JPH08312576A - underwater pump - Google Patents

underwater pump

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JPH08312576A
JPH08312576A JP11729795A JP11729795A JPH08312576A JP H08312576 A JPH08312576 A JP H08312576A JP 11729795 A JP11729795 A JP 11729795A JP 11729795 A JP11729795 A JP 11729795A JP H08312576 A JPH08312576 A JP H08312576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
brushless motor
circuit
submersible pump
rotation type
Prior art date
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Pending
Application number
JP11729795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadao Sugiyama
忠夫 椙山
Fusanori Oohira
房徳 大平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP11729795A priority Critical patent/JPH08312576A/en
Publication of JPH08312576A publication Critical patent/JPH08312576A/en
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外観形状の大形化を抑制しつつ流量制御を容
易にすると共に起動トルクを大きくして取り扱い性に優
れた水中ポンプを得る。 【構成】 外転形DCブラシレスモータ1をモータ保護
ケース19内に縦置きに内蔵してその上方にモータ制御
回路部16とDC電源変換回路部17を設置し、このポ
ンプ保護ケース19に回路保護カバー20を結合して前
記モータと回路部を水密状態の空間に収納した。外転形
DCブラシレスモータ1は、AC電源の周波数に無関係
に所定の速度で回転して吐出量制御を容易にすると共に
起動トルクが大きい水中ポンプとなる。
(57) [Summary] [Purpose] To obtain a submersible pump which is easy to control the flow rate while increasing the external shape and has a large starting torque and is excellent in handleability. [Construction] The outer rotation type DC brushless motor 1 is vertically installed in a motor protection case 19, a motor control circuit section 16 and a DC power conversion circuit section 17 are installed above the motor protection case 19, and the pump protection case 19 is provided with circuit protection. The cover 20 was joined to house the motor and the circuit section in a watertight space. The outer rotation type DC brushless motor 1 is a submersible pump that rotates at a predetermined speed regardless of the frequency of the AC power source to facilitate discharge amount control and has a large starting torque.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は水中ポンプに係り、特
に、汚水排水処理等に使用するのに好適な縦形の水中ポ
ンプに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a submersible pump, and more particularly to a vertical submersible pump suitable for use in wastewater treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般の縦形の水中ポンプは、実開平5−
14591号公報に示されているように、単相及び三相
AC電源から給電する誘導モータを使用している。この
ように誘導モータを使用した水中ポンプは、AC電源の
周波数が異なることにより回転数(速度)に変化が生じ
ることは避けられず、電源周波数に対応した形状のポン
プランナーの使用が必要であり、また、揚程の変化等に
よる負荷変動に対してモータの回転数が変動するために
ポンプ流量(吐出量)の変動が大きくなる等の問題点が
ある。
2. Description of the Related Art General vertical submersible pumps are
As shown in Japanese Patent No. 14591, an induction motor is used which is powered by single-phase and three-phase AC power sources. In such a submersible pump using an induction motor, it is unavoidable that the number of revolutions (speed) changes due to the difference in the frequency of the AC power source, and it is necessary to use a pump runner with a shape corresponding to the power source frequency. In addition, there is a problem that the fluctuation of the pump flow rate (discharge amount) becomes large because the rotation speed of the motor fluctuates with respect to the load fluctuation due to the change of the head.

【0003】一方、誘導モータの最高回転数は極数によ
り決定されるので任意の回転数に設定することができ
ず、従って、回転数制御による流量制御を行うことは非
常に困難である。
On the other hand, the maximum number of revolutions of the induction motor is determined by the number of poles and therefore cannot be set to an arbitrary number of revolutions. Therefore, it is very difficult to control the flow rate by controlling the number of revolutions.

【0004】更に、誘導モータは、DCモータに対して
起動トルクが小さいため、ポンプランナーに異物等が噛
み込んで保護回路が作動して停止した後の該モータの再
起動時に異物を排出しにくい欠点がある。
Further, since the induction motor has a smaller starting torque than the DC motor, it is difficult to discharge the foreign matter when the motor is restarted after foreign matter or the like is caught in the pump runner and the protection circuit is activated and stopped. There are drawbacks.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】誘導モータの回転数を
AC電源の周波数に左右されずに任意の値に制御する制
御装置としてインバータ制御装置があるが、インバータ
制御装置は、AC電源をDC電源に変換する変換回路と
このDC電源から誘導モータに給電するインバータを必
要とするために、水中ポンプの外観形状が大形化する。
しかも、起動トルクを大きくすることは困難である。
There is an inverter control device as a control device for controlling the rotation speed of the induction motor to an arbitrary value without being influenced by the frequency of the AC power supply. The inverter control device uses an AC power supply as a DC power supply. Since a conversion circuit for converting into the water and an inverter for supplying power to the induction motor from this DC power source are required, the external shape of the submersible pump becomes large.
Moreover, it is difficult to increase the starting torque.

【0006】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、外観形状の大形化を抑制しつつ流量制
御を容易にすると共にモータの起動トルクを大きくして
取り扱い性に優れた水中ポンプを提供することを目的と
する。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and facilitates flow rate control while suppressing an increase in the external shape, and increases the motor starting torque to provide excellent handleability. The purpose is to provide a submersible pump.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプランナ
ーを駆動するために外転形DCブラシレスモータを使用
し、AC電源からDC電源を生成する電源回路部と給電
相切り替えや回転数制御を行うためのモータ制御回路部
を前記外転形DCブラシレスモータの上方に配置してモ
ータ保護ケースと回路保護カバー内に水密状態に収納し
たことを特徴とする。
The present invention uses an abduction type DC brushless motor to drive a pump runner, and performs power supply phase switching and rotation speed control with a power supply circuit section for generating DC power from an AC power supply. A motor control circuit unit for performing the operation is arranged above the outer rotor type DC brushless motor, and is housed in a watertight state in a motor protection case and a circuit protection cover.

【0008】[0008]

【作用】DCブラシレスモータは誘導モータに比較して
効率が高く、特に外転形DCブラシレスモータは、固定
子鉄芯の外周から固定子巻線を直接巻き付けることがで
きるので高さ方向の寸法を小さくすることができ、しか
も、大きなトルクを発生し易い。
The DC brushless motor has a higher efficiency than the induction motor. Especially, in the outer rotor type DC brushless motor, since the stator winding can be wound directly from the outer circumference of the stator iron core, the dimension in the height direction can be reduced. It can be made small, and a large torque is easily generated.

【0009】また、小形化した外転形DCブラシレスモ
ータは、その上方に電源回路部とモータ制御回路部を設
置する空間を形成する。
Further, the miniaturized outer rotation type DC brushless motor forms a space above which a power supply circuit section and a motor control circuit section are installed.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の一実施例を図面により説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0011】先ず、外転形DCブラシレスモータの構造
を図4〜図7を参照して説明する。外転形DCブラシレ
スモータ1の固定子部2は、固定子鉄芯3の外周に形成
されたスロット内に電気絶縁物を介して固定子巻線4を
巻線機により直接巻き込んで構成され、更に、モータフ
レーム11に接着して固定される。このように固定子巻
線4を固定子鉄芯3に外周から直接巻き付ける巻線方法
は、固定子鉄芯3の両端に突出する固定子巻線4の高さ
寸法を小さくすることができ、結果として該外転形ブラ
シレスモータ1の高さ寸法を抑えることができる。
First, the structure of the outer rotor type DC brushless motor will be described with reference to FIGS. The stator portion 2 of the outer rotation type DC brushless motor 1 is configured by directly winding a stator winding 4 by a winding machine through an electric insulator in a slot formed on the outer circumference of the stator iron core 3. Further, it is fixed to the motor frame 11 by adhesion. In this way, the winding method in which the stator winding 4 is directly wound around the stator iron core 3 from the outer periphery can reduce the height dimension of the stator winding 4 protruding at both ends of the stator iron core 3. As a result, the height dimension of the outer rotation type brushless motor 1 can be suppressed.

【0012】回転子部5は、ロータヨーク6にモータと
しての磁界を形成するためのメインマグネット7とFG
センサとしての磁界を形成するFGマグネット8を接着
剤等により接着して固定すると共に該ロータヨーク6に
モータ回転軸9を圧入して締結せしめ、玉軸受10a,
10bによって回転自在にモータフレーム11に支持さ
れる。
The rotor portion 5 has a main magnet 7 and an FG for forming a magnetic field as a motor in the rotor yoke 6.
An FG magnet 8 forming a magnetic field as a sensor is adhered and fixed by an adhesive or the like, and a motor rotating shaft 9 is press-fitted into the rotor yoke 6 to be fastened, and a ball bearing 10a,
It is rotatably supported by the motor frame 11 by 10b.

【0013】なお、モータフレーム11は、機械的強度
と固定子巻線4の熱放散を考慮してアルミニウムダイカ
スト等の構造部材とする。
The motor frame 11 is a structural member such as an aluminum die casting in consideration of mechanical strength and heat dissipation of the stator winding 4.

【0014】次に、この外転形ブラシレスモータ1にお
けるメインマグネット7の磁極の回転位置に応じて固定
子巻線4への給電の相切り替えを行うためのホール素子
による回転位置検出手段と、回転数制御のための回転数
検出を行うFGセンサについて説明する。
Next, the rotation position detecting means by the hall element for switching the phase of the power supply to the stator winding 4 according to the rotation position of the magnetic pole of the main magnet 7 in the outer rotor type brushless motor 1, and the rotation position detecting means. An FG sensor for detecting the rotation speed for controlling the speed will be described.

【0015】銅箔と紙フェノール樹脂等の複合材で構成
したモータ回路基板12上には、FGコイルパターン1
2aと、固定子巻線4の口出し部にハンダ接合されるリ
ードパターン12bと、ホール素子13a〜13cにハ
ンダ接合されるリードパターン12cとが銅箔によりそ
れぞれ形成され、これらにモータケーブル14が接続さ
れる。このモータ回路基板12は固定ねじ43でモータ
フレーム11に固定される。固定子部2と回転子部5を
組み合わせた状態において、FGコイルパターン12a
は、回転子部5のFGマグネット8の磁界が作用するよ
うに該FGマグネット8と微小隙間を介して対向し、回
転子部5の回転時にFGマグネット8の磁界が回転する
ことにより回転速度に応じて該FGコイルパターン12
aに誘起する電圧を回転数信号として出力する。そし
て、ホール素子13a〜13cは、回転子部5のメイン
マグネット7の磁界が作用するように該メインマグネッ
ト7と微小間隙を介して対向し、メインマグネット7の
磁極が対向したときに磁極位置検出信号を発生し、該磁
極位置検出信号に基づいて固定子巻線4の給電相切り替
えを制御することによって回転トルクを発生するように
する。
The FG coil pattern 1 is formed on the motor circuit board 12 made of a composite material such as copper foil and paper phenolic resin.
2a, a lead pattern 12b soldered to the lead-out portion of the stator winding 4, and a lead pattern 12c soldered to the Hall elements 13a to 13c are formed of copper foil, and the motor cable 14 is connected to these. To be done. The motor circuit board 12 is fixed to the motor frame 11 with fixing screws 43. In the state where the stator portion 2 and the rotor portion 5 are combined, the FG coil pattern 12a
Faces the FG magnet 8 through a minute gap so that the magnetic field of the FG magnet 8 of the rotor section 5 acts, and the magnetic field of the FG magnet 8 rotates when the rotor section 5 rotates, so that the rotation speed is increased. According to the FG coil pattern 12
The voltage induced in a is output as a rotation speed signal. The Hall elements 13a to 13c face the main magnet 7 through a minute gap so that the magnetic field of the main magnet 7 of the rotor unit 5 acts, and the magnetic pole position detection is performed when the magnetic poles of the main magnet 7 face each other. A signal is generated, and rotation torque is generated by controlling the switching of the feeding phase of the stator winding 4 based on the magnetic pole position detection signal.

【0016】次に、AC電源からDC電源を生成し、外
転形ブラシレスモータ1の固定子巻線4に流す駆動電流
の給電相切り替えと回転数制御等を行う回路構成につい
て図1,図2及び図3を参照して説明する。
Next, a circuit configuration for generating a DC power source from an AC power source and switching the feeding phase of the drive current flowing through the stator winding 4 of the outer rotor type brushless motor 1 and controlling the rotation speed will be described with reference to FIGS. And FIG. 3 will be described.

【0017】この回路構成は、基本的には、固定子巻線
4の給電相切り替え制御用トランジスタ,回転数制御及
び過負荷保護等を行うモータ制御回路部16と、AC電
源をDC電源に変換するDC電源変換回路部17とを備
え、電源ケーブル22とフロートスイッチケーブル24
とに接続され、更には水中ポンプ内でモータケーブル1
4を介してモータ回路基板12に接続される。
This circuit configuration basically has a transistor for feeding phase switching control of the stator winding 4, a motor control circuit section 16 for performing rotation speed control and overload protection, and an AC power source converted to a DC power source. And a DC power supply conversion circuit section 17 for controlling the power supply cable 22 and the float switch cable 24.
And the motor cable 1 in the submersible pump.
4 to the motor circuit board 12.

【0018】DC電源変換回路部17は電源回路基板4
4に実装され、モータ制御回路部16は制御回路基板4
5に実装される。モータ制御回路部16における給電相
切り替え制御用トランジスタ(モータドライバー)46
は放熱のためにアルミニウム放熱板18に取り付けられ
て前記制御回路基板45に接続される。制御回路基板4
5と電源回路基板44はアルミニウム放熱板18に載置
し、モータ制御回路部16及びDC電源変換回路部17
を外転形DCブラシレスモータ1の上方に2段に位置さ
せて設置するために、前記アルミニウム放熱板18を、
後述するように、該モータ保護ケース19に固定ねじ4
9によって固定する。なお、モータ制御回路部16とD
C電源変換回路部17は、その一部を共通の回路基板に
実装することも可能である。
The DC power conversion circuit unit 17 is a power circuit board 4
4, the motor control circuit unit 16 is mounted on the control circuit board 4
Implemented in 5. Power supply phase switching control transistor (motor driver) 46 in the motor control circuit unit 16
Is attached to the aluminum heat sink 18 for heat dissipation and connected to the control circuit board 45. Control circuit board 4
5 and the power supply circuit board 44 are placed on the aluminum radiator plate 18, and the motor control circuit unit 16 and the DC power supply conversion circuit unit 17 are mounted.
In order to position and install the above-mentioned outer type DC brushless motor 1 in two stages, the aluminum heat dissipation plate 18 is
As will be described later, the fixing screw 4 is attached to the motor protection case 19.
Fix by 9. The motor control circuit unit 16 and D
A part of the C power supply conversion circuit unit 17 can be mounted on a common circuit board.

【0019】水中ポンプは、ポンプ性能の改善と共に軽
量化や水密性(気密性)も製品構造上の重要事項であ
る。水密性に関係する部品接合部をできる限り少なくす
るために、外転形DCブラシレスモータ1,DC電源変
換回路部17及びモータ制御回路部16は、モータ保護
ケース19と回路保護カバー20によって形成する空間
内に収納するようにし、このモータ保護ケース19と回
路保護カバー20は各種水質に耐えるような合成樹脂に
より成形して構成するものとする。
In the submersible pump, weight reduction and watertightness (airtightness) as well as improvement of pump performance are important in the structure of the product. The outer DC brushless motor 1, the DC power conversion circuit unit 17 and the motor control circuit unit 16 are formed by a motor protection case 19 and a circuit protection cover 20 in order to reduce the number of joints of parts related to watertightness as much as possible. The motor protection case 19 and the circuit protection cover 20 are to be housed in a space, and formed by molding a synthetic resin that can withstand various water qualities.

【0020】モータ保護ケース19の詳細を図8,図9
を参照して説明する。このモータ保護ケース19は、外
転形DCブラシレスモータ1を定位置に固定して縦置き
に設置するために、モータフレーム11との位置合わせ
のための芯出し突起部19a及び固定ねじによりモータ
フレーム11を固定するための複数個のモータ固定ねじ
穴19bを備える。また、前述したように、アルミニウ
ム放熱板18を固定して回路部を設置するための複数個
の放熱板固定ねじ穴19cを備える。
Details of the motor protection case 19 are shown in FIGS.
Will be described with reference to. The motor protection case 19 is provided with a centering protrusion 19a for fixing the motor frame 11 and a fixing screw for positioning the motor frame 11 in order to fix the outer rotation type DC brushless motor 1 in a fixed position and install it vertically. A plurality of motor fixing screw holes 19b for fixing 11 are provided. Further, as described above, the plurality of heat radiation plate fixing screw holes 19c for fixing the aluminum heat radiation plate 18 and installing the circuit portion are provided.

【0021】また、このモータ保護ケース19は、後述
するように、回路保護カバー20を突き合わせてねじ締
め結合したときに接合面の水密性を確保するための水密
保持用ゴムリング21を装着するゴムリング装着溝19
dを備える。
Further, as will be described later, the motor protection case 19 is provided with a rubber ring 21 for retaining a watertightness for securing watertightness of the joint surface when the circuit protection cover 20 is butted and screwed and coupled. Ring mounting groove 19
d.

【0022】次に、回路保護カバー20について図1
0,図11を参照して説明する。この回路保護カバー2
0は、図1に示すように、前記モータ保護ケース19に
組み合わせてケース結合ボルト37とケース結合ナット
38でねじ締め結合することにより水密保持用ゴムリン
グ21に支援されて該モータ保護ケース19と水密状態
に結合するものである。この回路保護カバー20は、該
水中ポンプを運搬及び設置するときの取っ手20aと、
フロートスイッチ用支柱26を取り付けるための支柱ね
じ穴20bと、DC電源変換回路部17が外部AC電源
を受電するための電源ケーブル22とモータ制御回路部
16が水位検出フロートスイッチ28a,28bから水
位検出信号を入力するためのフロートスイッチケーブル
24を水密性を維持した状態で該回路保護カバー20を
貫通させて外部に引き出すためのケーブル貫通穴20
c,20dを備える。
Next, the circuit protection cover 20 is shown in FIG.
0, with reference to FIG. This circuit protection cover 2
As shown in FIG. 1, by combining the motor protection case 19 with a case coupling bolt 37 and a case coupling nut 38 and tightening them, the water-tight rubber ring 21 assists the motor protection case 19 and the motor protection case 19. It is bound in a watertight state. The circuit protection cover 20 includes a handle 20a for carrying and installing the submersible pump,
A column screw hole 20b for mounting the column 26 for the float switch, a power cable 22 for the DC power conversion circuit unit 17 to receive an external AC power source, and a motor control circuit unit 16 for detecting the water level from the float switches 28a, 28b. A cable through hole 20 for penetrating the circuit protection cover 20 and pulling it out to the outside while maintaining a watertightness of the float switch cable 24 for inputting a signal.
c, 20d.

【0023】ケーブル口出し部の詳細な構成を図2を参
照して説明する。回路保護カバー20を貫通する電源ケ
ーブル22及びフロートスイッチケーブル24の貫通部
は、ゴム材質で該電源ケーブル22及びフロートスイッ
チケーブル24とそれぞれ一体的に成形した鍔付き口出
し用リング23,25を備え、各口出し用リング23,
25を回路保護カバー20の貫通穴20c,20dに挿
入して鍔23a,25aを該回路保護カバー20の外面
に当接し、それぞれその外側に当接した金属製の封止キ
ャップ27a,27bを該回路保護カバー20の口出し
部に設けた口出し部止めねじ穴20e,20fに螺合し
た固定ねじ39a,39bで締め付けて該鍔23a,2
5aをゴムの弾性で密着させて水密状態を得る構成であ
る。
The detailed structure of the cable outlet portion will be described with reference to FIG. The power cable 22 and the float switch cable 24, which penetrate through the circuit protection cover 20, have penetrating rings 23 and 25 formed integrally with the power cable 22 and the float switch cable 24, respectively, which are made of a rubber material. Rings 23 for each output,
25 is inserted into the through holes 20c, 20d of the circuit protection cover 20, the collars 23a, 25a are brought into contact with the outer surface of the circuit protection cover 20, and the metal sealing caps 27a, 27b are brought into contact with the outsides thereof, respectively. The flanges 23a, 2 are tightened with fixing screws 39a, 39b screwed into the lead-out set screw holes 20e, 20f provided in the lead-out portion of the circuit protection cover 20.
The water-tight state is obtained by bringing 5a into close contact with the elasticity of rubber.

【0024】中間ケーシング30は、図1に示すよう
に、メカニカルシール29を介在させて前記モータ回転
軸9を貫通させるように固定ねじ40によってモータ保
護ケース19の底部に結合し、結合面をOリング35に
よって水密構成とすることによって前記メカニカルシー
ル29の周りに密閉状態のメカニカルシール保護油室4
2を形成する。
As shown in FIG. 1, the intermediate casing 30 is connected to the bottom of the motor protection case 19 by a fixing screw 40 so as to penetrate the motor rotating shaft 9 with a mechanical seal 29 interposed therebetween. The mechanical seal protective oil chamber 4 is hermetically sealed around the mechanical seal 29 by forming a watertight structure by the ring 35.
Form 2

【0025】ポンプ部はボルテックス方式のポンプであ
って、ポンプランナー34は前記中間ケーシング30を
貫通したモータ回転軸9の軸端に固定ねじ36によって
固定される。ポンプ上ケーシング31とポンプ下ケーシ
ング32は、前記中間ケーシング30の下側にケーシン
グ結合ねじ47,48で結合して前記ポンプランナー3
1を収容するポンプ室を形成する。前記ポンプ下ケーシ
ング32には吸い込み穴32aが形成され、ポンプ上ケ
ーシング32には配管接続用の雌ねじ部を有するフラン
ジ33が設けられる。なお、これらを構成する部品も先
のモータ保護ケース19や回路保護カバー20と同様の
合成樹脂により成形して構成する。
The pump portion is a vortex type pump, and the pump runner 34 is fixed to the shaft end of the motor rotating shaft 9 penetrating the intermediate casing 30 by a fixing screw 36. The pump upper casing 31 and the pump lower casing 32 are coupled to the lower side of the intermediate casing 30 by casing coupling screws 47 and 48, and the pump runner 3 is connected.
A pump chamber for housing 1 is formed. The pump lower casing 32 is formed with a suction hole 32a, and the pump upper casing 32 is provided with a flange 33 having a female screw portion for pipe connection. It should be noted that the components constituting these are also formed by molding the same synthetic resin as that of the motor protection case 19 and the circuit protection cover 20.

【0026】このように構成した本発明になる水中ポン
プにおける外転形DCブラシレスモータ1と従来の水中
ポンプにおける誘導モータのモータ特性の比較例を図1
2に示す。外転形DCブラシレスモータ1の特徴は、回
転数非制御時(回転数を制御しない状態)にはトルクと
回転数は直線的に変化し、回転数が0のとき、すなわち
起動時にトルクが最大となる。また、誘導モータと異な
り、マグネットの磁束とコイル巻線仕様を変えることに
より、最大回転数を任意に設定することができ、且つ、
AC電源の周波数に左右されずに所望の回転数を得るこ
とができる。また、起動時の高トルク化により起動性能
の向上を図ることもできる。
A comparative example of the motor characteristics of the outer rotor type DC brushless motor 1 in the submersible pump according to the present invention thus constructed and the induction motor in the conventional submersible pump is shown in FIG.
It is shown in FIG. The characteristic of the outer rotor type DC brushless motor 1 is that the torque and the rotational speed change linearly when the rotational speed is not controlled (state in which the rotational speed is not controlled), and when the rotational speed is 0, that is, at the time of startup, the maximum torque is obtained. Becomes Also, unlike the induction motor, the maximum rotation speed can be set arbitrarily by changing the magnetic flux of the magnet and the coil winding specifications, and
A desired rotation speed can be obtained without being influenced by the frequency of the AC power supply. Further, it is possible to improve the starting performance by increasing the torque at the time of starting.

【0027】この水中ポンプはフランジ33に排水管を
接続して排水すべき水中に投入(設置)される。DC電
源変換回路部17は、電源ケーブル22を介して受電し
たAC電源をDC電源に変換する。そして、モータ制御
回路部16は、このDC電源を使用して、水位検出フロ
ートスイッチ28a,28bからの水位検出信号を参照
して外転形DCブラシレスモータ1への給電をオン・オ
フ(運転及び停止)し、排水する。
This submersible pump is placed (installed) in water to be drained by connecting a drain pipe to the flange 33. The DC power conversion circuit unit 17 converts the AC power received through the power cable 22 into a DC power. Then, the motor control circuit unit 16 uses this DC power source to refer to the water level detection signals from the water level detection float switches 28a and 28b to turn on / off the power supply to the outer rotation type DC brushless motor 1 (operation and operation). Stop) and drain.

【0028】そして、FGセンサからの回転数検出信号
を使用して回転数制御を実行すれば、ある範囲での負荷
トルクの変化に対して回転数を一定速度に制御すること
もできる。このことは、ポンプ揚程等の負荷の変化に対
して回転数を一定速度にすることによりポンプ吐出流量
の変化量を少なくすることが可能となる。吐出流量を一
定とするような帰還制御を行えば、揚程に高低に拘らず
一定の吐出量を継続的に得ることができる。
If the rotation speed control signal is executed using the rotation speed detection signal from the FG sensor, the rotation speed can be controlled to a constant speed with respect to a change in the load torque within a certain range. This makes it possible to reduce the amount of change in the pump discharge flow rate by keeping the number of revolutions constant with respect to changes in the load such as the pump head. If feedback control is performed so that the discharge flow rate is constant, a constant discharge amount can be continuously obtained regardless of the height of the lift.

【0029】また、モータ制御回路部16に電流リミッ
タ等の保護回路を設けることにより過負荷時にはモータ
を停止させる等の安全保護制御を行なうこともできる。
Further, by providing the motor control circuit section 16 with a protection circuit such as a current limiter, it is possible to perform safety protection control such as stopping the motor at the time of overload.

【0030】更に、このような水中ポンプは、DC電源
変換回路部17を省略して自動車等のバッテリ電源を使
用するDC電源対応の水中ポンプとすることもできる。
Further, such a submersible pump may be a submersible pump corresponding to a DC power source which uses a battery power source of an automobile or the like by omitting the DC power source conversion circuit section 17.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように本発明の水中ポンプは、駆
動モータに外転形DCブラシレスモータを使用したこと
により、高さ方向に関して寸法の小形化を達成すること
ができる。そして、小形化した外転形DCブラシレスモ
ータにより該外転形DCブラシレスモータの上方に得ら
れた空間部にDC電源変換回路部及びモータ制御回路部
を設置することができるので、大形化を抑制しつつ流量
制御を容易にすると共に起動トルクを大きくして取り扱
い性に優れた水中ポンプが得られる。
As described above, in the submersible pump of the present invention, by using the outer rotation type DC brushless motor as the drive motor, the size can be reduced in the height direction. The downsized DC brushless motor allows the DC power conversion circuit section and the motor control circuit section to be installed in the space obtained above the outer DC brushless motor. It is possible to obtain a submersible pump that is easy to handle while suppressing the flow rate while increasing the starting torque and having excellent handleability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明になる水中ポンプの縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view of a submersible pump according to the present invention.

【図2】本発明になる水中ポンプのケーブル口出し部を
詳述する部分断面図である。
FIG. 2 is a partial sectional view detailing a cable outlet portion of the submersible pump according to the present invention.

【図3】本発明になる水中ポンプの電気的ブロックであ
る。
FIG. 3 is an electric block of the submersible pump according to the present invention.

【図4】本発明になる水中ポンプにおける外転形DCブ
ラシレスモータの縦断側面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional side view of an outer rotation type DC brushless motor in the submersible pump according to the present invention.

【図5】図4に示した外転形DCブラシレスモータの下
面図である。
5 is a bottom view of the outer rotor type DC brushless motor shown in FIG. 4. FIG.

【図6】図4に示した外転形DCブラシレスモータにお
けるモータ回路基板の平面図である。
6 is a plan view of a motor circuit board in the outer rotation type DC brushless motor shown in FIG.

【図7】図6に示したモータ回路基板の側面図である。7 is a side view of the motor circuit board shown in FIG.

【図8】本発明になる水中ポンプにおけるモータ保護ケ
ースの平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a motor protection case in the submersible pump according to the present invention.

【図9】図8に示したモータ保護ケースの縦断側面図で
ある。
9 is a vertical side view of the motor protection case shown in FIG.

【図10】本発明になる水中ポンプにおける回路保護カ
バーの平面図である。
FIG. 10 is a plan view of a circuit protection cover in the submersible pump according to the present invention.

【図11】図10に示した回路保護カバーの縦断側面図
である。
11 is a vertical side view of the circuit protection cover shown in FIG.

【図12】本発明になる水中ポンプに使用する外転形D
Cブラシレスモータと従来の水中ポンプに使用するモー
タとの特性比較図である。
FIG. 12 is an abduction type D used in the submersible pump according to the present invention.
It is a characteristic comparison figure of a C brushless motor and the motor used for the conventional submersible pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外転形DCブラシレスモータ 2 固定子部 3 固定子鉄芯 4 固定子巻線 5 回転子部 6 ロータヨーク 7 メインマグネット 8 FGマグネット 9 モータ回転軸 11モータフレーム 12 モータ回路基板 12a FGコイルパターン 13a〜13c ホール素子 16 モータ制御回路部 17 DC電源変換回路部 18 アルミニウム放熱板 19 モータ保護ケース 20 回路保護カバー 22 電源ケーブル 23,25 口出し用リング 24 フロートスイッチ用ケーブル 26 フロートスイッチ用支柱 28a,28b フロートスイッチ 30 中間ケーシング 31 ポンプ上ケーシング 32 ポンプ下ケーシング 34 ポンプランナー 1 Outer rotor type DC brushless motor 2 Stator part 3 Stator iron core 4 Stator winding 5 Rotor part 6 Rotor yoke 7 Main magnet 8 FG magnet 9 Motor rotating shaft 11 Motor frame 12 Motor circuit board 12a FG coil pattern 13a- 13c Hall element 16 Motor control circuit section 17 DC power conversion circuit section 18 Aluminum heat sink 19 Motor protection case 20 Circuit protection cover 22 Power cable 23, 25 Lead-out ring 24 Float switch cable 26 Float switch column 28a, 28b Float switch 30 Intermediate casing 31 Pump upper casing 32 Pump lower casing 34 Pump runner

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 速度検出手段を内蔵した外転形DCブラ
シレスモータと、この外転形DCブラシレスモータを縦
置きに内蔵してその下方に回転軸を突出させるモータ保
護ケースと、前記外転形DCブラシレスモータの上方に
位置するように設置されてモータ制御回路と電源回路を
実装した回路基板と、前記モータ保護ケースにねじ締め
結合されて前記外転形DCブラシレスモータ及び回路基
板を設置した空間を水密状態に閉塞する回路保護カバー
と、前記モータ保護ケースの下方に突出した回転軸に取
り付けたポンプランナーを含むポンプ部とを備えたこと
を特徴とする水中ポンプ。
1. An outer rotation type DC brushless motor having a built-in speed detecting means, a motor protection case having the outer rotation type DC brushless motor installed vertically so as to project a rotary shaft thereunder, and the outer rotation type DC brushless motor. A circuit board installed above the DC brushless motor and mounting a motor control circuit and a power supply circuit, and a space in which the abduction type DC brushless motor and the circuit board are installed by being screwed to the motor protection case. A submersible pump comprising: a circuit protection cover that closes the water-tight state; and a pump section that includes a pump runner that is attached to a rotating shaft that projects downward from the motor protection case.
【請求項2】 請求項1において、前記モータ制御回路
と電源回路は、それぞれ別の回路基板に実装して前記外
転形DCブラシレスモータの上方に2段に設置したこと
を特徴とする水中ポンプ。
2. The submersible pump according to claim 1, wherein the motor control circuit and the power supply circuit are mounted on separate circuit boards and are installed in two stages above the outer rotation type DC brushless motor. .
【請求項3】 請求項1において、前記モータ制御回路
は、前記外転形DCブラシレスモータの固定子巻線への
給電相切り替えを行う相切り替え制御用トランジスタを
アルミニウム放熱板に取り付けて前記回路基板に電気的
に接続したことを特徴とする水中ポンプ。
3. The circuit board according to claim 1, wherein the motor control circuit has a phase switching control transistor mounted on an aluminum radiator plate for switching a feeding phase to a stator winding of the outer rotor type DC brushless motor. A submersible pump characterized by being electrically connected to.
【請求項4】請求項1〜3のうちのいずれか1つの項に
おいて、前記モータ保護ケースと回路保護カバーを合成
樹脂で成形したことを特徴とする水中ポンプ。
4. A submersible pump according to claim 1, wherein the motor protection case and the circuit protection cover are molded of synthetic resin.
【請求項5】 速度検出手段を内蔵した外転形DCブラ
シレスモータと、この外転形DCブラシレスモータを縦
置きに内蔵してその下方に回転軸を突出させるモータ保
護ケースと、前記外転形DCブラシレスモータの上方に
位置するように設置されてモータ制御回路を実装した回
路基板と、前記モータ保護ケースにねじ締め結合されて
前記外転形DCブラシレスモータ及び回路基板を設置し
た空間を水密状態に閉塞する回路保護カバーと、前記モ
ータ保護ケースの下方に突出した回転軸に取り付けたポ
ンプランナーを含むポンプ部とを備えたことを特徴とす
る水中ポンプ。
5. An outer rotation type DC brushless motor having a built-in speed detecting means, a motor protection case in which the outer rotation type DC brushless motor is vertically installed, and a rotary shaft is projected below the outer rotation type DC brushless motor; A circuit board installed above the DC brushless motor and mounting a motor control circuit, and a space in which the abduction DC brushless motor and the circuit board are installed by being screwed and coupled to the motor protection case are watertight. A submersible pump comprising: a circuit protection cover that is closed to the inside; and a pump section that includes a pump runner that is attached to a rotating shaft that projects downward from the motor protection case.
【請求項6】 請求項5において、前記モータ制御回路
は、前記外転形DCブラシレスモータの固定子巻線への
給電相切り替えを行う相切り替え制御用トランジスタを
アルミニウム放熱板に取り付けて前記回路基板に電気的
に接続したことを特徴とする水中ポンプ。
6. The circuit board according to claim 5, wherein the motor control circuit mounts a phase switching control transistor for switching a power supply phase to a stator winding of the outer rotor type DC brushless motor on an aluminum radiator plate. A submersible pump characterized by being electrically connected to.
【請求項7】請求項1または5において、前記モータ制
御回路は、フロートスイッチのオン・オフ信号に基づい
て前記外転形DCブラシレスモータの運転及び停止を制
御することを特徴とする水中ポンプ。
7. The submersible pump according to claim 1, wherein the motor control circuit controls the operation and stop of the outer rotation type DC brushless motor based on an on / off signal of a float switch.
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