無刷直流水泵

無刷直流水泵（Brushless DC Pump）是指使用直流電4.5V～24V驅動無刷電機運轉，無刷電機轉動帶動葉輪轉動，從而使液體壓力增大以達到傳輸液體作用的機器。

基本介紹

• 中文名：無刷直流水泵
• 外文名：shuǐ bèng，water pump
• 簡介：輸送液體或使液體增壓的機械
• 水泵種類：交流微型水泵、有刷直流水泵
• 造制企業：中科機電

簡介

無刷直流水泵（Brushless DC Pump）是指使用直流電4.5V～24V驅動無刷電機運轉，無刷電機轉動帶動葉輪轉動，從而使液體壓力增大以達到傳輸液體作用的機器。

組成

無刷直流水泵（磁力隔離泵）由泵體（隔離件），電機定子，軸，軸承和轉子水葉（磁體和葉輪）幾部分組成：

磁體（釹鐵硼永磁體）

由稀土永磁材料製成的永磁體工作溫度範圍廣(-45－400℃)，矯頑力高，磁場方向具有很好的各向異性，在同極相接近時也不會發生退磁現象，是一種很好的磁場源。

隔離件

在採用金屬隔離套時，隔離套處於一個正弦交變的磁場中，在垂直於磁力線方向的截面上感應出渦電流並轉化成熱量。渦流的表達式為：其中Pe－渦流；K—常數；n—泵的額定轉速；T－磁傳動力矩；F－隔套內的壓力；D－隔套內徑； 一材料的電阻率； —材料的抗拉強度。當泵設計好後，n、T是工況給定的，要降低渦流只能從F、D等方面考慮。選用高電阻率、高強度的非金屬材料製作隔離套，在降低渦流方面效果十分明顯。

軸

由於無刷直流磁力隔離泵是通過通電線圈帶動轉子旋轉來工作的，旋轉為了保持轉子轉動的平穩及噪音，採用高性能陶瓷軸與軸套配合，可以達到很高的精度，有效的減少了旋轉阻力及噪音。

滑動軸承

磁力泵滑動軸承的材料有工程塑膠塑鋼（POM）或陶瓷。由於塑鋼（POM）及陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑動軸承多採用工程陶瓷製作。由於工程陶瓷很脆且膨脹係數小，所以軸承間隙不得過小，以免發生抱軸事故。

由於磁力泵的滑動軸承以所輸送的介質進行潤滑，所以應根據不同的介質及使用工況，選用不同的材質製作軸承。

微型水泵特點

1、微型交流水泵：

交流水泵的換向是通過市電的50HZ的頻率變化的，其轉速很低，交流水泵裡面沒有電子元器件，可以耐高溫，同樣的揚程交流水泵的體積和功率是直流無刷水泵的5-10倍。

優點：價格便宜，生產廠家也比較多

2、有刷直流水泵：

水泵工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨著電機轉動的換向器和電刷來完成，只要電機轉動碳刷就會產生磨損，電腦水泵運行到一定的時候，碳刷磨損間隙變大，聲音也會隨之增大，連續運行幾百小時之後碳刷就不能起到換向的作用了。

優點：價格低廉。

3、無刷電機式直流水泵：

電機式無刷直流水泵是採用無刷直流電機加上葉輪之後組成的。電機的軸與葉輪連在一起，水泵的定子和轉子之間是有間隙的，使用時間長了水會滲透進入電機里增加了電機燒壞的可能。

優點：無刷直流電機已標準化，有專門的廠家大批生產，成本比較低，效率高。

4、無刷直流磁力驅動水泵：

無刷直流水泵採用了電子組件換向，無需使用碳刷換向，採用高性能耐磨陶瓷軸及陶瓷軸套，軸套通過注塑與磁鐵連成整體也就避免了磨損，因此無刷直流磁力式水泵的壽命大大增強了。磁力隔離式水泵的定子部分和轉子部分完全隔離，定子和電路板部分採用環氧樹脂灌封，100%防水，轉子部分採用永磁磁鐵，水泵機身採用環保材料，噪音低，體積小，性能穩定。可以通過定子的繞線調節各種所需的參數，可以寬電壓運行。

優點：壽命長，噪音低可達35dB以下，可用於熱水循環。電機的定子和電路板部分採用環氧樹脂灌封並與轉子完全隔離，可以水下安裝而且完全防水，水泵的軸心採用高性能陶瓷軸，精度高，抗震性好。

特點

1.壽命長，無需保養，體積小效率高，功耗低
2.設計結構優良：水泵頭與電機轉子空腔聯通，電機轉子空腔與電機定子完全隔離，做到完全防水防漏並電機水泵效率高
3.安全衛生，環保節能（因是無刷是電子控制換向固無火花產生，無碳刷粉塵污染）。
4.水泵的軸心採用高性能陶瓷軸，精度高，耐磨性好,聲音極低，可用於水床循環，水床加熱等

5.水泵中的三相直流水泵可以實現PWM調速，模擬信號輸入調速，電位器手動調速，可以實現對揚程和流量調節。
6.三相無刷水泵，具有葉輪轉子卡死保護，反接保護，過載保護，過流保護。
7.三相無刷水泵，控制為軟啟動，無衝擊，啟動功耗小。
8.水泵可完全潛水，也可不潛水工作（安裝位置低於液面即可）
9.可根據用戶要求定製並按照客戶的要求來設計水泵

10.三相無刷電機可以耐100度高溫。

工作原理

無刷直流磁力驅動泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機的轉子，轉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，電機的定子與電路板部分採用環氧樹脂膠灌封於泵體中，定子與轉子之間有一層薄壁隔離，無需配以傳統的機械軸封，因而是完全密封。電機的扭力是通過矽鋼片（定子）上的線圈通電後產生磁場帶動永磁磁鐵（轉子）工作運轉。　對磁體進行n (n為偶數) 級充磁使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統。當定子線圈產生的磁極與磁鐵的磁極處於異極相對，即兩個磁極間的位移角Φ=0，此時磁系統的磁能最低；當磁極轉動到同極相對，即兩個磁極間的位移角Φ=2π/n，此時磁系統的磁能最大。去掉外力後，由於磁系統的磁極相互排斥，磁力將使磁體恢復到磁能最低的狀態。於是磁體產生運動，帶動磁轉子旋轉。

無刷直流水泵通過電子換向，無需使用碳刷，磁體轉子和定子矽鋼片都有多級磁場，當磁體轉子相對定子旋轉一個角度後會自動改變磁極方向，使轉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速和效率。

磁力隔離泵的定子與轉子完全隔離，完全避免了傳統的電機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並且完全防水，有效的提高了泵的使用壽命及性能。

保護措施

1.當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行時，磁力傳動器的從動部件會在軸上打滑，有效的保護了電機。

2.泵運轉時，必須用少量的液體對內磁轉子與隔離套之間的環隙區域和滑動軸承的摩擦副進行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設計流量的2%-3%，內磁轉子與隔離套之間的環隙區域由於渦流而產生高熱量。當冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時，將導致介質溫度高於永磁體的工作溫度，使內磁轉子逐步失去磁性，使磁力傳動器失效。當介質為水或水基液時，可使環隙區域的溫升維持在3-5℃；當介質為烴或油時，可使環隙區域的溫升維持在5-8℃。

無刷直流水泵的優點

磁力泵是一種通過磁力傳動來實現無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封，使泵達到完全無泄漏。由於泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題，消除了煉油化工行業易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患，有力地保證了職工的身心健康和安全生產。

與電機式直流無刷水泵相比，磁力泵具有以下優點：

1．泵軸由動密封變成封閉式靜密封，徹底避免了介質泄漏。可以水陸兩用，並且完全防水。

2．無需獨立潤滑和冷卻水，降低了能耗。

3．功耗小、效率高，且具有阻尼減振作用，減少了電動機振動對泵的影響和泵發生氣蝕振動時對電動機的影響。

4．過載時轉子會在陶瓷軸上打滑，對電機、泵有保護作用。

微型直流水泵套用領域

1、汽車行業：用於汽車發動機在冬天零下 40 度以下發動機冷起動，燃油發動機防凍液高溫 120 度循環散熱，電動汽車，電動機車水循環散熱。

2．太陽光伏能產品：太陽能水泵就是用太陽能板直接驅動水泵工作，太陽能水泵具有三大功能：

（1）節能，比普通直流 刷水泵節能35%；

（2）軟啟動功能，功率達到 1W 內可正常啟動；

（3）可方便設定過壓保護功能。

3．食品行業：主要用於洗碗機，咖啡壺，飲水機，水泵的外殼可選用特殊食品級耐高溫材料，水泵可連續正常工作 100度以上。可達到食品級。

4．家庭用品：水族，噴泉，沐腳，淋浴，水暖床墊，電腦水冷系統等；直流無刷水泵具有噪音小，壽命長，增壓效果良好的特點，完全可以滿足以上要求。

5．機械設備及化工行業：工具機設備水循環散熱，冷水機循環散熱，污水淨化處理等其他行業。

無刷直流水泵使用注意事項

1.使用一個12V或24V直流變壓器供電。
2.水泵的電源線正負極，紅色線為正極時，黑線為負極是(如果是其他線，它也將清楚標註正負兩極，詳細請查看附屬檔案說明書)。

3.正確連線水泵電源線正負極，使泵可以啟動和正常運行。
4.請儘量放入乾淨的水，以避免固體物體進入泵內，造成阻塞。
5.請不要摔砸產品，影響泵的性能狀況。
6.這是很容易使用的泵，請你仔細讀閱使用說明。如果您有任何疑問或問題，請隨時與我們聯繫。

無刷直流水泵故障分析

值得注意的是，磁力泵修了幾遍查不出問題，應注意磁聯軸器的工作是否正常。軸承、內磁轉子和隔套在運行中都會產生熱量，這將使工作溫度升高，一方面使傳遞的功率下降，另一方面對輸送易汽化液體的磁力泵會產生很大的麻煩。磁鋼傳遞的功率隨溫度的升高是一條連續下降的曲線，通常，在磁鋼工作極限溫度以下，其傳遞能力的下降是可逆的，而在極限溫度以上則是不可逆的，即磁鋼冷卻後，喪失的傳遞能力再也不能恢復。特殊情況下在磁力聯軸器出現滑脫(失步)時，隔套中的渦流熱量會急劇增長，溫度急劇上升，如不及時處理，會引起磁鋼退磁，使磁力聯軸器失效。因此磁力泵應設計可靠的冷卻系統。對不易汽化的介質，冷卻循環系統一般由葉輪出口或泵出口引出液流，經軸承和磁傳動部分回到吸人口，對易汽化的介質，應增加換熱器或將液流引到泵外的貯罐，避免熱量回到吸人口，對有固體雜質或鐵磁性雜質的介質，應考慮過濾，對高溫介質，則應考慮冷卻，以保證磁力聯軸器不超過工作極限溫度。

在考慮轉速是否夠時，先要檢查電機本身的轉速是否正常，可用轉速計進行測量，在電機轉速正常的情況下，可考慮是否會出現磁力聯軸器的滑脫。