直流無刷水泵原理及發(fā)展

1、直流無刷水泵的原理及發(fā)展第一章 直流無刷水泵的基礎(chǔ)知識直流無刷微型水泵 一. 直流無刷水泵工作原理直流無刷水泵運(yùn)行轉(zhuǎn)動是由直流無刷電動機(jī)驅(qū)動的，直流無刷電動機(jī)與一般直流有刷電動機(jī)具有相同的工作原理和應(yīng)用特性，而其結(jié)構(gòu)組成是不一樣的。除了電機(jī)本身外，直流有刷電機(jī)還多一個機(jī)械（碳刷和轉(zhuǎn)軸磨擦）換向電路，電機(jī)本身和換向電路緊密結(jié)合在一起。許多小功率直流有刷電動機(jī)的電機(jī)本身是與換向電路合成一體，從外觀上看直流無刷電動機(jī)與直流有刷電動機(jī)可完全一樣。直流有刷水泵電機(jī)工作時，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線圈電流方向的交替變化是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動的換向器和電刷來完成，只要電機(jī)轉(zhuǎn)動碳刷就會產(chǎn)生磨損，電機(jī)水泵運(yùn)行

2、到一定的時候，碳刷磨損間隙變大，聲音也會隨之增大，連續(xù)運(yùn)行幾百小時之后碳刷就不能起到換向的作用了，有刷水泵電機(jī)，故稱機(jī)械換相電機(jī)水泵。 直流無刷水泵電動機(jī)的電機(jī)本身是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換部分，它除了電機(jī)電樞、永磁勵磁兩部分外，還帶有傳感器(也有三相無傳感器的)，電機(jī)本身是直流無刷電機(jī)的核心是通電電子換相，克服了有刷直流電機(jī)的先天性缺陷，以電子換向器取代了機(jī)械換向器，所以無刷直流電機(jī)既具有直流電機(jī)良好的調(diào)速性能等特點，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、無換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點沒有了換向器與碳刷磨損,減小了機(jī)械噪音,誔長了水泵的使用壽命，它不僅關(guān)系到性能指標(biāo)、噪聲振動、可靠性和使用壽命等，還涉及制造費(fèi)用

3、及產(chǎn)品成本。直流無刷電機(jī)因為具有直流有刷電機(jī)的特性,同時也是頻率變化的裝置,所以又名直流變頻水泵,國際通用名詞為BLDC.無刷直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,低速轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)速精度等都比任何控制技術(shù)的變頻器還要好.（一）直流無刷水泵的優(yōu)缺點？優(yōu)點： 1) 電子換向來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械換向，性能可靠、永無磨損（無電火花產(chǎn)生）、故障率低，壽命比有刷電機(jī)提高了很多倍（一般可連續(xù)工作20000小時以上，無刷直流水泵代表了直流水泵的發(fā)展方向； 2) 屬靜態(tài)電機(jī)，空載電流?。?3) 效率高； 4) 體積小5)節(jié)能環(huán)保，無污染，。 缺點： 1) 低速起動時有輕微振動，如速度加大換相頻率增大，就感覺不到振動現(xiàn)象了； 2) 價格高

4、，控制器要求高； 3) 易形成共振，因為任何一件東西都有一個固有振動頻率，如果無刷電機(jī)的振動頻率與車架或塑料件的振動頻率相同或接近時就容易形成共振現(xiàn)象，但可以通過調(diào)整將共振現(xiàn)象減小到最小程度。所以采用無刷電機(jī)驅(qū)動的電動車有時會發(fā)出一種嗡嗡的聲音是一種正常的現(xiàn)象。（二）直流無刷水泵的一般結(jié)構(gòu)特點 （三）直流有刷水泵電機(jī)有什么優(yōu)缺點？優(yōu)點： 1) 變速平穩(wěn)，幾乎感覺不到振動； 2) 溫升低，可靠性好； 3) 價格低，所以被較多廠家選用。 缺點： 1) 碳刷易磨損（有電火花產(chǎn)生和碳刷粉塵污染），碳刷更換較為麻煩，壽命短（一般連續(xù)運(yùn)行在500-1000小時）； 2) 運(yùn)行電流大，電機(jī)磁鋼易退磁，降低了

5、電機(jī)與電池的作用壽命。3) 不環(huán)保，有電火花產(chǎn)生,有閃絡(luò)二；如何選擇直流無刷水泵客戶在選擇直流無刷水泵時,一定要認(rèn)真了解以下的一些參數(shù)或?qū)⑦@些參數(shù)提供給我們:1)規(guī)格型號:選好系列及規(guī)格型號(25#系列,32#系列,38#系列,50#系列)2）供電方式：A.變壓式開關(guān)電源供電；電壓及電流是多少B.蓄電池供電;電蓄容量安培/小時是多少C.太陽能供電;開路電壓是多少;短路電流是多大3)電壓等級:A.4.5VDC;6VDC;9VDC;12VDC;15VDC;24VDC B.4.5VDC-24VDC任意一個電位上的電壓;4)功率大小:0.65120W5)靜態(tài)楊程和靜態(tài)流量:靜態(tài)楊程-是指水泵工作沒有水

6、流出時,水上升的最大高度.靜態(tài)流量-是指水泵出水口不接任何水管時水平出水量;例如:要選一個楊程2米高時流出3升水的水泵,哪么這個水泵的靜態(tài)楊程一定要大于3米,才有可能得到在2米高時的3升水(具體參考水泵運(yùn)行VS曲線圖或咨詢我公司業(yè)務(wù)人員)6)使用環(huán)境:環(huán)境溫度,環(huán)境濕度,通風(fēng)狀態(tài);使用在什么設(shè)備上;是否潛水;7.介質(zhì):水;油,防凍液等及介質(zhì)溫度;酸堿的”PH”值.8.水泵性能的選擇:怎樣選購質(zhì)量優(yōu)良的直流無刷水泵a.外觀：外觀設(shè)計美觀大方，制造精良；b.電氣性能：振動小，噪音低，啟動電流小，效率高，溫升低；c.結(jié)構(gòu)：安裝操作簡單，維護(hù)保修方便d.專業(yè)正規(guī)的生產(chǎn)經(jīng)銷商：三.直流無刷水泵安裝及使用

7、注意事項1)水泵外殼與硬性物體接時,水泵的外殼或底部裝上減震墊；2)水泵進(jìn)水口泵體與水平面平行安裝為最佳安裝效果；3進(jìn)出水口連接之膠管折角盡可能的不要小于90度；4)水泵可以360度任意角度安裝,但是應(yīng)在訂貨時需與我公司技術(shù)部聯(lián)系,以便出廠時將水泵調(diào)整在最工作狀態(tài)；5)遠(yuǎn)離強(qiáng)磁性物體環(huán)境；6)不允許有鐵磁雜質(zhì)、顆粒進(jìn)入磁力傳動器和軸承摩擦； 7)輸送易結(jié)晶或沉淀的介質(zhì)后要及時沖洗(停泵后向泵腔內(nèi)灌注清水，運(yùn)轉(zhuǎn)1min后排放干凈)，以保障滑水泵使用壽命； 8)輸送含有固體顆粒的介質(zhì)時，應(yīng)在泵流管入口處過濾。9)電源的正負(fù)極不可接反;10)水泵工作時進(jìn)水口要低于水的水平面；11)嚴(yán)禁水泵無水空載運(yùn)

8、行,會影水泵壽命和噪音,12)水泵分有:潛水泵;非潛水泵;水陸倆用三種形式；安裝時要特別注意。各種微型水泵的特點（一）、 微型交流水泵： 1交流水泵的換向是通過市電的50HZ的頻率變化的，其轉(zhuǎn)速很低，交流水泵里面沒有電子元器件，可以耐高溫，同樣的揚(yáng)程交流水泵的體積和功率是直流無刷水泵的3-5倍，交流水泵效率低20% ，不易做成調(diào)速控制，功率一般在幾百瓦以上。2優(yōu)點：價格便宜，生產(chǎn)廠家也比較多。（二）、 有刷直流水泵： 1水泵工作時，轉(zhuǎn)子上的換向器與碳刷磨擦，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鐵和碳刷不轉(zhuǎn)，線圈電流方向的交替變化是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動的換向器和電刷來完成，只要電機(jī)轉(zhuǎn)動碳刷就會產(chǎn)生磨損，電腦水泵運(yùn)行到一

9、定的時候，碳刷磨損間隙變大，聲音也會隨之增大，連續(xù)運(yùn)行幾百小時之后碳刷就不能起到換向的作用了。 2優(yōu)點：價格低廉。 （三）、 無刷電機(jī)式直流水泵： 電機(jī)式無刷直流水泵是采用無刷直流電機(jī)加上葉輪之后組成的。電機(jī)的軸與葉輪連在一起，水泵的定子和轉(zhuǎn)子之間是有間隙的，使用時間長了水會滲透進(jìn)入電機(jī)里增加了電機(jī)燒壞的可能。 優(yōu)點：無刷直流電機(jī)已標(biāo)準(zhǔn)化，有專門的廠家大批生產(chǎn)，成本比較低，效率高。 （四）、 無刷直流磁力驅(qū)動水泵： 無刷直流水泵采用了電子組件換向，無需使用碳刷換向，采用高性能耐磨工程塑料和石墨軸套，軸套通過注塑與磁鐵連成整體也就避免了磨損，因此無刷直流水泵的壽命大大增強(qiáng)了。磁力隔離式水泵的定子

10、部分和轉(zhuǎn)子部分完全隔離，定子和電路板部分采用環(huán)氧樹脂灌封，100%防水，轉(zhuǎn)子部分采用永磁磁鐵，水泵機(jī)身采用環(huán)保材料，噪音低，體積小，性能穩(wěn)定。可以通過定子的繞線調(diào)節(jié)各種所需的參數(shù)，可以寬電壓運(yùn)行。 優(yōu)點：壽命長，噪音低可達(dá)35dB以下，可用于熱水循環(huán)。電機(jī)的定子和電路板部分采用環(huán)氧樹脂灌封并與轉(zhuǎn)子完全隔離，可以水下安裝而且完全防水，水泵的軸心采用高性能陶瓷軸，精度高，抗震性好。 （五）微型直流水泵主要參數(shù)性能25#系列：1.電壓范圍：DC3.5v-12v; 2.最大靜態(tài)揚(yáng)程：2m; 3.最大靜態(tài)流量：2L/H 4.最高介質(zhì)溫度1005.衛(wèi)生等級:FDA.NSF32#系列: 1.電壓范圍：DC

11、6v-24v; 2.最大靜態(tài)揚(yáng)程：3.5m; 3.最大靜態(tài)流量：190L/H 4.最高介質(zhì)溫度7038#系列: 1. 電壓范圍：DC6v-24v;2. 最大靜態(tài)揚(yáng)程：8.5m; 3. 最大靜態(tài)流量：720L/H 4. 最高介質(zhì)溫度：1005. 衛(wèi)生等級“FDA”。50#系列:1.電壓范圍：DC6v-24v;2.最大靜態(tài)揚(yáng)程：30m; 3.最大靜態(tài)流量：1700L/H4.最高介質(zhì)溫度1105. 最高衛(wèi)生等級“SGS”特點：1.環(huán)保節(jié)能,可做到食品級”FDA，NSF”.2.使用壽命長,連續(xù)運(yùn)行在20000小時3.設(shè)計工藝獨特,無需保養(yǎng)，體積小效率高，功耗低 ,;4.水泵電機(jī)的定子和電路板部分采用環(huán)

12、氧樹脂灌封并與轉(zhuǎn)子完全隔離，解決了電機(jī)式直流水泵長期潛水產(chǎn)生的漏水問題，可以水下安裝而且完全防水 5.同一電壓可以做出很多種參數(shù)，比如24V水泵可以做成揚(yáng)程2米，也可以做成揚(yáng)程7米。水泵可以寬電壓運(yùn)行，比如24V的水泵可以在電壓12V以下運(yùn)行。 6.水泵的軸心采用高性能石墨軸套，精度高，抗震性好，由于水泵采用石墨軸套與氧化鋯軸的精密配合，噪音小,25#系列水泵功率可以達(dá)到30分貝以下，幾乎達(dá)到靜音效果。 7.水泵中的三相無霍爾程序驅(qū)動直流水泵可以實現(xiàn)PWM調(diào)速，模擬信號輸入調(diào)速，電位器手動調(diào)速，這樣就做到無級調(diào)節(jié)流量及揚(yáng)程，可以訂做音樂噴泉。三相直流水泵具有卡死保護(hù)，防反接保護(hù)。 8.水泵已根

13、據(jù)需求配置4分管螺紋或6分管螺紋，滿足特殊的需求。 9.多功能設(shè)計，可以潛水使用也可以放在外面（安裝位置低于液面） 10.可定制并按照客戶要求來設(shè)計水泵 11.鋁合金外殼;汽車級水最大介質(zhì)溫水可做到110度 （六）應(yīng)用范圍： 可用于電腦水冷系統(tǒng),太陽能噴泉,太陽能熱水器,桌面噴泉，工藝品，咖啡機(jī)，飲水機(jī)，泡茶器，倒酒器，無土栽培，淋浴器，熱水器加壓,水暖床墊,熱水循環(huán)，游泳池水循環(huán)過濾,洗腳沖浪按摩盆,沖浪按摩浴缸,汽車?yán)鋮s循環(huán)系統(tǒng), 汽車零下35度冷啟動,加油器,加濕器,空調(diào)機(jī)，洗衣機(jī)，醫(yī)療器械，冷卻系統(tǒng)，衛(wèi)浴產(chǎn)品。 .無刷直流水泵（離心泵）工作原理無刷直流磁力驅(qū)動泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組

14、成電機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中間有直接注塑成型的軸套，通過高性能陶瓷軸固定在殼體中，電機(jī)的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹脂膠灌封于泵體中，定子與轉(zhuǎn)子之間有一層薄壁隔離，無需配以傳統(tǒng)的機(jī)械軸封，因而是完全密封。電機(jī)的扭力是通過矽鋼片（定子）上的線圈通電后產(chǎn)生磁場帶動永磁磁鐵（轉(zhuǎn)子）工作運(yùn)轉(zhuǎn)。對磁體進(jìn)行n (n為偶數(shù)) 級充磁使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當(dāng)定子線圈產(chǎn)生的磁極與磁鐵的磁極處于異極相對，即兩個磁極間的位移角0，此時磁系統(tǒng)的磁能最低；當(dāng)磁極轉(zhuǎn)動到同極相對，即兩個磁極間的位移角2/n，此時磁系統(tǒng)的磁能最大。去掉外力后，由于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥，磁力將使磁體恢復(fù)到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產(chǎn)生運(yùn)動

15、，帶動磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 無刷直流水泵通過電子換向，無需使用碳刷，磁體轉(zhuǎn)子和定子矽鋼片都有多級磁場，當(dāng)磁體轉(zhuǎn)子相對定子旋轉(zhuǎn)一個角度后會自動改變磁極方向，使轉(zhuǎn)子始終保持同級排斥，從而使無刷直流磁力隔離泵有較高的轉(zhuǎn)速和效率。 磁力隔離泵的定子與轉(zhuǎn)子完全隔離，完全避免了傳統(tǒng)的電機(jī)式無刷直流水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用并且完全防水，有效的提高了泵的使用壽命及性能。 直流無刷水泵電動機(jī)工作原理控制方法序言由于直流無刷電動機(jī)既具有交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電動機(jī)的運(yùn)行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，故在當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域應(yīng)用日益普及。一個多世紀(jì)以

16、來，電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域以及人們的日常生活中。其主要類型有同步電動機(jī)、異步電動機(jī)和直流電動機(jī)三種。由于傳統(tǒng)的直流電動機(jī)均采用電刷以機(jī)械方法進(jìn)行換向，因而存在相對的機(jī)械摩擦，由此帶來了噪聲、火化、無線電干擾以及壽命短等弱點，再加上制造成本高及維修困難等缺點，從而大大限制了它的應(yīng)用范圍，致使目前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大多數(shù)均采用三相異步電動機(jī)。針對上述傳統(tǒng)直流電動機(jī)的弊病，早在上世紀(jì)30年代就有人開始研制以電子換向代替電刷機(jī)械換向的直流無刷電動機(jī)。經(jīng)過了幾十年的努力，直至上世紀(jì)60年代初終于實現(xiàn)了這一愿望。上世紀(jì)70年代以來，隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展，許多高性能半

17、導(dǎo)體功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相繼出現(xiàn)，以及高性能永磁材料的問世，均為直流無刷電動機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。三相直流無刷電動機(jī)的基本組成直流無刷永磁電動機(jī)主要由電動機(jī)本體、位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。其定子繞組一般制成多相（三相、四相、五相不等），轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定極對數(shù)（2p=2,4,）組成。圖1所示為三相兩極直流無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，圖1 三相兩極直流無刷電機(jī)組成三相定子繞組分別與電子開關(guān)線路中相應(yīng)的功率開關(guān)器件聯(lián)結(jié)，A、B、C相繞組分別與功率開關(guān)管V1、V2、V3相接。位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子與電動機(jī)轉(zhuǎn)軸相聯(lián)結(jié)。當(dāng)定子繞組的某一相通電時，該電流與轉(zhuǎn)子永久磁鋼的

18、磁極所產(chǎn)生的磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁鋼位置變換成電信號，去控制電子開關(guān)線路，從而使定子各項繞組按一定次序?qū)ǎㄗ酉嚯娏麟S轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的次序換相。由于電子開關(guān)線路的導(dǎo)通次序是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步的，因而起到了機(jī)械換向器的換向作用。圖2為三相直流無刷電動機(jī)半控橋電路原理圖。此處采用光電器件作為位置傳感器，以三只功率晶體管V1、V2和V3構(gòu)成功率邏輯單元。 圖2 三相直流無刷電動機(jī)三只光電器件VP1、VP2和VP3的安裝位置各相差120度，均勻分布在電動機(jī)一端。借助安裝在電動機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板的作用，使從光源射來的光線一次照射在各個光電器件上，并依

19、照某一光電器件是否被照射到光線來判斷轉(zhuǎn)子磁極的位置。圖3 開關(guān)順序及定子磁場旋轉(zhuǎn)示意圖圖2所示的轉(zhuǎn)子位置和圖3 a）所示的位置相對應(yīng)。由于此時廣電器件VP1被光照射，從而使功率晶體V1呈導(dǎo)通狀態(tài)，電流流入繞組A-A，該繞組電流同轉(zhuǎn)子磁極作用后所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子的磁極按圖3中箭頭方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到圖3 b）所示的位置時，直接裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板亦跟著同步轉(zhuǎn)動，并遮住VP1而使VP2受光照射，從而使晶體管V1截至，晶體管V2導(dǎo)通，電流從繞組A-A斷開而流入繞組B-B，使得轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)朝箭頭方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到圖3 c）所示的位置時，此時旋轉(zhuǎn)遮光板已經(jīng)遮住VP2，使VP3被光照射，導(dǎo)致

20、晶體管V2截至、晶體管V3導(dǎo)通，因而電流流入繞組C-C，于是驅(qū)動轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)朝順時針方向旋轉(zhuǎn)并回到圖3 a）的位置。這樣，隨著位置傳感器轉(zhuǎn)子扇形片的轉(zhuǎn)動，定子繞組在位置傳感器VP1、VP2、VP3的控制下，便一相一相地依次饋電，實現(xiàn)了各相繞組電流的換相。在換相過程中，定子各相繞組在工作氣隙內(nèi)所形成的旋轉(zhuǎn)磁場是跳躍式的。這種旋轉(zhuǎn)磁場在360度電角度范圍內(nèi)有三種磁狀態(tài)，每種磁狀態(tài)持續(xù)120度電角度。各相繞組電流與電動機(jī)轉(zhuǎn)子磁場的相互關(guān)系如圖3所示。圖3a）為第一種狀態(tài)，F(xiàn)a為繞組A-A通電后所產(chǎn)生的磁動勢。顯然，繞組電流與轉(zhuǎn)子磁場的相互作用，使轉(zhuǎn)子沿順時針方向旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)過120度電角度后，便進(jìn)入第二

21、狀態(tài)，這時繞組A-A斷電，而B-B隨之通電，即定子繞組所產(chǎn)生的磁場轉(zhuǎn)過了120度，如圖3 b）所示，電動機(jī)定子繼續(xù)沿順時針方向旋轉(zhuǎn)；再轉(zhuǎn)120度電角度，便進(jìn)入第三狀態(tài)，這時繞組B-B斷電，C-C通電，定子繞組所產(chǎn)生的磁場又轉(zhuǎn)過了120度電角度，如圖3 c）所示；它繼續(xù)驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿順時針方向轉(zhuǎn)過120度電角度后就恢復(fù)到初始狀態(tài)。圖4示出了各相繞組的導(dǎo)通順序的示意圖。圖4 各相繞組的導(dǎo)通示意圖位置傳感器位置傳感器在直流無刷電動機(jī)中起著測定轉(zhuǎn)子磁極位置的作用，為邏輯開關(guān)電路提供正確的換相信息，即將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后去控制定子繞組換相。位置傳感器種類較多，且各具特點。在直流無刷電動

22、機(jī)中常見的位置傳感器有以下幾種：電磁式位置傳感器、光電式位置傳感器、磁敏式位置接近傳感器。電磁式位置傳感器在直流無刷電動機(jī)中，用得較多的是開口變壓器。用于三相直流無刷電動機(jī)的開口變壓器由定子和跟蹤轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子一般有六個極，它們之間的間隔分別為60度，其中三個極上繞一次繞組，并相互串聯(lián)后通以高頻電源，另外三個極分別繞上二次繞組WA、WB、WC。它們之間分別相隔120度。跟蹤轉(zhuǎn)子是一個用非導(dǎo)磁材料做成的圓柱體，并在它上面鑲一塊120度的扇形導(dǎo)磁材料。在安裝時將它與電動機(jī)轉(zhuǎn)軸相聯(lián)，其位置對應(yīng)于某一磁極。一次繞組所產(chǎn)生的高頻磁通通過跟蹤轉(zhuǎn)子上的到此材料耦合到二次繞組上，故在二次繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電

23、壓，而另外兩相二次繞組由于無耦合回路同一次繞組相聯(lián)，其感應(yīng)電壓基本為零。隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，扇形片也跟著旋轉(zhuǎn)，使之離開當(dāng)前耦合一次繞組而向下一個一次繞組靠近。就這樣，隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動，在開口變壓器二次繞組上分別感應(yīng)出電壓。扇形導(dǎo)磁片的角度一般略大于120度電角度，常采用130度電角度左右。在三相全控電路中，為了換相譯碼器的需要，扇形導(dǎo)磁片的角度為180度電角度。同時，扇形導(dǎo)磁片的個數(shù)應(yīng)同直流無刷電動機(jī)的極對數(shù)相等。接近開關(guān)式位置傳感器主要由諧振電路及扇形金屬轉(zhuǎn)子兩部分組成，當(dāng)扇形金屬轉(zhuǎn)子接近震 蕩回路電感L時，使該電路的Q值下降，導(dǎo)致電路正反饋不足而停振，故輸出為零。扇形金屬轉(zhuǎn)子離開電感元

24、件L時，電路的Q值開始上升，電路又重新起振，輸出高頻調(diào)制信號，經(jīng)二極管檢波后，取出有用控制信號，去控制邏輯開關(guān)電路，以保證電動機(jī)正確換向。光電式位置傳感器前面已經(jīng)講過，是利用光電效應(yīng)制成的，由跟隨電動機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的遮光板和固定不動的光源及光電管等部件組成。磁敏式位置傳感器是指它的某些電參數(shù)按一定規(guī)律隨周圍磁場變化的半導(dǎo)體敏感元件。其基本原理為霍爾效應(yīng)和磁阻效應(yīng)。常見的磁敏傳感器有霍爾元件或霍爾集成電路、磁敏電阻:研究結(jié)果表明，在半導(dǎo)體薄片上產(chǎn)生的霍爾電動勢E可用下式表示： 式中RH 霍爾系數(shù)（  ）；IH控制電流（A）；B磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；d薄片厚度（m）；p材料電阻率（*s）；u

25、材料遷移率（ ）；若在上式中各常數(shù)用KH表示，則有E=KHIHB霍爾元件產(chǎn)生的電動勢很低，直接應(yīng)用很不方便，實際應(yīng)用時采用霍爾集成電路?；魻栐敵鲭妷旱臉O性隨磁場方向的變化而變化，直流無刷電動機(jī)的位置傳感器選用開關(guān)型霍爾集成電路。磁阻效應(yīng)是指元件的電阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度而變化，根據(jù)磁阻效應(yīng)制成的傳感器叫磁阻電阻。 三相直流無刷電動機(jī)的運(yùn)行特性要十分精確地分析直流無刷電動機(jī)的運(yùn)行特性，是很困難的。一般工程應(yīng)用中均作如下假定：（1）電動機(jī)的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度沿氣隙按正弦分布。（2）繞組通電時，該電流所產(chǎn)生的磁通對氣隙所產(chǎn)生的影響忽略不計。（3）控制電路在開關(guān)狀態(tài)下工作，功率晶體管壓降 為恒值。

26、（4）各繞組對稱，其對應(yīng)的電路完全一致，相應(yīng)的電氣時間常數(shù)忽略不計。（5）位置傳感器等控制電路的功耗忽略不計。由于假設(shè)轉(zhuǎn)子磁鋼所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度在電動機(jī)氣隙中是按正弦規(guī)律分布的，即B=BMsin 。這樣，如果定子某一相繞組中通一持續(xù)的直流電流，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為TM=ZDLBMrIsin式中， ZD每相繞組的有效導(dǎo)體數(shù)；L繞組中導(dǎo)線的有效長度，即磁鋼長度；r電動機(jī)中氣隙半徑；I繞組相電流。就是說某一相通以不變的直流后，它和轉(zhuǎn)子磁場作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也將隨轉(zhuǎn)子位置的不同而按正弦規(guī)律變化，如圖5所示。圖5 在恒定電流下的單相轉(zhuǎn)矩它對外負(fù)載講，所得的電動機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩為零。但在直流無刷電動機(jī)三相半控電路的工

27、作情況下，每相繞組中通過1/3周期的矩形波電流。該電流和轉(zhuǎn)子磁場作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也只是正弦轉(zhuǎn)矩曲線上相當(dāng)于1/3周期的一段，且這一段曲線與繞組開始通電時的轉(zhuǎn)子相對位置有關(guān)。顯然在圖6 a所示的瞬間導(dǎo)通晶體管，則可產(chǎn)生最大的平均轉(zhuǎn)矩。因為在這種情況下，繞組通電120度的時間里，載流導(dǎo)體正好處在比較強(qiáng)的氣隙磁場中。所以它所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動脈動最小，平均值較大。習(xí)慣上把這一點選作晶體管開始導(dǎo)通的基準(zhǔn)點，定為 。在 =0度的情況下，電動機(jī)三相繞組輪流通電時所產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩如圖6b 所示。圖6 三相直流無刷電動機(jī)半空橋轉(zhuǎn)矩如若晶體管的導(dǎo)通時間提前或滯后，則均將導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩的脈動值增加，平均值減小。當(dāng) =30度時，電

28、動機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)矩過零點，這就是說，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某幾個位置時，電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為零，電動機(jī)起動時會產(chǎn)生死點。當(dāng) 30度后，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的瞬時值將出現(xiàn)負(fù)值，則總輸出轉(zhuǎn)矩的平均值更小。因此，在三相半控的情況下，特別是在起動時， 不宜大于30度，而在直流無刷電動機(jī)正常運(yùn)行時，總是盡力把 角調(diào)整到0度，使電動機(jī)產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)矩最大。當(dāng) =0度時，可以求得輸出轉(zhuǎn)矩的平均值 ：電動機(jī)在電動轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)動后，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場就要切割定子繞組，在各相繞組上感生出電動勢，當(dāng)其轉(zhuǎn)速n不變時，該電動勢波形也是正弦波，相位同轉(zhuǎn)矩相位一致。在本電路中，每相繞組在一個周期中只通電 ，因此僅在這 期間對外加電壓起作用。所以對外加電壓

29、而言，感生電動勢波形如圖7所示。圖7 三相直流無刷電動機(jī)半控電路的反電動勢同理可按下式求得感生電動勢的平均值 ：從上面的平均轉(zhuǎn)矩和平均反電動勢，便可求得直流無刷電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時的電壓平衡方程式，為此首先定義反電動勢系數(shù)和轉(zhuǎn)矩系數(shù)：對于某個具體的電動機(jī)，它們?yōu)槌?shù)。當(dāng)然，其大小同主回路的接法以及功率晶體管四.水泵功能簡易檢測客戶收到我公司樣品或批單，有條件可用流量壓力計進(jìn)行流量和楊程檢測；沒有條件的可做簡易檢測（一）外觀目測：檢測水泵外觀有無破損，流膠，脫線，露筋；臟污；（二）水泵參數(shù)檢測：根據(jù)我司提供的檢測報告測試水泵的楊程和流量和戶的要求求；器準(zhǔn)備：a.可調(diào)穩(wěn)壓直流電源一臺b.水槽（箱）一個

30、c.量杯一個d.塑膠透明軟管一根，（透明軟管的長短視水泵進(jìn)出管徑而定，如果以測楊程為主：只要塑膠透明軟管一根）e.鈕子開關(guān)一只f.帶夾子電源線紅黑線各一個g.計時表一個，測出每分鐘的流量：測量楊程時用標(biāo)尺測水位實際高度(三);測試器具的校準(zhǔn)1. 將可調(diào)穩(wěn)壓直流電源接通交流電：a、將電流旋鈕調(diào)在電流的最大檔位 b、將輸出電壓調(diào)在被測水泵的實際電壓值上2. 在水槽（箱）內(nèi)放進(jìn)水泵（潛水泵），將干凈的自來水，慢慢的加入水槽內(nèi)，一直到超過水泵進(jìn)水口的高度20CM以上3. 將塑膠軟管插在水泵出水口，拉直塑膠軟管，使塑膠軟管與水平面垂直并固定好4. 將鈕子開關(guān)串接在紅色電線上并將帶有夾子的紅、黑電源線分別

31、按在穩(wěn)壓電源的正負(fù)極（電源線的正負(fù)極千萬不可接反）5. 使鈕子開關(guān)打在斷電狀態(tài)，然后分別將有夾子的紅、黑電源線接在水泵電源線的紅（正），黑（負(fù)）電線上6. 檢查以上各項安裝工作，確定無誤(四).測試1.楊程測試；a.欽動鈕子開關(guān)，水泵即開始工作b.觀察穩(wěn)壓電源上的電流表和電壓表讀數(shù)；電流，電壓在設(shè)定值士5%之內(nèi)c.觀察水泵的上水高度，等水剛溢出測出高度2.流量測試；a.在將水泵正常工作后計時測試1分鐘的流量，流量在設(shè)定值士5%升/小時？ b、水泵進(jìn)水口無阻障物 c、軟管內(nèi)不可有空氣和汽泡，如有空氣或汽泡，先關(guān)斷水泵電源后，等待塑膠透明軟管內(nèi)水位為零后，再一次上電測試觀察。 d、軟管與水泵出水口

32、按觸是否良好、無漏水現(xiàn)象3.漏水試驗:a.將水泵的進(jìn)出水口插塑膠透明軟管長約10CM;b.在水泵正常工作抽出水來后，將進(jìn)水管保持在水中，用手緊緊地堵住出水口，并擦凈水泵外面的水，看水泵是否有水滴出或水滲出來。五.常見不良情況的處理1.水泵上電不轉(zhuǎn)無任何響聲：檢查電源線路及接線。2.水泵上電不轉(zhuǎn)有嗡嗡響聲：檢查電源功率是否太小（供電電源功率應(yīng)1.5倍水泵功率），檢查水泵轉(zhuǎn)子是否有臟物堵轉(zhuǎn);3.水泵工作抽不出水:水泵泵腔內(nèi)有空氣或水管內(nèi)有空氣;排氣,并將水泵反復(fù)啟動停止3次以上并讓水泵工作幾分鐘后就可正常出水;4,水泵工作達(dá)不到應(yīng)有的流量: 葉輪損壞，轉(zhuǎn)速不夠，揚(yáng)程過高，管內(nèi)有雜物堵塞等水泵泵腔內(nèi)

33、有空氣或水管內(nèi)有空氣,將水泵反復(fù)啟動停止3次以上;5.揚(yáng)程不足。造成這種故障的原因有:輸送介質(zhì)內(nèi)有空氣，葉輪損壞，轉(zhuǎn)速不夠，輸送液體的比重過大，流量過大。 6.水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時有異常的聲音:泵腔內(nèi)可能有異物,清洗泵腔7.水泵電機(jī)發(fā)熱: 檢查水泵轉(zhuǎn)子是否有堵轉(zhuǎn),電源供電是否正常,水泵電機(jī)泵體是否損壞進(jìn)水8.振動聲音大并有較大噪音:試驗;將水泵放在棹面上或木板上接上額定的工作電壓時,有很大的振動并有噪音時；若將正在工作中的水泵拿在手上或放入水中,手感振動但無噪音,說明可能是轉(zhuǎn)子偏心,軸孔變大或葉片損壞,變形.處理:輕微振動:并有噪音,加裝防震軟體棉或海棉墊片防振;嚴(yán)重振動及較大的噪音時換轉(zhuǎn)子.9.水泵上

34、電工作期噪音大;檢查水泵泵腔內(nèi)是否有異物,轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸是否正常,墊片,轉(zhuǎn)軸,前端蓋及泵體是否完好,電源電壓是否正常;10.漏水: 泵殼裝配不良,密封圈漏裝11.水泵軸采用的材料是不銹鋼和氧化鋯，泵軸折斷的主要原因是，因為泵空運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承干磨發(fā)熱使軸變形(不銹鋼軸)或?qū)⑤S扭斷(氧化鋯)。拆開泵檢查時可看到磁轉(zhuǎn)子軸套已磨損嚴(yán)重或氧化鋯軸折斷的主要辦法是避免泵的空運(yùn)轉(zhuǎn)。 12.水泵軸承損壞;水泵的軸承采用的材料是石墨高密度碳，如遇泵斷或水泵內(nèi)有雜質(zhì)，就會造成軸承的損壞而偏心,圓筒形聯(lián)軸器內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子間的同軸度要求若得不到保證，也會直接影響軸承的壽命。 第二章汽車直流無刷水泵(一)；直流無刷汽車水泵的發(fā)展直

35、流無刷水泵是隨著直流無刷電動機(jī)的發(fā)展而發(fā)展起來的水泵行業(yè)一個新亮點；直流無刷水泵的動力是直流無刷電機(jī)，直流無刷電機(jī)既具有交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電動機(jī)的運(yùn)行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，故在當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域應(yīng)用日益普及。一個多世紀(jì)以來，電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域以及人們的日常生活中。其主要類型有同步電動機(jī)、異步電動機(jī)和直流電動機(jī)三種。由于傳統(tǒng)的直流電動機(jī)均采用電刷以機(jī)械方法進(jìn)行換向，因而存在相對的機(jī)械摩擦，由此帶來了噪聲、火化、無線電干擾以及壽命短等弱點，再加上制造成本高及維修困難等缺點，從而大大限制了

36、它的應(yīng)用范圍，致使目前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大多數(shù)均采用三相異步電動機(jī)。針對上述傳統(tǒng)直流電動機(jī)的弊病，早在上世紀(jì)30年代就有人開始研制以電子換向代替電刷機(jī)械換向的直流無刷電動機(jī)。經(jīng)過了幾十年的努力，直至上世紀(jì)60年代初終于實現(xiàn)了這一愿望。上世紀(jì)70年代以來，隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展，許多高性能半導(dǎo)體功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相繼出現(xiàn)，以及高性能永磁材料的問世，均為直流無刷電動機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)也為直流無刷水泵的產(chǎn)生創(chuàng)造了條；(二)直流無刷水泵有什么特點？ 優(yōu)點：1) 電子換相來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械換相，性能可靠、永無磨損（無電火花產(chǎn)生）、故障率低，壽命比有刷電機(jī)提高了很多

37、倍（一般可連續(xù)工作20000小時以上;無刷電機(jī)使用壽命,是有刷電機(jī)壽命30-40倍）無刷直流水泵代表了直流水泵的發(fā)展方向； 2). 屬靜態(tài)電機(jī)，空載電流??； 3). 效率高； 4). 體積小，維護(hù)保修方便5)節(jié)能環(huán)保，無污染，6).噪音小 7).耐溫性好,生產(chǎn)工藝簡單缺點： 1) 低速起動時有輕微振動，如速度加大換相頻率增大，就感覺不到振動現(xiàn)象了； 2) 價格高，控制器要求高； 3) 易形成共振，因為任何一件東西都有一個固有振動頻率，如果無刷電機(jī)的振動頻率與車架或塑料件的振動頻率相同或接近時就容易形成共振現(xiàn)象，但可以通過調(diào)整將共振現(xiàn)象減小到最小程度。所以采用無刷電機(jī)驅(qū)動的電動車有時會發(fā)出一種嗡

38、嗡的聲音是一種正常的現(xiàn)象。 （三）直流有刷水泵有什么優(yōu)缺點？優(yōu)點： 1) 變速平穩(wěn)，幾乎感覺不到振動； 2) 溫升低，可靠性好； 3) 價格低，所以被較多廠家選用。 缺點： 1) 碳刷易磨損（有電火花產(chǎn)生和碳刷粉塵污染），碳刷更換較為麻煩，壽命短（一般連續(xù)運(yùn)行在500-1000小時）； 2) 運(yùn)行電流大，電機(jī)磁鋼易退磁，降低了電機(jī)與電池的作用壽命。3) 不環(huán)保（碳刷粉塵污染），有電火花產(chǎn)生,有閃絡(luò)(四)；汽車直流無刷水泵水泵工作結(jié)構(gòu) （一）；水泵的分類根據(jù)驅(qū)動方式的不同，水泵一般分為機(jī)械水泵和電動水泵；電動水泵條又分為有刷電動水泵和無刷電動水泵；目前大多數(shù)發(fā)動機(jī)采用機(jī)械水泵，在一些新

39、開發(fā)的技術(shù)含量較高的發(fā)動機(jī)上已經(jīng)使用了電動水泵有刷電動水泵，例如寶馬系（）搭載的發(fā)動機(jī)。（）機(jī)械水泵機(jī)械水泵由發(fā)動機(jī)曲軸通過傳動膠帶驅(qū)動，它的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。機(jī)械水泵的工作方式有優(yōu)點也有缺點。當(dāng)發(fā)動機(jī)在高速大負(fù)荷工況下工作時，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱量多，水泵的高轉(zhuǎn)速使冷卻液的循環(huán)流量增大，這樣正好能夠提高發(fā)動機(jī)的冷卻能力；當(dāng)發(fā)動機(jī)在低速大負(fù)荷工況下工作時，例如牽引其他車輛或開空調(diào)，此時發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速低導(dǎo)致水泵的轉(zhuǎn)速也低，這樣就降低了發(fā)動機(jī)的冷卻能力。（）電動水泵；電動水泵又無刷電動水泵和有刷電動水泵之分；電動水泵由發(fā)動機(jī)控制單元通過電流控制，它不受當(dāng)時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的實際冷卻

40、需要靈活工作。由于電動水泵消耗的發(fā)動機(jī)功率非常少，因此采用電動水泵后，發(fā)動機(jī)的燃油消耗量可以有所降低；特別是新一代的直流無刷電動水泵出現(xiàn)為汽車及新能源汽車的發(fā)展和性能的提高注入新的元素。（二）；水泵的結(jié)構(gòu)1 無刷直流汽車水泵的結(jié)構(gòu)汽車上使用的水泵比一般水泵在結(jié)構(gòu)和性能要求比較高；汽車水泵的工作環(huán)境比較差，要做到能防振，防潮，耐熱，特別對于新能源電動汽車水泵的穩(wěn)定性，可靠性都有更高的要求外，還要考濾水泵的環(huán)保節(jié)能；無直流刷水泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機(jī)的磁轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中間有直接注塑成型的軸套，軸套是高耐磨性能石墨固定在轉(zhuǎn)子體中，電機(jī)的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹脂膠灌封于泵體中，定子與轉(zhuǎn)子之間是

41、一個空腔，水泵泵體腔與電機(jī)轉(zhuǎn)子腔連通，電機(jī)轉(zhuǎn)子腔與電機(jī)定子及電機(jī)控制完全隔離，轉(zhuǎn)軸是用高光潔度，又有高強(qiáng)度的氧化鋯精加工而成，軸將電機(jī)與泵體連成一體，采用無腔真空灌流式一體化工藝流程生產(chǎn)制作, 所以無需配以傳統(tǒng)的機(jī)械軸封，不需要軸潤滑油，因而是完全密封而又可防漏。電機(jī)的扭力是通過矽鋼片(定子)上的線圈通電后產(chǎn)生磁場帶動永磁磁鐵(轉(zhuǎn)子)工作運(yùn)轉(zhuǎn)。對磁體進(jìn)行n (n為偶數(shù)) 級充磁使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當(dāng)定子線圈產(chǎn)生的磁極與磁鐵的磁極處于異極相對，即兩個磁極間的位移角=0，此時磁系統(tǒng)的磁能最低;當(dāng)磁極轉(zhuǎn)動到同極相對，即兩個磁極間的位移角=2/n，此時磁系統(tǒng)的磁能最大。去掉外力后，由

42、于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥，磁力將使磁體恢復(fù)到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產(chǎn)生運(yùn)動，帶動磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；直流無刷水泵葉輪的驅(qū)動力是直流無刷電機(jī)。直流無刷水泵通過電子換向，無需使用碳刷，磁體轉(zhuǎn)子和定子矽鋼片都有多級磁場，當(dāng)磁體轉(zhuǎn)子相對定子旋轉(zhuǎn)一個角度后會自動改變磁極方向，使轉(zhuǎn)子始終保持同級排斥，從而使無刷直流磁力隔離泵有較高的轉(zhuǎn)速和效率，直流無刷汽車水泵的定子與轉(zhuǎn)子完全隔離，完全避免了傳統(tǒng)的電機(jī)式直流無刷水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用并且完全防水，有效的提高了泵的使用壽命及性能，所以直流無刷水泵不需要水泵軸承，也不用用潤滑脂潤滑，也沒有密封墊和油封，減小了機(jī)械磨損，降低了功耗，提高了工作壽命。

43、2有刷直流汽車水泵   有刷直流汽車水泵，支撐水泵軸的軸承用潤滑脂潤滑，因此要防止冷卻液泄漏到潤滑脂造成潤滑脂乳化，同時還要防止冷卻液的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封墊。水封動密封環(huán)與軸通過過盈配合裝在葉輪與軸承之間，水封靜密封座緊緊的靠在水泵的殼體上，從而達(dá)到密封冷卻液的目的。有刷直流離心水泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中間有直接注塑成型的軸套，通過高性能陶瓷軸固定在殼體中，電機(jī)的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹脂膠灌封于泵體中，定子與轉(zhuǎn)子之間有一層薄壁隔離，無需配以傳統(tǒng)的機(jī)械軸封，因而是完全密封。電機(jī)的扭力是通過矽鋼片（定子）上的線圈通電后產(chǎn)生磁場帶動

44、永磁磁鐵（轉(zhuǎn)子）工作運(yùn)轉(zhuǎn)。其電磁工作原理與無刷水泵電機(jī)是一樣的。總而言之：無刷水泵電電子換相；有刷水泵電機(jī)是機(jī)械換相；有刷水泵葉輪的驅(qū)動力是有刷電機(jī)。三；汽車直流無刷水泵工作原理汽車直流無刷水泵工作的最終目的是把汽車上受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下正常工作。接通電源水泵運(yùn)轉(zhuǎn)工作帶動葉輪轉(zhuǎn)動，水泵中的冷卻液被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下被甩向水泵殼體的邊緣，同時產(chǎn)生一定的壓力，然后從出水道或水管流出。葉輪的中心處由于冷卻液被甩出而壓力降低，水箱中的冷卻液在水泵進(jìn)口與葉輪中心的壓差作用下經(jīng)水管被吸入葉輪中，實現(xiàn)冷卻液的往復(fù)循環(huán)。 有刷水泵，支撐有刷水泵軸的

45、軸承要用潤滑脂潤滑，因此要防止冷卻液泄漏到潤滑脂造成潤滑脂乳化，同時還要防止冷卻液的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封墊。水封對密封環(huán)與軸通過過盈配合裝在葉輪與軸承之間，水封靜密封座緊緊的靠在水泵的殼體上，從而達(dá)到密封冷卻液的目的。 水泵殼體通過密封墊與發(fā)動機(jī)相連，并支撐著軸承等運(yùn)動部件。水泵殼體上還有泄水孔，位于水封與軸承之間。一旦有冷卻液漏過水封，可從泄水孔泄出，已防止冷卻液進(jìn)入軸承腔，而破壞軸承潤滑及部件銹蝕。如果發(fā)動機(jī)停止后仍有冷卻液漏出，則表明水封已經(jīng)損壞；而無刷水泵，由于設(shè)計結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝不同；無碳刷磨損，水泵泵體與電機(jī)為一整體，所以就不存在以上的密封和防漏的情況。 1；汽車

46、直流無刷水泵的驅(qū)動汽車直流無刷水泵葉輪的轉(zhuǎn)動的動力是直流無刷電動機(jī)，直流無刷電動機(jī)是直流無刷水泵的動力核心，直流無刷水泵，是以直流無刷電機(jī)為動力，從而實現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能；水泵是發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要部件，它的作用是泵送冷卻液，使冷卻液在發(fā)動機(jī)的冷卻水道內(nèi)快速流動，以帶走發(fā)動機(jī)工作時產(chǎn)生的熱量，保持發(fā)動機(jī)正常工作溫度。葉輪是水泵工作的核心，葉輪本身的運(yùn)動很簡單，只是和磁轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。但由于葉片的作用，葉輪中液體的運(yùn)動是很復(fù)雜的；一方面隨葉輪旋轉(zhuǎn)作牽連運(yùn)動，一方面在葉片的驅(qū)駛下不斷地從旋轉(zhuǎn)著的葉輪中甩出，即相對葉輪的運(yùn)動。因此葉輪的外徑大小，葉輪葉片的高低及角度，以及與水泵殼體的間隙，直接影響

47、著水泵的性能，汽車水泵 主要是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán)的主要部件，在汽車發(fā)動機(jī)的缸體里，有條多供冷卻水循環(huán)的水道，與置于汽車前部的散熱器（俗稱水箱）通過水管相連接，構(gòu)成一個大的水循環(huán)系統(tǒng)，在發(fā)動機(jī)的上出水口，裝有一個水泵，通過風(fēng)扇皮帶來帶動，把發(fā)動機(jī)缸體水道內(nèi)的熱水泵出，把冷水泵入。在水泵的旁邊還有一個節(jié)溫器，汽車剛發(fā)動時（冷車）時，不打開，使冷卻水不經(jīng)過水箱，只在發(fā)動機(jī)內(nèi)循環(huán)（俗稱小循環(huán)），待發(fā)動機(jī)的溫度達(dá)到80度以上時，就打開，發(fā)動機(jī)內(nèi)的熱水被泵入水箱，汽車前行時的冷風(fēng)吹過水箱，帶走熱量，大致上是這樣工作的。四；汽車?yán)鋮s系的工作原理 一、冷卻系的功用：  

48、0; 當(dāng)今汽車水循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要還是使用機(jī)械水泵和直流有刷水泵；水泵是推動水循環(huán)，把受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。二、冷卻系的形式：冷卻系統(tǒng)按照冷卻介質(zhì)不同可以分為風(fēng)冷和水冷。風(fēng)冷系統(tǒng)是把發(fā)動機(jī)中高溫零件的熱量直接散入大氣而進(jìn)行冷卻的裝置。水冷系統(tǒng)是把這些熱量先傳給冷卻水，然后再散入大氣而進(jìn)行冷卻的裝置。由于水冷系統(tǒng)冷卻均勻，效果好，而且發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小，目前汽車發(fā)動機(jī)上廣泛采用的是水泵水冷循環(huán)系。發(fā)動機(jī)正常工作時，水冷卻系中的冷卻水溫度應(yīng)保持在80度90度范圍內(nèi)。三、水冷卻系組成及工作過程：1、水冷系大都是由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫

49、度調(diào)節(jié)裝置等組成。（如下圖所示）2、冷卻液的走向（如下表）    3、工作過程：水泵強(qiáng)制冷卻水循環(huán)，冷卻水在水套內(nèi)吸收熱量后，流經(jīng)散熱器，將熱量散發(fā)到空氣中，然后再流入水套。如此循環(huán)，以保證發(fā)動機(jī)在最佳溫度下工作。水冷卻系的組成如右圖所示。   四、水冷卻系的主要部件1、水泵（以有刷水泵為例）1）功用：是對冷卻水加壓，使冷卻水循環(huán)流動。車用發(fā)動機(jī)多采用離心式水泵。2）安裝位置：水泵用螺栓固定在發(fā)動機(jī)前端面上。通過皮帶與曲軸帶輪相連。3）組成: 主要由泵殼、泵蓋、葉輪、水泵軸、軸承、油封等組成。工作過程：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)

50、，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機(jī)水套內(nèi)。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)葉輪中心部分。如此連續(xù)的作用，使冷卻水在水路中不斷地循環(huán)。2、風(fēng)扇1）功用提高通過散熱器芯的空氣流速，增加散熱效果，加速水的冷卻。2）安裝位置：通常安排在散熱器后面，并與水泵同軸。與水泵一起轉(zhuǎn)動。3）形式車用發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇有兩種形式，軸流式和離心式。   軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向與風(fēng)扇軸平行；離心式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向為徑向。軸流式風(fēng)扇效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡單，布置方便。因而在車用發(fā)動機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。3、散熱器1）

51、功用增大散熱面積，加速水的冷卻。為了將散熱器傳出的熱量盡快帶走在散熱器后面裝有風(fēng)扇與散熱器配合工作。2）安裝位置大多安裝在發(fā)動機(jī)及風(fēng)扇的前方。3）結(jié)構(gòu)散熱器又稱為水箱，由上貯水室、散熱器芯和下貯水室等組成。散熱器上貯水室頂部有加水口，平時用散熱器蓋蓋住，冷卻水即由此注入整個冷卻系。在上、下貯水室分別裝有進(jìn)水管和出水管，分別用橡膠軟管和氣缸蓋的出水管和水泵的進(jìn)水管相連。由發(fā)動機(jī)氣缸蓋上出水管流出的溫度較高的熱水經(jīng)過進(jìn)水軟管進(jìn)入上貯水室，經(jīng)冷卻管得到冷卻后流入下貯水室，由出水管流出被吸入水泵。在散熱器下貯水室的出水管上還有一個放水閥。散熱器芯由許多冷卻水管和散熱片組成，對于散熱器芯應(yīng)該有盡可能大的

52、散熱面積，采用散熱片是為了增加散熱器芯的散熱面積。散熱器芯的構(gòu)造形式有多樣，常用的有管片式和管帶式兩種。4、節(jié)溫器1）功用改變冷卻水的循環(huán)路線及流量，自動調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度，使冷卻水溫度經(jīng)常保持在80度90度。2）安裝位置裝在冷卻水循環(huán)的通路中，一般裝在氣缸蓋的出水口。3）形式分為蠟式和折疊式蠟式節(jié)溫器在橡膠管和感應(yīng)體之間的空間里裝有石蠟，為提高導(dǎo)熱性，石蠟中常摻有銅粉或鋁粉。常溫時，石蠟呈固態(tài)，閥門壓在閥座上。這時閥門關(guān)閉通往散熱器的水路，來自發(fā)動機(jī)缸蓋出水口的冷卻水，經(jīng)水泵又流回氣缸體水套中，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫升高時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對反推桿上端頭產(chǎn)生向

53、上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對橡膠管、感應(yīng)體產(chǎn)生向下反推力，閥門開啟，當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫達(dá)到80以上時，閥門全開，來自氣缸蓋出水口的冷卻水流向散熱器，而進(jìn)行大循環(huán)。一汽奧迪100型轎車和CA1091型貨車均采用蠟式節(jié)溫器。折疊式節(jié)溫器由具有彈性的、折疊式的密閉圓筒（用黃銅制成），內(nèi)裝有易于揮發(fā)的乙醚。主閥門和側(cè)閥門隨膨脹筒上端一起上下移動。膨脹筒內(nèi)液體的蒸氣壓力隨著周圍溫度的變化而變化，故圓筒高度也隨溫度而變化。當(dāng)發(fā)動機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于80，冷卻水應(yīng)全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)。此時節(jié)溫器的主閥門完全開啟，而側(cè)閥門將旁通孔完全關(guān)閉；當(dāng)冷卻水溫低于70時，膨脹筒內(nèi)的蒸汽壓力很小

54、，使圓筒收縮到最小高度。主閥門壓在閥座上，即主閥門關(guān)閉，同時側(cè)閥門打開，此時切斷了由發(fā)動機(jī)水套通向散熱器的水路，水套內(nèi)的水只能由旁通孔流出經(jīng)旁通管進(jìn)入水泵，又被水泵壓入發(fā)動機(jī)水套，此時冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之間進(jìn)行小循環(huán)，從而防止發(fā)動機(jī)過冷，并使發(fā)動機(jī)迅速而均勻地?zé)崞饋?；?dāng)發(fā)動機(jī)的冷卻水溫在7080范圍內(nèi)，主閥門和側(cè)閥門處于半開閉狀態(tài)，此時一部分水進(jìn)行大循環(huán)，而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。4）工作原理當(dāng)冷卻水溫度低于76度時，節(jié)溫器主閥門關(guān)閉，副閥門開啟冷卻水在水泵與水套之間小范圍內(nèi)循環(huán)，促使水溫迅速上升。當(dāng)水溫高于86度時，節(jié)溫器主閥門全開，副閥門全關(guān)，冷卻水全部流經(jīng)散熱器進(jìn)行水的大

55、循環(huán)，使發(fā)動機(jī)保持正常工作溫度。五.直流無刷電動機(jī)工作原理與控制方法序言由于直流無刷電動機(jī)既具有交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電動機(jī)的運(yùn)行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，故在當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域應(yīng)用日益普及。一個多世紀(jì)以來，電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域以及人們的日常生活中。其主要類型有同步電動機(jī)、異步電動機(jī)和直流電動機(jī)三種。由于傳統(tǒng)的直流電動機(jī)均采用電刷以機(jī)械方法進(jìn)行換向，因而存在相對的機(jī)械摩擦，由此帶來了噪聲、火化、無線電干擾以及壽命短等弱點，再加上制造成本高及維修困難等缺點，從而大大限制了它的應(yīng)用范圍，致使目前工

56、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大多數(shù)均采用三相異步電動機(jī)。針對上述傳統(tǒng)直流電動機(jī)的弊病，早在上世紀(jì)30年代就有人開始研制以電子換向代替電刷機(jī)械換向的直流無刷電動機(jī)。經(jīng)過了幾十年的努力，直至上世紀(jì)60年代初終于實現(xiàn)了這一愿望。上世紀(jì)70年代以來，隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展，許多高性能半導(dǎo)體功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相繼出現(xiàn)，以及高性能永磁材料的問世，均為直流無刷電動機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。三相直流無刷電動機(jī)的基本組成直流無刷永磁電動機(jī)主要由電動機(jī)本體、位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。其定子繞組一般制成多相（三相、四相、五相不等），轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定極對數(shù)（2p=2,4,）組成。圖1所示為三相兩極直流無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，圖1 三相兩極直流無刷電機(jī)組成三相定子繞組分別與電子開關(guān)線路中相應(yīng)的功率開關(guān)器件聯(lián)結(jié)，A、B、C相繞組分別與功率開關(guān)管V1、V2、V3相接。位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子與電動機(jī)轉(zhuǎn)軸相聯(lián)結(jié)。當(dāng)定子繞組的某一相通電時，該電流與轉(zhuǎn)子永久磁鋼的磁極所產(chǎn)生的磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁鋼位置變換成電信號，去控制電子開關(guān)線路，從而使定子各項繞組按一定次序?qū)ǎㄗ酉嚯娏麟S轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的次序換相。由于電子開關(guān)線路的導(dǎo)通次序是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步的，因而起到了機(jī)械換向器的換向作用。圖2為三相直流無刷電動機(jī)半控橋電路原理圖。此