一种无刷直流电机水泵制造技术

本发明专利技术提出一种无刷直流电机水泵。包括一驱动电路，由主控芯片、肖特基二极管、电压瞬变抑制二极管、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻组成；所述肖特基二极管的阳极端接电源正极端口，肖特基二极管的阴极端同时连接所述电压瞬变抑制二极管的阴极端、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻以及主控芯片的电源正极端口；所述电压瞬变抑制二极管的阳极端以及主吸收电容和放电电阻的另一端接电源负极端口；所述主控芯片的占空比调速指令输入管脚与上拉电阻另一端相连；所述主控芯片的电机相绕组连接管脚分别与三相无刷电机的3个U/V/W绕组连接；所述无刷电机的三个相绕组采用星形接法。本发明专利技术提高了水泵效率、降低了噪音和振动幅度，提升了水泵使用时的稳定性能。

【技术实现步骤摘要】
一种无刷直流电机水泵
本专利技术属于家电
，具体涉及一种无刷直流电机水泵。
技术介绍
空调机具有生成冷气和向室内送风的能力，在将室内热空气进行热交换过程中，会在热交换器上产生冷凝水，所以空调机中一般都设有排水泵，主要是避免自然排水不畅时，便于将冷凝水排出。目前，空调机排水泵一般多采用罩极排水泵，但罩极排水泵效率低，一般在12％左右，而且还会产生噪音大，泵振动大等不良的影响。同时，常规水泵的驱动电路还存在一下缺陷：(1)常规的电机驱动电路是，单个主控芯片+6个外置的MOSFET+外置的GateDrive电路，进行设计和连线，由于设计方案中的器件选用较多，连线复杂，整个电路控制系统可靠度较低；(2)常规MOSFET制造工艺，其导通电阻一般在0.5欧姆以上，芯片外部需要连接较大面积的金属散热片进行散热；(3)常规的无刷电机，采用120度导通技术，电机相绕组的导通和切换是突发的，电流波形类似于方波波形，其电流冲击和谐波成分很大，给电机带来较大的噪音；(4)常规的无刷电机驱动电路，一般没有考虑到电源反接和EMI异常电压尖峰的实际应用情况，所设计的电路往往会因操作者接线错误，人体静电，EMI干扰等等，导致电路过早失效，这也是很多常规产品可靠性不高的一个重要原因。总体来说，现有水水泵由于存在上述技术问题，使得现有水泵效率低、噪音大、振动大、性能不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种无刷直流电机水泵，其提高了水泵效率、降低了噪音和振动幅度，提升了水泵使用时的稳定性能。解决上述技术问题的技术方案为：一种无刷直流电机水泵，包括一驱动电路，用以提供所述无刷电机的电力驱动以及控制；所述驱动电路包括主控芯片、肖特基二极管、电压瞬变抑制二极管、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻；其中，所述肖特基二极管的阳极端接电源正极端口，肖特基二极管的阴极端同时连接所述电压瞬变抑制二极管的阴极端、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻以及主控芯片的电源正极端口；所述电压瞬变抑制二极管的阳极端以及主吸收电容和放电电阻的另一端均接电源负极端口；所述主控芯片的占空比调速指令输入管脚与上拉电阻另一端相连；所述主控芯片的电机相绕组连接管脚分别与三相无刷电机的3个U/V/W绕组连接；所述无刷电机的三个相绕组的绕线末端焊接在一起。较佳地，所述肖特基二极管用于防止因电源错误地反接而损坏无刷直流电机水泵整个电路；所述电压瞬变抑制二极管用于将其两端的电压钳制在某一数值范围内，用于防止输入电压异常过压；所述主吸收电容用于稳定电压，吸收EMI电压浪涌；所述放电电阻用于在关闭电机时泄放主吸收电容上的电荷。较佳地，所述主控芯片集成多个单元控制电路，以及由6个金属氧化物半导体场效应管组成的逆变桥；所述多个单元控制电路包括：模数转换电路，用于将来自占空比调速指令输入管脚的数字占空比调速指令信号转换成模拟量，并发送给正弦波驱动电路；正弦波波形发生电路，根据电机磁场位置检测电路的信号，产生一个中间略凹的“钟型”波形，发送给MOSFET门极驱动电路；MOSFET门极驱动电路，用于驱动逆变桥中相应的MOSFET器件；过流保护电路，用于检测电机相绕组的电流，当电流超过某一阈值时，关断电机绕组；参考电压基准电路，用于给内部各单元电路进行正确的工作电压；脉冲宽度调制振荡发生电路，内部设置PWM占空比频率振荡基准，决定电机绕组中的PWM占空比调制频率；起动逻辑控制电路，用于无刷电机在加电瞬间直至切换到反电动势换相阶段的驱动控制。较佳地，所述多个单元控制电路还包括过热保护电路，当主控芯片的温度超过设定的温度后，用于切断无刷电机的三相输出。较佳地，所述多个单元控制电路还包括电机磁场位置检测电路，用于检测电机三相绕组的反电动势，根据反电动势进行换算，得到电机绕组正确换相时的磁场位置信号，并发送给正弦波波形发生电路。较佳地，还包括壳体，无刷电机和所述驱动电路封装在所述壳体内，且驱动电路安装在一驱动板上；所述无刷电机的转动轴伸出壳体外部；与所述壳体外部转动轴固定的泵叶轮；与所述壳体固定并罩在所述泵叶轮上的出水口盖；所述壳体外部安装有U形卡扣；所述壳体包括泵体上壳和泵体下壳，泵体上壳和泵体下壳分别在对应位置开设有多个连接孔，以便通过紧定螺钉将泵体上壳与泵体下壳固定连接；在所述无刷电机转动轴位于泵体上壳内侧的地方套装一个挡水圈；在所述泵叶轮和出水口盖之间设置有出水口密封圈。较佳地，在所述泵体上壳和出水口盖设置有相互配合的卡扣，用以固定连接泵体上壳和出水口盖。较佳地，所述泵体下壳的外侧固定有安装脚垫和减震脚垫。较佳地，所述无刷电机包括依次组装的电机端盖、石墨垫片、橡胶密封圈、转子组件、含油轴承组件、塑封定子组件；其中，所述含油轴承组件的轴承座下端放置在定子组件内部空腔内，所述转子组件套装在含油轴承组件的含油轴承上，所述石墨垫片粘接在电机端盖的凹孔内，所述橡胶密封圈安装在塑封定子组件外侧的台阶上，所述电机端盖压在塑封定子组件的台阶上把橡胶密封圈压在中间并固定。较佳地，所述塑封定子组件包括安装在塑料骨架上的多个定子铁心，所述塑料骨架内部呈圆形的空腔用于安装含油轴承组件；绕线在所述定子铁心外部的线圈；所述塑料骨架固定在驱动板上，所述线圈的出线焊接在所述驱动板上并与电源线连接；所述驱动板上安装有压线板，用于压紧电源线；所述多个定子铁心和塑料骨架均被塑封在驱动板上形成塑封定子组件。与现有技术相比，本专利技术的显著有点在于，(1)特别设计的电机内置驱动结构、外转子结构、外转子壳出轴结构和塑封结构，实现了高效、节能、减排，安装维护都很方便，同时实现了比较高的防护等级；(2)电机的设计上考虑到防水，对定子和电路板部分进行了整体的塑封，电路部分与水完全隔离，即使与水直接接触也不会有短路的危险；(3)水泵外壳安装U形卡扣，安装快捷方便；(4)安装的减震脚垫和安装脚垫明显地减小电机的震动；(5)本专利技术将GateDrive电路和6个MOSFET器件全部集成到单个U1主控芯片内，使得电路板上主控芯片U1的外围电路非常简洁，大幅减小电路板的整体面积，使其能够安装和内置到“微小型”的无刷电机中去，整个电机系统可靠的大幅提升；(6)本专利技术应用180度正弦波驱动技术，降低了电机扭矩冲击、换相冲击所带来的噪音；(7)本专利技术中，应用了浪涌吸收和防反接、电压击穿抱回等技术，从而可有效避免因电源接线错误、电路器件过压等造成的电路和元器件的失效和损坏以及噪音大等问题。附图说明图1是本专利技术中的驱动电路原理框图。图2是本专利技术中主控芯片集成的多个单元控制电路工作原理图，其中，VSP为占空比调速指令输入管脚，FG为转速脉冲反馈输出管脚；OUTA/OUTBOUTC为电机相绕组连接管脚；GND为电源负极连接管脚，VREG为参考电压基准，Protection为过流保护电路，GateDrive为MOSFET门极驱动电路，SineDriveWaveshape为正弦波波形发生电路，ADC为模数转换电路；TSD为过热保护电路，StartUPLogic为起动逻辑控制电路，30KHzPWMOSC为30KHz脉冲宽度调制振荡发生电路，PositionDetect为电机磁场位置检测电路。图3是本专利技术中电机内置驱动波形图。图4是本专利技术无刷直流电机水泵立体图。图5是本专利技术无刷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷直流电机水泵，其特征在于，包括一驱动电路，用以提供所述无刷电机的电力驱动以及控制；所述驱动电路包括主控芯片、肖特基二极管、电压瞬变抑制二极管、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻；其中，所述肖特基二极管的阳极端接电源正极端口，肖特基二极管的阴极端同时连接所述电压瞬变抑制二极管的阴极端、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻以及主控芯片的电源正极端口；所述电压瞬变抑制二极管的阳极端以及主吸收电容和放电电阻的另一端均接电源负极端口；所述主控芯片的占空比调速指令输入管脚与上拉电阻另一端相连；所述主控芯片的电机相绕组连接管脚分别与三相无刷电机的3个U/V/W绕组连接。

【技术特征摘要】
2013.12.18 CN 20131069750491.一种无刷直流电机水泵，其特征在于，包括一驱动电路，用以提供所述无刷直流电机的电力驱动以及控制；所述驱动电路包括主控芯片、肖特基二极管、电压瞬变抑制二极管、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻；其中，所述肖特基二极管的阳极端接电源正极端口，肖特基二极管的阴极端同时连接所述电压瞬变抑制二极管的阴极端、主吸收电容、放电电阻、上拉电阻以及主控芯片的电源正极端口；所述电压瞬变抑制二极管的阳极端以及主吸收电容和放电电阻的另一端均接电源负极端口；所述主控芯片的占空比调速指令输入管脚与上拉电阻另一端相连；所述主控芯片的电机相绕组连接管脚分别与三相无刷直流电机的U/V/W绕组连接；所述主控芯片集成多个单元控制电路，以及由6个金属氧化物半导体场效应管组成的逆变桥；所述多个单元控制电路包括：模数转换电路，用于将来自占空比调速指令输入管脚的数字占空比调速指令信号转换成模拟量，并发送给正弦波驱动电路；正弦波波形发生电路，根据电机磁场位置检测电路的信号，产生一个中间略凹的“钟型”波形，发送给MOSFET门极驱动电路；MOSFET门极驱动电路，用于驱动逆变桥中相应的MOSFET器件；过流保护电路，用于检测电机相绕组的电流，当电流超过某一阈值时，关断电机绕组；参考电压基准电路，用于给内部各单元电路进行正确的工作电压；脉冲宽度调制振荡发生电路，内部设置PWM占空比频率振荡基准，决定电机绕组中的PWM占空比调制频率；起动逻辑控制电路，用于无刷直流电机在加电瞬间直至切换到反电动势换相阶段的驱动控制。2.如权利要求1所述无刷直流电机水泵，其特征在于，所述肖特基二极管用于防止因电源错误地反接而损坏无刷直流电机水泵整个电路；所述电压瞬变抑制二极管用于将其两端的电压钳制在某一数值范围内，用于防止输入电压异常过压；所述主吸收电容用于稳定电压，吸收EMI电压浪涌；所述放电电阻用于在关闭电机时泄放主吸收电容上的电荷；所述无刷直流电机的三个相绕组的绕线末端焊接在一起。3.如权利要求1所述无刷直流电机水泵，其特征在于，所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙网生，
申请(专利权)人：南京沃特电机有限公司，孙网生，
类型：发明
国别省市：江苏;32