一種無刷直流電機(jī)水泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于家電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無刷直流電機(jī)水泵。
【背景技術(shù)】
[0002]空調(diào)機(jī)具有生成冷氣和向室內(nèi)送風(fēng)的能力，在將室內(nèi)熱空氣進(jìn)行熱交換過程中，會(huì)在熱交換器上產(chǎn)生冷凝水，所以空調(diào)機(jī)中一般都設(shè)有排水泵，主要是避免自然排水不暢時(shí)，便于將冷凝水排出。目前，空調(diào)機(jī)排水泵一般多采用罩極排水泵，但罩極排水泵效率低，一般在12%左右，而且還會(huì)產(chǎn)生噪音大，泵振動(dòng)大等不良的影響。
[0003]同時(shí)，常規(guī)水泵的驅(qū)動(dòng)電路還存在一下缺陷:(I)常規(guī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是，單個(gè)主控芯片+6個(gè)外置的MOSFET+外置的Gate Drive電路，進(jìn)行設(shè)計(jì)和連線，由于設(shè)計(jì)方案中的器件選用較多，連線復(fù)雜，整個(gè)電路控制系統(tǒng)可靠度較低；(2)常規(guī)MOSFET制造工藝，其導(dǎo)通電阻一般在0.5歐姆以上，芯片外部需要連接較大面積的金屬散熱片進(jìn)行散熱；(3)常規(guī)的無刷電機(jī)，采用120度導(dǎo)通技術(shù)，電機(jī)相繞組的導(dǎo)通和切換是突發(fā)的，電流波形類似于方波波形，其電流沖擊和諧波成分很大，給電機(jī)帶來較大的噪音；(4)常規(guī)的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，一般沒有考慮到電源反接和EMI異常電壓尖峰的實(shí)際應(yīng)用情況，所設(shè)計(jì)的電路往往會(huì)因操作者接線錯(cuò)誤，人體靜電，EMI干擾等等，導(dǎo)致電路過早失效，這也是很多常規(guī)產(chǎn)品可靠性不高的一個(gè)重要原因。
[0004]總體來說，現(xiàn)有水水泵由于存在上述技術(shù)問題，使得現(xiàn)有水泵效率低、噪音大、振動(dòng)大、性能不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提出一種無刷直流電機(jī)水泵，其提高了水泵效率、降低了噪音和振動(dòng)幅度，提升了水泵使用時(shí)的穩(wěn)定性能。
[0006]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為:一種無刷直流電機(jī)水泵，包括一驅(qū)動(dòng)電路，用以提供所述無刷電機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)以及控制；所述驅(qū)動(dòng)電路包括主控芯片、肖特基二極管、電壓瞬變抑制二極管、主吸收電容、放電電阻、上拉電阻；其中，所述肖特基二極管的陽極端接電源正極端口，肖特基二極管的陰極端同時(shí)連接所述電壓瞬變抑制二極管的陰極端、主吸收電容、放電電阻、上拉電阻以及主控芯片的電源正極端口 ；所述電壓瞬變抑制二極管的陽極端以及主吸收電容和放電電阻的另一端均接電源負(fù)極端口 ；所述主控芯片的占空比調(diào)速指令輸入管腳與上拉電阻另一端相連；所述主控芯片的電機(jī)相繞組連接管腳分別與三相無刷電機(jī)的υ/v/w繞組連接；所述無刷電機(jī)的三個(gè)相繞組的繞線末端焊接在一起。
[0007]較佳地，所述肖特基二極管用于防止因電源錯(cuò)誤地反接而損壞無刷直流電機(jī)水泵整個(gè)電路；所述電壓瞬變抑制二極管用于將其兩端的電壓鉗制在某一數(shù)值范圍內(nèi)，用于防止輸入電壓異常過壓；所述主吸收電容用于穩(wěn)定電壓，吸收EMI電壓浪涌；所述放電電阻用于在關(guān)閉電機(jī)時(shí)泄放主吸收電容上的電荷。
[0008]較佳地，所述主控芯片集成多個(gè)單元控制電路，以及由6個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管組成的逆變橋；所述多個(gè)單元控制電路包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將來自占空比調(diào)速指令輸入管腳的數(shù)字占空比調(diào)速指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量，并發(fā)送給正弦波驅(qū)動(dòng)電路；正弦波波形發(fā)生電路，根據(jù)電機(jī)磁場(chǎng)位置檢測(cè)電路的信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)中間略凹的“鐘型”波形，發(fā)送給MOSFET門極驅(qū)動(dòng)電路；M0SFET門極驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)逆變橋中相應(yīng)的MOSFET器件；過流保護(hù)電路，用于檢測(cè)電機(jī)相繞組的電流，當(dāng)電流超過某一閾值時(shí)，關(guān)斷電機(jī)繞組；參考電壓基準(zhǔn)電路，用于給內(nèi)部各單元電路進(jìn)行正確的工作電壓；脈沖寬度調(diào)制振蕩發(fā)生電路，內(nèi)部設(shè)置PWM占空比頻率振蕩基準(zhǔn)，決定電機(jī)繞組中的PWM占空比調(diào)制頻率；起動(dòng)邏輯控制電路，用于無刷電機(jī)在加電瞬間直至切換到反電動(dòng)勢(shì)換相階段的驅(qū)動(dòng)控制。
[0009]較佳地，所述多個(gè)單元控制電路還包括過熱保護(hù)電路，當(dāng)主控芯片的溫度超過設(shè)定的溫度后，用于切斷無刷電機(jī)的三相輸出。
[0010]較佳地，所述多個(gè)單元控制電路還包括電機(jī)磁場(chǎng)位置檢測(cè)電路，用于檢測(cè)電機(jī)三相繞組的反電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行換算，得到電機(jī)繞組正確換相時(shí)的磁場(chǎng)位置信號(hào)，并發(fā)送給正弦波波形發(fā)生電路。
[0011 ] 較佳地，還包括殼體，無刷電機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)電路封裝在所述殼體內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)電路安裝在一驅(qū)動(dòng)板上；所述無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸伸出殼體外部；與所述殼體外部轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定的泵葉輪；與所述殼體固定并罩在所述泵葉輪上的出水口蓋；所述殼體外部安裝有U形卡扣；所述殼體包括泵體上殼和泵體下殼，泵體上殼和泵體下殼分別在對(duì)應(yīng)位置開設(shè)有多個(gè)連接孔，以便通過緊定螺釘將泵體上殼與泵體下殼固定連接；在所述無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸位于泵體上殼內(nèi)側(cè)的地方套裝一個(gè)擋水圈；在所述泵葉輪和出水口蓋之間設(shè)置有出水口密封圈。
[0012]較佳地，在所述泵體上殼和出水口蓋設(shè)置有相互配合的卡扣，用以固定連接泵體上殼和出水口蓋。
[0013]較佳地，所述泵體下殼的外側(cè)固定有安裝腳墊和減震腳墊。
[0014]較佳地，所述無刷電機(jī)包括依次組裝的電機(jī)端蓋、石墨墊片、橡膠密封圈、轉(zhuǎn)子組件、含油軸承組件、塑封定子組件；其中，所述含油軸承組件的軸承座下端放置在定子組件內(nèi)部空腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子組件套裝在含油軸承組件的含油軸承上，所述石墨墊片粘接在電機(jī)端蓋的凹孔內(nèi)，所述橡膠密封圈安裝在塑封定子組件外側(cè)的臺(tái)階上，所述電機(jī)端蓋壓在塑封定子組件的臺(tái)階上把橡膠密封圈壓在中間并固定。
[0015]較佳地，所述塑封定子組件包括安裝在塑料骨架上的多個(gè)定子鐵心，所述塑料骨架內(nèi)部呈圓形的空腔用于安裝含油軸承組件；繞線在所述定子鐵心外部的線圈；所述塑料骨架固定在驅(qū)動(dòng)板上，所述線圈的出線焊接在所述驅(qū)動(dòng)板上并與電源線連接；所述驅(qū)動(dòng)板上安裝有壓線板，用于壓緊電源線；所述多個(gè)定子鐵心和塑料骨架均被塑封在驅(qū)動(dòng)板上形成塑封定子組件。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的顯著有點(diǎn)在于，⑴特別設(shè)計(jì)的電機(jī)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、外轉(zhuǎn)子殼出軸結(jié)構(gòu)和塑封結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能、減排，安裝維護(hù)都很方便，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了比較高的防護(hù)等級(jí)；(2)電機(jī)的設(shè)計(jì)上考慮到防水，對(duì)定子和電路板部分進(jìn)行了整體的塑封，電路部分與水完全隔離，即使與水直接接觸也不會(huì)有短路的危險(xiǎn)；(3)水泵外殼安裝U形卡扣，安裝快捷方便；(4)安裝的減震腳墊和安裝腳墊明顯地減小電機(jī)的震動(dòng)；(5)本實(shí)用新型將Gate Drive電路和6個(gè)MOSFET器件全部集成到單個(gè)Ul主控芯片內(nèi)，使得電路板上主控芯片Ul的外圍電路非常簡(jiǎn)潔，大幅減小電路板的整體面積，使其能夠安裝和內(nèi)置到“微小型”的無刷電機(jī)中去，整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)可靠的大幅提升；(6)本實(shí)用新型應(yīng)用180度正弦波驅(qū)動(dòng)技術(shù)，降低了電機(jī)扭矩沖擊、換相沖擊所帶來的噪音；(7)本實(shí)用新型中，應(yīng)用了浪涌吸收和防反接、電壓擊穿抱回等技術(shù)，從而可有效避免因電源接線錯(cuò)誤、電路器件過壓等造成的電路和元器件的失效和損壞以及噪音大等問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型中的驅(qū)動(dòng)電路原理框圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型中主控芯片集成的多個(gè)單元控制電路工作原理圖，其中，VSP為占空比調(diào)速指令輸入管腳，F(xiàn)G為轉(zhuǎn)速脈沖反饋輸出管腳；OUTA/OUTBOUTC為電機(jī)相繞組連接管腳；GND為電源負(fù)極連接管腳，VREG為參考電壓基準(zhǔn)，Protect1n為過流保護(hù)電路，Gate Drive為MOSFET門極驅(qū)動(dòng)電路，Sine Drive Waveshape為正弦波波形發(fā)生電路，ADC為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；TSD為過熱保護(hù)電路，StartUP Logic為起動(dòng)邏輯控制電路，30KHz PWMOSC為30KHz脈沖寬度調(diào)制振蕩發(fā)生電路，Posit1n Detect為電機(jī)磁場(chǎng)位置檢測(cè)電路。
[0019]圖3是本實(shí)用新型中電機(jī)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)波形圖。
[0020]圖4是本實(shí)用新型無刷直流電機(jī)水泵立體圖。
[0021]圖5是本實(shí)用新型無刷直流電機(jī)水泵爆炸圖。
[0022]圖6是本實(shí)用新型使用的無刷直流電機(jī)爆炸圖。
[0023]圖7是本實(shí)用新型中電機(jī)定子在塑封前的立體圖。
[0024]圖8是本實(shí)用新型中電機(jī)含油軸承組件的爆炸圖。
[0025]附圖中序號(hào)說明:
[0026]1:水泵出水口 ；2:密封圈；3:泵葉輪；4:上泵體；5:擋水圈；6:無刷電機(jī)；7:下泵體；8:安裝腳墊；9:減震腳墊；10:緊定螺釘；6-1:電機(jī)端蓋；6-2:石墨墊片；