轴的传动端伸出所述泵壳，所述泵壳上开设进水口和出水口，所述进水口通过管腔连通所述泵腔的叶轮流道，所述叶轮流道连通一蜗壳，所述蜗壳连通一气液分离室，所述气液分离室的顶端连通上述出水口，所述气液分离室的底部连通回流室，所述回流室通过回流孔连通所述叶轮流道，所述出水口上依次串接有示波器、压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过电线连接所述伺服驱动器；所述永磁同步电机包括电机壳，所述电机壳内设置定子和转子，所述定子设置在外圈，所述转子设置在内圈，所述转子的中心固穿有电机轴，所述电机轴的驱动端伸出所述电机壳，所述电机壳上设置温度检测仪和转速传感器，所述温度检测仪的信号输出端、转速传感器的信号输出端均通过电线连接所述伺服驱动器；所述电机轴的驱动端与泵体轴的传动端之间设置扭矩传感器，所述电机轴通过联轴器与所述扭矩传感器连接，所述泵体轴通过联轴器与所述扭...

【专利技术属性】
技术研发人员：高永升，高树彪，牟介刚，张文奇，宋泽新，
申请(专利权)人：浙江永发机电有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33