直流无刷微型水泵原理及应用(众隆)
水泵定义
水泵（water pump）的定义：通常把提升液体、输送液体或使液体增加动能和势能 , 即把原动机的机械能变为液体的动能和势能从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。
直流无刷微型水泵工作原理概述
直流无刷水泵是输送液体或使液体增压的动力机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体具有了动能和势能，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、效率，噪音，振动，寿命，汽蚀等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互以离心力的作用形式来传递能量；叶轮泵有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。离心泵按照控制原理可分为交流水泵和直流水泵；直流水泵又可分为有刷直流水泵、无刷直流水泵；无刷直流水泵又可分为无刷直流连体式水泵，无刷直流电机式水泵、无刷直流磁力隔离式水泵。
一.直流无刷微型离心水泵(连体式)种类
1．按供电方式分
1.1.按供电电压高低分：
1.1.1高电压：一般在1000伏以上
1.1.2．低电压：36-1000伏
1.1.3．安全电压：36伏以下
1.2.按水泵功率大小分：
1.2.1．特大型水泵：一般在1000kw以上
1.2.2．大型水泵：一般在10-100 kw以上
1.2.3．小型水泵：一般在0.5-10 kw以上
1.1.4．微型水泵:一般在职在0.5 kw以下
1.3.按供电压方式分
1.3.1．交流微型水泵
1.3.2．直流微型水泵
2.直流无刷微型水泵按结构分：
2.1．直流有刷离心水泵
2.2．直流无刷离心水泵
3．直流无刷微型水泵按结构分（东莞众隆泵业）
3.1．直流无刷微型离心水泵（电机式）
3.2．直流无刷微型离心水泵（磁力驱动隔离式）
3.3．直流无刷微型离心水泵（连体式）
3.4．直流无刷微型电磁水泵
3.5．直流无刷微型齿轮水泵
3.6．直流无刷微型容积积泵
3.7．直流无刷微型隔膜水泵
3.8．直流无刷微型转子水泵
4.直流无刷微型水泵的特点：
体积小，效益高95%，安全环保，寿命长可达3万小时，完全解决了有刷水泵长期无法解决水泵的渗漏，滴漏的问题。
4.1.微型交流水泵：
4.1.1.三相交流微型离心水泵
三相交流水泵，是通以三相互为120度相位角的50HZ的频率变化的交流电，其转速在3000转/分钟才以下，交流水泵里面没有电子元器件，可以耐高温；能量转换效比较低，一般在30%左右，多用于工矿，要求扬，程流量，功率比较大的场所
优点：价格便宜，生产厂家也比较多
4.1.2.单相交流微型水泵
单相交流水泵，是通过一相50HZ的频率变化交流电和一个移相电容，产生电位相所电机转起来，其转速很低，交流水泵里面没有电子元器件，可以耐高温，功率一般在1千佤以下，扬程，流量都要相对较小。
优点：体积小重量轻,价格便宜，生产厂家也比较多
4.1.3.有刷直流微型水泵：
有刷水泵工作时，线圈和换向器同轴旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随着电机转动的换向器和电刷来完成，只要电机转轴转动，碳刷就会产生磨损，有刷水泵运行到一定的时候，碳刷磨损间隙变大，电弧声，电炎花，噪音也会随之增大，碳刷与换向器相磨连续运行几百小时到上千小时之后就易损坏。
优点：价格低廉,易上线批量生产。
4.1.4.无刷电机式直流水泵：
无刷直流微型离心水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。电机的轴与叶轮连在一起，水泵的定子和转子之间是有间隙的，使用时间长了水会渗透进入电机里增加了电机烧坏的可能。
优点：无刷直流电机已标准化，有专门的厂家大批生产，成本比较低，效率高。
4.1.5.直流无刷微型水泵：
无刷直流水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷和换向器换向，采用高性能耐磨陶瓷轴（氧化锆）及陶瓷轴套或石墨轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流连体水泵的寿命大大增强了。连体式水泵的定子部分和转子部分完全隔离；水泵的转子腔和水泵的泵腔是连体的，泵腔的水可进入转子腔，从而泵腔进入转子的水有俩个作用，一是使转子的转轴套与轴起到润滑作用，二是泵腔水对转子腔有冷却降温作用（在液体温相对低时），但是泵腔和转子腔与定子及电子控制板是完全隔离的；定子和电路板部分采用环氧树脂灌封，100%防水，转子部分采用永磁磁铁，水泵机身采用环保材料，噪音低，体积小，性能稳定。可以通过定子的绕线调节各种所需的参数，可以宽电压运行。
优点：
A.寿命长，可达20000小时;噪音低可达30dB以下，可用于热水循环。
B.电机的定子和电路板部分采用环氧树脂灌封并与转子完全隔离，可以水下安装而且完全防水，IP等级可达到IP68，水泵的轴心采用高性能陶瓷轴，精度高，抗震性好。
C.可实现无级调速,
5.直流无刷微型水泵参数性能（众隆水泵）
1.ZL25系列
1.1.电压范围： 4.5VDC-12VDC;
1.2.扬程范围： 0.5m-1.6m;
1.3.流量范围： 30-100L/H
1.4.噪音范围: 30dB±10%
2.ZL32系列
2.1.电压范围： 6VDC-24VDC;
2.2.扬程范围：0.5m-5m;
2.3.流量范围：60-300L/H
2.4.噪音范围: 35dB±10%
3.ZL38系列:
3.1.电压范围：12VDC-36VDC;
3.2.扬程范围：1.5m-13m;
3.3.流量范围：100-700L/H
3.4.噪音范围: 40dB±10%
4.ZL50系列:
4.1.电压范围：12VDC-24VDC;
4.2.扬程范围：1.5m-16m;
4.3.流量范围：1030-3500L/H
4.4.噪音范围: 40dB±10%
5.ZL60系列:
5.1.电压范围：直流12VDC-24VDC;
5.2.扬程范围：1.5m-16m;
5.3.流量范围：1030-3500L/H
5.4.噪音范围: 45dB±10%
6.直流无刷微型水泵特点：
特点：
6.1.寿命长，无需保养，体积小效率高，功耗低
6.2.设计结构优良：水泵头泵腔与电机转子空腔联通，电机转子空腔与电机定子完全隔离，做到完全防水防渗漏，使水泵与电机部构成一个整体，形成结构紧凑，体积小，防振好，噪音小并电机水泵效率高。
6.3.安全卫生，环保节能（因是无刷是电子控制换向固无电火花产生，无碳刷粉尘污染，无水渗漏）。
6.4.直流无刷水泵的轴心采用高性能陶瓷轴或氧化锆，精度高，耐磨性好,声音极低，可用于水床不循环，家用电器，医疗保健，汽车，太阳能热淋浴及热水循环等
6.5直流无刷水泵中的直流电机控制部分可以实现PWM调速，模拟信号输入调速，电位器手动调速，可以实现对扬程和流量的自动和手动的调节。
6.6.直流无刷水泵，具有叶轮转子卡死保护，反接保护，过载保护，过流保护，控制为软启动，无冲击，启动功耗小。
6.7.直流无刷水泵可完全潜水，也可不潜水工作（安装位置低于液面即可）
6.8.可实现无级调速
6.9.可根据用户要求定制并按照客户的要求来设计水泵
6.10.三相直流无刷不泵，循环介质可耐100度以上高温。
7.直流无刷微型水泵应用范围：
可用于电脑水冷系统,太阳能热水器，汽车循环散热，医疗保健，饮水机，水暧床垫，咖啡机，太阳能喷泉,桌面喷泉，工艺品，咖啡机，泡茶器，倒酒器，无土栽培，淋浴器，妇洗器，洗牙器，热水器加压 ,热水循环，游泳池水循环过滤,洗脚冲浪按摩盆,冲浪按摩浴缸,汽车冷却循环系统,加油器,加湿器,空调机，洗衣机，医疗器械，冷却系统，卫浴产品。
二.无刷直流微型水泵(连体式)工作原理
直流无刷微型水泵泵的磁铁与叶轮注塑成一体组成电机的转子，转子中间有直接注塑成型的轴套，通过高性能陶瓷轴通过转子套和固定在泵壳体中，电机的定子与电路板部分采用环氧树脂胶灌封于泵体中，定子与转子之间有一层薄壁隔离，无需配以传统的机械轴承，因而是完全密封。电机的扭力是通过矽钢片（定子）上的线圈通电后产生磁场带动转子永磁磁铁（转子）工作运转，转子为多极（N，S极性）永磁体；定子线圈通电的过程，是在霍尔（霍尔元件是磁敏元件）检测磁转子极性的不同，而输出不同的方波信号控制驱动模块，输出驱动电流给定子线圈，使定子线圈通电产生的磁场，转子磁场的磁力与定子线圈的磁力相对作用，产生相对作用的磁场力，使磁转子转动，即两个磁极间的位移角Φ＝0，此时磁系统的磁能最低；当磁极转动到同极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝2π/n，此时磁系统的磁能最大。去掉外力后，由于磁系统的磁极相互排斥，磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动，带动磁转子旋转。
无刷直流水泵是通过霍尔元件靠检测磁转子极性进行的电子换向，无需使用碳刷，磁体转子和定子矽钢片都有多级磁场，当磁性转子相对定子旋转一个角度后会自动改变磁极方向，使转子始终保持同级排斥，从而使无刷直流磁力隔离泵有较高的转速和效率。
直流无刷水泵的定子与转子完全隔离，完全避免了传统的电机式无刷直流水泵存在的液体泄漏问题。而且可以完全潜水使用并且完全防水，同时磁转子和转轴的空腔与水泵泵头腔连通，磁转子和转轴空腔中有水，水可使转子与转轴的滑动磨擦起到润滑作用和降温作用，有效的提高了泵的使用寿命及性能。
三.直流无刷微型水泵(连体式)的组成及其特点
1.直流无刷水泵（连体式泵）由泵体（泵前盖，叶片），支架，机壳，后盖，电机定子，轴和永磁转子，PCBA电子控制板等几部分组成：
1.1.前端盖：是水泵上有的进出水口，也是水泵的泵腔。
1.2.磁转子：由稀土永磁材料制成的永磁体与塑胶料注塑成一体，磁体材料工作温度范围广(-45－400℃)，矫顽力高，磁场方向具有很好的各向异性，在同极相接近时也不会发生退磁现象，是一种很好的磁场源。
1.3.支架:支架内是转子腔, 支架外是定子线包的支撑架；
1.4．机壳：是电机的罩壳，起到保护电机线包及电机控制板PCBA的
作用；
1.5，电机定子：电机定子是由矽钢片和绕在矽钢片上的线圈组成的。
1.6．轴：轴是由不锈钢或氧化锆制成，它是将水泵的前端盖（泵腔）与机架联在一起，轴是静止不动的；
1.7．永磁转子：永磁转子是将永磁体与塑胶，轴注塑在一起形成磁转子。
1.8．PCBA：PCBA是水泵电机的控制部分，它是由霍尔检测元件与电子功率模块组成水泵电机的驱动模块。
2.隔离件
在采用金属隔离套时，隔离套处于一个正弦交变的磁场中，在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。涡流的表达式为：其中Pe－涡流；K—常数；n—泵的额定转速；T－磁传动力矩；F－隔套内的压力；D－隔套内径；一材料的电阻率； —材料的抗拉强度。当泵设计好后，n、T是工况给定的，要降低涡流只能从F、D等方面考虑。选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套，在降低涡流方面效果十分明显。
3.轴套
由于无刷直流水泵是通过通电线圈带动转子旋转来工作的，旋转为了保持转子转动的平稳及噪音，采用高性能陶瓷轴（或怕怕氧化）与轴套（高润滑，高耐磨的塑料或石墨）配合，可以达到很高的精度，有效的减少了旋转阻力及噪音。
4.滑动轴承
直流无刷水泵滑动轴套的材料有工程塑料塑钢（POM）或陶瓷。由于塑钢（POM）及陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能，所以直流无刷水泵的滑动轴多采用工程陶瓷或氧化锆制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小，所以轴套间隙不得过小，以免发生抱轴事故。
由于直流无刷水泵的滑动轴套以所输送的介质进行润滑，所以应根据不同的介质及使用工况，选用不同的材质制作轴套。
5.保护措施
5.1. 当磁转子传动器的从动部件在过载情况下运行时，传动器的从动部件会在轴上打滑，有效的保护了电机。
5.2. 水泵运转时，必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的1%左右，内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时，将导致介质温度高于永磁体的工作温度，使内磁转子逐步失去磁性，使磁力传动器失效。当介质为水或基它液体时，可使环隙区域的温升维持在3-5℃；当介质为烃或油时，可使环隙区域的温升维持在5-8℃。
四.直流无刷水泵的优点
磁力泵是一种通过磁力传动来实现无接触力矩传递从而以静密封取代动密封，使泵达到完全无泄漏。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患，有力地保证了职工的身心健康和安全生产。
与电机式直流无刷水泵相比，连体式直流无刷水泵具有以下优点：
1．泵轴由动态变成静态，泵轴套由静态变成动态，且磁转子腔与定子线圈及电子控制部分完全隔离，彻底避免了介质泄漏，
2．水泵头与电机部分只组装成一个整体后，才可检测各项水泵及电机的性能，所以组装直流无刷水泵时，减少了组装件降低了材料成本和人工成本，使用更广，可以水陆两用，并且完全防水。
3．由于泵腔与转子腔是连通的，无需独立润滑液和冷却水，降低了能耗。
4．功耗小、效率高，且具有阻尼减振作用，减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。
5．过载时转子会在陶瓷轴上打滑，对电机、泵有保护作用。
五.直流无刷微型水泵的使用注意事项
1．防止颗粒进入
1.1.不允许有铁磁杂质、颗粒进入泵头和转子腔；
1.2.输送易结晶或沉淀的介质后要及时冲洗(停泵后向泵腔内灌注清水，运转1min后排放干净)，以保障滑动轴套的使用寿命；
1.3.输送含有固体颗粒的介质时，应在泵流管入口处过滤罩。
2．防止退磁
2.1.磁体退磁的原因很多，但最主要的是温度的原因，应在规定温度条件下运行，严禁介质温度超标。
2.2.降温：将泵腔内的液体与转子腔液体对流降温。
2.3.可在水泵隔离套外表面装设铂电阻温度传感器检测环隙区域的温升，以便温度超限时能及时做停机保护和报警。
六.直流无刷微型水泵的选购
直流无刷水泵的规格型号种类很多，在设计装置设备时，要确定水泵的用途和性能参数并选择泵型。那么以什么原则来选购直流水泵呢？
1.直流无刷微型水泵选型原则
1.1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度等工艺参数的要求，最重要的是确定电压，最高扬程，以及在扬程多高的时候达到多少流量。详情请参考扬程-流量曲线图。
1.2．选择性价比高，性能质量好，售后服务有保障正规生产厂家。
1.3．必须满足介质特性的要求
对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的水泵，要求轴套材质选择用耐磨阻燃材料并要采用无泄漏的水泵，如连体式泵和隔离工式电磁泵。
对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如氟塑料耐腐蚀泵。
对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴套用采用清洁液体冲洗。
1.4．机械方面要求可靠性高、噪声低、振动小。
1.5．正确计算泵采购的投入成本，对泵生产厂家进行考察，要求其设备质量好，售后服务好，备件能及时供应。
1.6．初次先型采购水泵，货比三家，再根据产品的性价比，三包质量保证，售后服务保障比较，精确的计算泵的价格，然后选择能够达到自己要求的价格的产品。但对于用户而言，直流无刷泵在使用过程中起到的作用远远高于当初购买它而花费的成本，这样，必须将泵出现问题和故障时浪费的工作时间和维修费用也计算到整体成本当中去；同样的，泵在运转过程中将耗费大量的电能，长年累月下来，一台小小的泵消耗的电能是让人咂舌的。
经过国外一些泵厂对售出产品的跟踪调查显示，水泵在其使用寿命中耗费的最大资金不是初次的采购成本，也不是维护费用，而是其消耗的电能。吃惊的发现原来泵消耗的电能价值已经远远超过了其本身的采购成本和维护费用，再考虑到其本身的使用效率、噪音、人工维护等原因，我们还有什么理由去购买那些质次价低的的“水货”产品呢？
直流无刷水泵与直流有刷水泵及交流性能参数是完全不一样的，其泵的原理都是一样的，同类型的直流无刷水泵里面的结构、部件也是大同小异，最大的差异体现在部件的选材、做工和质量。和其他产品不一样的是，水泵的部件成本差异是十分显著的，差距大到一般人都无法想象。比如一个很小的轴封，便宜的几毛钱就可以买到，而好的产品却要几十甚至上百元，可想而知采用这两种产品制造出来的产品差距有多大，而让人担忧的是，在前期使用过程中它们几乎是没有差别的。上百上千倍的价格差距体现在产品的性能和使用期限上。短命（几个月）、噪音（一两个月后出现）、漏液（两三个月后出现）等现象接连不断的发生，让许多用户后悔开始不该省中间的差价。而使用过程中的大噪音和高热量实际上是宝贵的电能转换为了没有用的动能（机械摩擦）与热能，实际做的有效功（抽水）却少得可怜。
七.无刷直流水泵的安装使用注意事项
1.无刷直流水泵的安装连接:
1.1.无刷直流水泵的最佳安装是水平安装,出水口朝上(如要有其它方式的安装,应在采购时说明,以便将水泵的各项参数调在最佳的工作状态);
1.2.水泵底部要安装防振垫棉,在选择我们众隆公司的直流无刷微型水泵时有专用的防振垫.
1.3.进出水口处应用硅胶软管连接
1.4.自来水管路中安装水泵,若用硬性管连接,在选用我众隆水泵时，进出水口都有标准螺纹联接.
1.5.安装水泵时严禁碰撞敲打;
1.6.根据水泵的工作要求进行安装使用(在采购水泵时就要说明:工作环境,工作的循环液温度,工作电源电压,上电试泵时注意水泵的电源极性,严禁电源极性接反等);
1.7.水泵安装处远离强磁性物体;
2.水泵使用中的保护
2.1.严禁水泵无水于抽；
2.2.严禁水泵长期暴露在太阳光下热晒水淋;
2.3,严禁使用强酸碱(酸碱浓度≤PH5-10)盐（40%）；
2.4．保持水泵外表及介质的清洁；
2.5．使用后的水泵如长时间不用时应将水泵取下用清水冲洗凉于包装好，下次再用时，在使用上电前将清水灌入清后倒出泵内水，后用手轻轻摇动水泵，有感水泵内有响动，再上60%-80%的额定工作电压试泵。
3.常见問题处理
3.1.水泵上电不转无任何响声：检查电源线路及接线。
3.2.水泵上电不转有嗡嗡响声：检查电源功率是否太小（供电电源功率应≥1.5倍水泵功率），检查水泵转子是否有脏物堵转;
3.3.水泵工作抽不出水:水泵泵腔内有空气或水管内有空气;排出空气,并将水泵反复启动停止3次以上并让水泵工作几分钟后就可正常出水;
3.4,水泵工作达不到应有的杨程和流量: 水泵泵腔内有空气或水管内有空气,将水泵反复启动停止3次以上;
3.5.水泵运转时有异常的声音:泵腔内可能有异物,清洗泵腔
3.6.水泵电机发热: 检查水泵转子是否有堵转,电源供电是否正常,水泵电机泵体损坏进水
3.7.振动声音大并有较大噪单:试验;将水泵放在棹面上或木板上接上额定的工作电压时,有很大的振动并有噪音时,若将正在工作中的水泵拿在手上,手感振动但无噪音,说明可能是转子偏心,轴孔变大或叶片损坏,变形.处理:轻微振动:并有噪音,加装防震软体棉或海棉垫片防振;严重振动及较大的噪音时换转子.
3.8.水泵上电工作期噪音大;检查水泵泵腔内是否有异物,转子及转轴是否正常,垫片,转轴,前端盖及泵体是否完好,电源电压是否正常;
3.9.水泵轴折断。水泵的泵轴采用的材料是99%的氧化铝瓷，泵轴折断的主要原因是，因为泵空运转，轴承干磨而将轴扭断。拆开泵检查时可看到轴承已磨损严重预防泵折断的主要办法是避免泵的空运转。
3.10.水泵轴套磨损，轴套孔径变形。直流无刷水泵的轴套采用的材料是高耐磨（POM）塑胶，或石墨轴套，如遇泵断水或泵内有杂质，就会造成轴套的损坏或轴套孔径变形。圆筒形联轴器内外磁转子间的同轴度要求若得不到保证，也会直接影响轴套的寿命。
3.11.水泵打不出液体。水泵打不出液体是水泵最易出现的故障，其原因也较多。首先应检查水泵腔是否有气或水泵腔漏气的地方，水泵内灌注的液体量是否足够，泵腔内是否有杂物堵塞，还应查一查泵是否反转(尤其是在换过电机后或供电线路检修过后)。通过以上检查水泵转子轴套与轴的配松紧以及转子轴套与前端盖与机壳的间隙、是否配合的好，整个转子可否有少量轴向移动。若轴向移动困难，可检查轴套是否与轴结合的过于紧或轴套前端盖机壳端面是否有少量间隙。
在考虑转速是否够时，先要检查电机本身的转速是否正常，可用转速计进行测量，在电机转速正常的情况下，可考虑是否会出现磁力联轴器的滑脱。
八.采购直流无刷微型水泵的成本核算
在选择水泵时，单价是非常的重要，但全面的比较考虑，具体从以下几方面对比：
2.1.水泵的寿命：正常工作的年限的比较,直流有刷微型水泵的寿命一般在2000小时左右;而直流无刷水泵的寿命在20000小时左右。
2.2.水泵的性能：噪音小，最小可达到30dB以下，振动，同等功率状态下扬程，流量的比较:直流无刷微型水泵与直流有刷水泵在同等功率参数下噪声要小1/3以下.
2.3.水泵的环保：对介质是否有污染，对环境是否辐射和干拢及节能的比较;直流有刷水泵有电火花干拢,电墨(碳刷)的污染,水渗漏污染.
2.4.外观结构体积：外表是否精美，同等功率下的体积比较;直流无刷水泵与直流有刷水泵在同等级性能的条件2/3。
2.5.售后服务的承诺及保障：产品的不良率，产品售的质保年限等的比较。
2.6节能方面:直流无刷微型水泵可高达95%以上，比直流有刷微型水泵在同等扬程流量参数等情况下要高1/3左右，比交流水泵要高1/2以上。
2.7安全;直流无刷微型水泵全部使用直流36伏以下的安全电压,无任何的触电微险。
东莞市众隆泵业科技有限公司技术部供稿
水泵定义
水泵（water pump）的定义：通常把提升液体、输送液体或使液体增加动能和势能 , 即把原动机的机械能变为液体的动能和势能从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。
直流无刷微型水泵工作原理概述
直流无刷水泵是输送液体或使液体增压的动力机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体具有了动能和势能，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、效率，噪音，振动，寿命，汽蚀等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互以离心力的作用形式来传递能量；叶轮泵有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。离心泵按照控制原理可分为交流水泵和直流水泵；直流水泵又可分为有刷直流水泵、无刷直流水泵；无刷直流水泵又可分为无刷直流连体式水泵，无刷直流电机式水泵、无刷直流磁力隔离式水泵。
一.直流无刷微型离心水泵(连体式)种类
1．按供电方式分
1.1.按供电电压高低分：
1.1.1高电压：一般在1000伏以上
1.1.2．低电压：36-1000伏
1.1.3．安全电压：36伏以下
1.2.按水泵功率大小分：
1.2.1．特大型水泵：一般在1000kw以上
1.2.2．大型水泵：一般在10-100 kw以上
1.2.3．小型水泵：一般在0.5-10 kw以上
1.1.4．微型水泵:一般在职在0.5 kw以下
1.3.按供电压方式分
1.3.1．交流微型水泵
1.3.2．直流微型水泵
2.直流无刷微型水泵按结构分：
2.1．直流有刷离心水泵
2.2．直流无刷离心水泵
3．直流无刷微型水泵按结构分（东莞众隆泵业）
3.1．直流无刷微型离心水泵（电机式）
3.2．直流无刷微型离心水泵（磁力驱动隔离式）
3.3．直流无刷微型离心水泵（连体式）
3.4．直流无刷微型电磁水泵
3.5．直流无刷微型齿轮水泵
3.6．直流无刷微型容积积泵
3.7．直流无刷微型隔膜水泵
3.8．直流无刷微型转子水泵
4.直流无刷微型水泵的特点：
体积小，效益高95%，安全环保，寿命长可达3万小时，完全解决了有刷水泵长期无法解决水泵的渗漏，滴漏的问题。
4.1.微型交流水泵：
4.1.1.三相交流微型离心水泵
三相交流水泵，是通以三相互为120度相位角的50HZ的频率变化的交流电，其转速在3000转/分钟才以下，交流水泵里面没有电子元器件，可以耐高温；能量转换效比较低，一般在30%左右，多用于工矿，要求扬，程流量，功率比较大的场所
优点：价格便宜，生产厂家也比较多
4.1.2.单相交流微型水泵
单相交流水泵，是通过一相50HZ的频率变化交流电和一个移相电容，产生电位相所电机转起来，其转速很低，交流水泵里面没有电子元器件，可以耐高温，功率一般在1千佤以下，扬程，流量都要相对较小。
优点：体积小重量轻,价格便宜，生产厂家也比较多
4.1.3.有刷直流微型水泵：
有刷水泵工作时，线圈和换向器同轴旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随着电机转动的换向器和电刷来完成，只要电机转轴转动，碳刷就会产生磨损，有刷水泵运行到一定的时候，碳刷磨损间隙变大，电弧声，电炎花，噪音也会随之增大，碳刷与换向器相磨连续运行几百小时到上千小时之后就易损坏。
优点：价格低廉,易上线批量生产。
4.1.4.无刷电机式直流水泵：
无刷直流微型离心水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。电机的轴与叶轮连在一起，水泵的定子和转子之间是有间隙的，使用时间长了水会渗透进入电机里增加了电机烧坏的可能。
优点：无刷直流电机已标准化，有专门的厂家大批生产，成本比较低，效率高。
4.1.5.直流无刷微型水泵：
无刷直流水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷和换向器换向，采用高性能耐磨陶瓷轴（氧化锆）及陶瓷轴套或石墨轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流连体水泵的寿命大大增强了。连体式水泵的定子部分和转子部分完全隔离；水泵的转子腔和水泵的泵腔是连体的，泵腔的水可进入转子腔，从而泵腔进入转子的水有俩个作用，一是使转子的转轴套与轴起到润滑作用，二是泵腔水对转子腔有冷却降温作用（在液体温相对低时），但是泵腔和转子腔与定子及电子控制板是完全隔离的；定子和电路板部分采用环氧树脂灌封，100%防水，转子部分采用永磁磁铁，水泵机身采用环保材料，噪音低，体积小，性能稳定。可以通过定子的绕线调节各种所需的参数，可以宽电压运行。
优点：
A.寿命长，可达20000小时;噪音低可达30dB以下，可用于热水循环。
B.电机的定子和电路板部分采用环氧树脂灌封并与转子完全隔离，可以水下安装而且完全防水，IP等级可达到IP68，水泵的轴心采用高性能陶瓷轴，精度高，抗震性好。
C.可实现无级调速,
5.直流无刷微型水泵参数性能（众隆水泵）
1.ZL25系列
1.1.电压范围： 4.5VDC-12VDC;
1.2.扬程范围： 0.5m-1.6m;
1.3.流量范围： 30-100L/H
1.4.噪音范围: 30dB±10%
2.ZL32系列
2.1.电压范围： 6VDC-24VDC;
2.2.扬程范围：0.5m-5m;
2.3.流量范围：60-300L/H
2.4.噪音范围: 35dB±10%
3.ZL38系列:
3.1.电压范围：12VDC-36VDC;
3.2.扬程范围：1.5m-13m;
3.3.流量范围：100-700L/H
3.4.噪音范围: 40dB±10%
4.ZL50系列:
4.1.电压范围：12VDC-24VDC;
4.2.扬程范围：1.5m-16m;
4.3.流量范围：1030-3500L/H
4.4.噪音范围: 40dB±10%
5.ZL60系列:
5.1.电压范围：直流12VDC-24VDC;
5.2.扬程范围：1.5m-16m;
5.3.流量范围：1030-3500L/H
5.4.噪音范围: 45dB±10%
6.直流无刷微型水泵特点：
特点：
6.1.寿命长，无需保养，体积小效率高，功耗低
6.2.设计结构优良：水泵头泵腔与电机转子空腔联通，电机转子空腔与电机定子完全隔离，做到完全防水防渗漏，使水泵与电机部构成一个整体，形成结构紧凑，体积小，防振好，噪音小并电机水泵效率高。
6.3.安全卫生，环保节能（因是无刷是电子控制换向固无电火花产生，无碳刷粉尘污染，无水渗漏）。
6.4.直流无刷水泵的轴心采用高性能陶瓷轴或氧化锆，精度高，耐磨性好,声音极低，可用于水床不循环，家用电器，医疗保健，汽车，太阳能热淋浴及热水循环等
6.5直流无刷水泵中的直流电机控制部分可以实现PWM调速，模拟信号输入调速，电位器手动调速，可以实现对扬程和流量的自动和手动的调节。
6.6.直流无刷水泵，具有叶轮转子卡死保护，反接保护，过载保护，过流保护，控制为软启动，无冲击，启动功耗小。
6.7.直流无刷水泵可完全潜水，也可不潜水工作（安装位置低于液面即可）
6.8.可实现无级调速
6.9.可根据用户要求定制并按照客户的要求来设计水泵
6.10.三相直流无刷不泵，循环介质可耐100度以上高温。
7.直流无刷微型水泵应用范围：
可用于电脑水冷系统,太阳能热水器，汽车循环散热，医疗保健，饮水机，水暧床垫，咖啡机，太阳能喷泉,桌面喷泉，工艺品，咖啡机，泡茶器，倒酒器，无土栽培，淋浴器，妇洗器，洗牙器，热水器加压 ,热水循环，游泳池水循环过滤,洗脚冲浪按摩盆,冲浪按摩浴缸,汽车冷却循环系统,加油器,加湿器,空调机，洗衣机，医疗器械，冷却系统，卫浴产品。
二.无刷直流微型水泵(连体式)工作原理
直流无刷微型水泵泵的磁铁与叶轮注塑成一体组成电机的转子，转子中间有直接注塑成型的轴套，通过高性能陶瓷轴通过转子套和固定在泵壳体中，电机的定子与电路板部分采用环氧树脂胶灌封于泵体中，定子与转子之间有一层薄壁隔离，无需配以传统的机械轴承，因而是完全密封。电机的扭力是通过矽钢片（定子）上的线圈通电后产生磁场带动转子永磁磁铁（转子）工作运转，转子为多极（N，S极性）永磁体；定子线圈通电的过程，是在霍尔（霍尔元件是磁敏元件）检测磁转子极性的不同，而输出不同的方波信号控制驱动模块，输出驱动电流给定子线圈，使定子线圈通电产生的磁场，转子磁场的磁力与定子线圈的磁力相对作用，产生相对作用的磁场力，使磁转子转动，即两个磁极间的位移角Φ＝0，此时磁系统的磁能最低；当磁极转动到同极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝2π/n，此时磁系统的磁能最大。去掉外力后，由于磁系统的磁极相互排斥，磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动，带动磁转子旋转。
无刷直流水泵是通过霍尔元件靠检测磁转子极性进行的电子换向，无需使用碳刷，磁体转子和定子矽钢片都有多级磁场，当磁性转子相对定子旋转一个角度后会自动改变磁极方向，使转子始终保持同级排斥，从而使无刷直流磁力隔离泵有较高的转速和效率。
直流无刷水泵的定子与转子完全隔离，完全避免了传统的电机式无刷直流水泵存在的液体泄漏问题。而且可以完全潜水使用并且完全防水，同时磁转子和转轴的空腔与水泵泵头腔连通，磁转子和转轴空腔中有水，水可使转子与转轴的滑动磨擦起到润滑作用和降温作用，有效的提高了泵的使用寿命及性能。
三.直流无刷微型水泵(连体式)的组成及其特点
1.直流无刷水泵（连体式泵）由泵体（泵前盖，叶片），支架，机壳，后盖，电机定子，轴和永磁转子，PCBA电子控制板等几部分组成：
1.1.前端盖：是水泵上有的进出水口，也是水泵的泵腔。
1.2.磁转子：由稀土永磁材料制成的永磁体与塑胶料注塑成一体，磁体材料工作温度范围广(-45－400℃)，矫顽力高，磁场方向具有很好的各向异性，在同极相接近时也不会发生退磁现象，是一种很好的磁场源。
1.3.支架:支架内是转子腔, 支架外是定子线包的支撑架；
1.4．机壳：是电机的罩壳，起到保护电机线包及电机控制板PCBA的
作用；
1.5，电机定子：电机定子是由矽钢片和绕在矽钢片上的线圈组成的。
1.6．轴：轴是由不锈钢或氧化锆制成，它是将水泵的前端盖（泵腔）与机架联在一起，轴是静止不动的；
1.7．永磁转子：永磁转子是将永磁体与塑胶，轴注塑在一起形成磁转子。
1.8．PCBA：PCBA是水泵电机的控制部分，它是由霍尔检测元件与电子功率模块组成水泵电机的驱动模块。
2.隔离件
在采用金属隔离套时，隔离套处于一个正弦交变的磁场中，在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。涡流的表达式为：其中Pe－涡流；K—常数；n—泵的额定转速；T－磁传动力矩；F－隔套内的压力；D－隔套内径；一材料的电阻率； —材料的抗拉强度。当泵设计好后，n、T是工况给定的，要降低涡流只能从F、D等方面考虑。选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套，在降低涡流方面效果十分明显。
3.轴套
由于无刷直流水泵是通过通电线圈带动转子旋转来工作的，旋转为了保持转子转动的平稳及噪音，采用高性能陶瓷轴（或怕怕氧化）与轴套（高润滑，高耐磨的塑料或石墨）配合，可以达到很高的精度，有效的减少了旋转阻力及噪音。
4.滑动轴承
直流无刷水泵滑动轴套的材料有工程塑料塑钢（POM）或陶瓷。由于塑钢（POM）及陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能，所以直流无刷水泵的滑动轴多采用工程陶瓷或氧化锆制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小，所以轴套间隙不得过小，以免发生抱轴事故。
由于直流无刷水泵的滑动轴套以所输送的介质进行润滑，所以应根据不同的介质及使用工况，选用不同的材质制作轴套。
5.保护措施
5.1. 当磁转子传动器的从动部件在过载情况下运行时，传动器的从动部件会在轴上打滑，有效的保护了电机。
5.2. 水泵运转时，必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的1%左右，内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时，将导致介质温度高于永磁体的工作温度，使内磁转子逐步失去磁性，使磁力传动器失效。当介质为水或基它液体时，可使环隙区域的温升维持在3-5℃；当介质为烃或油时，可使环隙区域的温升维持在5-8℃。
四.直流无刷水泵的优点
磁力泵是一种通过磁力传动来实现无接触力矩传递从而以静密封取代动密封，使泵达到完全无泄漏。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患，有力地保证了职工的身心健康和安全生产。
与电机式直流无刷水泵相比，连体式直流无刷水泵具有以下优点：
1．泵轴由动态变成静态，泵轴套由静态变成动态，且磁转子腔与定子线圈及电子控制部分完全隔离，彻底避免了介质泄漏，
2．水泵头与电机部分只组装成一个整体后，才可检测各项水泵及电机的性能，所以组装直流无刷水泵时，减少了组装件降低了材料成本和人工成本，使用更广，可以水陆两用，并且完全防水。
3．由于泵腔与转子腔是连通的，无需独立润滑液和冷却水，降低了能耗。
4．功耗小、效率高，且具有阻尼减振作用，减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。
5．过载时转子会在陶瓷轴上打滑，对电机、泵有保护作用。
五.直流无刷微型水泵的使用注意事项
1．防止颗粒进入
1.1.不允许有铁磁杂质、颗粒进入泵头和转子腔；
1.2.输送易结晶或沉淀的介质后要及时冲洗(停泵后向泵腔内灌注清水，运转1min后排放干净)，以保障滑动轴套的使用寿命；
1.3.输送含有固体颗粒的介质时，应在泵流管入口处过滤罩。
2．防止退磁
2.1.磁体退磁的原因很多，但最主要的是温度的原因，应在规定温度条件下运行，严禁介质温度超标。
2.2.降温：将泵腔内的液体与转子腔液体对流降温。
2.3.可在水泵隔离套外表面装设铂电阻温度传感器检测环隙区域的温升，以便温度超限时能及时做停机保护和报警。
六.直流无刷微型水泵的选购
直流无刷水泵的规格型号种类很多，在设计装置设备时，要确定水泵的用途和性能参数并选择泵型。那么以什么原则来选购直流水泵呢？
1.直流无刷微型水泵选型原则
1.1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度等工艺参数的要求，最重要的是确定电压，最高扬程，以及在扬程多高的时候达到多少流量。详情请参考扬程-流量曲线图。
1.2．选择性价比高，性能质量好，售后服务有保障正规生产厂家。
1.3．必须满足介质特性的要求
对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的水泵，要求轴套材质选择用耐磨阻燃材料并要采用无泄漏的水泵，如连体式泵和隔离工式电磁泵。
对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如氟塑料耐腐蚀泵。
对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴套用采用清洁液体冲洗。
1.4．机械方面要求可靠性高、噪声低、振动小。
1.5．正确计算泵采购的投入成本，对泵生产厂家进行考察，要求其设备质量好，售后服务好，备件能及时供应。
1.6．初次先型采购水泵，货比三家，再根据产品的性价比，三包质量保证，售后服务保障比较，精确的计算泵的价格，然后选择能够达到自己要求的价格的产品。但对于用户而言，直流无刷泵在使用过程中起到的作用远远高于当初购买它而花费的成本，这样，必须将泵出现问题和故障时浪费的工作时间和维修费用也计算到整体成本当中去；同样的，泵在运转过程中将耗费大量的电能，长年累月下来，一台小小的泵消耗的电能是让人咂舌的。
经过国外一些泵厂对售出产品的跟踪调查显示，水泵在其使用寿命中耗费的最大资金不是初次的采购成本，也不是维护费用，而是其消耗的电能。吃惊的发现原来泵消耗的电能价值已经远远超过了其本身的采购成本和维护费用，再考虑到其本身的使用效率、噪音、人工维护等原因，我们还有什么理由去购买那些质次价低的的“水货”产品呢？
直流无刷水泵与直流有刷水泵及交流性能参数是完全不一样的，其泵的原理都是一样的，同类型的直流无刷水泵里面的结构、部件也是大同小异，最大的差异体现在部件的选材、做工和质量。和其他产品不一样的是，水泵的部件成本差异是十分显著的，差距大到一般人都无法想象。比如一个很小的轴封，便宜的几毛钱就可以买到，而好的产品却要几十甚至上百元，可想而知采用这两种产品制造出来的产品差距有多大，而让人担忧的是，在前期使用过程中它们几乎是没有差别的。上百上千倍的价格差距体现在产品的性能和使用期限上。短命（几个月）、噪音（一两个月后出现）、漏液（两三个月后出现）等现象接连不断的发生，让许多用户后悔开始不该省中间的差价。而使用过程中的大噪音和高热量实际上是宝贵的电能转换为了没有用的动能（机械摩擦）与热能，实际做的有效功（抽水）却少得可怜。
七.无刷直流水泵的安装使用注意事项
1.无刷直流水泵的安装连接:
1.1.无刷直流水泵的最佳安装是水平安装,出水口朝上(如要有其它方式的安装,应在采购时说明,以便将水泵的各项参数调在最佳的工作状态);
1.2.水泵底部要安装防振垫棉,在选择我们众隆公司的直流无刷微型水泵时有专用的防振垫.
1.3.进出水口处应用硅胶软管连接
1.4.自来水管路中安装水泵,若用硬性管连接,在选用我众隆水泵时，进出水口都有标准螺纹联接.
1.5.安装水泵时严禁碰撞敲打;
1.6.根据水泵的工作要求进行安装使用(在采购水泵时就要说明:工作环境,工作的循环液温度,工作电源电压,上电试泵时注意水泵的电源极性,严禁电源极性接反等);
1.7.水泵安装处远离强磁性物体;
2.水泵使用中的保护
2.1.严禁水泵无水于抽；
2.2.严禁水泵长期暴露在太阳光下热晒水淋;
2.3,严禁使用强酸碱(酸碱浓度≤PH5-10)盐（40%）；
2.4．保持水泵外表及介质的清洁；
2.5．使用后的水泵如长时间不用时应将水泵取下用清水冲洗凉于包装好，下次再用时，在使用上电前将清水灌入清后倒出泵内水，后用手轻轻摇动水泵，有感水泵内有响动，再上60%-80%的额定工作电压试泵。
3.常见問题处理
3.1.水泵上电不转无任何响声：检查电源线路及接线。
3.2.水泵上电不转有嗡嗡响声：检查电源功率是否太小（供电电源功率应≥1.5倍水泵功率），检查水泵转子是否有脏物堵转;
3.3.水泵工作抽不出水:水泵泵腔内有空气或水管内有空气;排出空气,并将水泵反复启动停止3次以上并让水泵工作几分钟后就可正常出水;
3.4,水泵工作达不到应有的杨程和流量: 水泵泵腔内有空气或水管内有空气,将水泵反复启动停止3次以上;
3.5.水泵运转时有异常的声音:泵腔内可能有异物,清洗泵腔
3.6.水泵电机发热: 检查水泵转子是否有堵转,电源供电是否正常,水泵电机泵体损坏进水
3.7.振动声音大并有较大噪单:试验;将水泵放在棹面上或木板上接上额定的工作电压时,有很大的振动并有噪音时,若将正在工作中的水泵拿在手上,手感振动但无噪音,说明可能是转子偏心,轴孔变大或叶片损坏,变形.处理:轻微振动:并有噪音,加装防震软体棉或海棉垫片防振;严重振动及较大的噪音时换转子.
3.8.水泵上电工作期噪音大;检查水泵泵腔内是否有异物,转子及转轴是否正常,垫片,转轴,前端盖及泵体是否完好,电源电压是否正常;
3.9.水泵轴折断。水泵的泵轴采用的材料是99%的氧化铝瓷，泵轴折断的主要原因是，因为泵空运转，轴承干磨而将轴扭断。拆开泵检查时可看到轴承已磨损严重预防泵折断的主要办法是避免泵的空运转。
3.10.水泵轴套磨损，轴套孔径变形。直流无刷水泵的轴套采用的材料是高耐磨（POM）塑胶，或石墨轴套，如遇泵断水或泵内有杂质，就会造成轴套的损坏或轴套孔径变形。圆筒形联轴器内外磁转子间的同轴度要求若得不到保证，也会直接影响轴套的寿命。
3.11.水泵打不出液体。水泵打不出液体是水泵最易出现的故障，其原因也较多。首先应检查水泵腔是否有气或水泵腔漏气的地方，水泵内灌注的液体量是否足够，泵腔内是否有杂物堵塞，还应查一查泵是否反转(尤其是在换过电机后或供电线路检修过后)。通过以上检查水泵转子轴套与轴的配松紧以及转子轴套与前端盖与机壳的间隙、是否配合的好，整个转子可否有少量轴向移动。若轴向移动困难，可检查轴套是否与轴结合的过于紧或轴套前端盖机壳端面是否有少量间隙。
在考虑转速是否够时，先要检查电机本身的转速是否正常，可用转速计进行测量，在电机转速正常的情况下，可考虑是否会出现磁力联轴器的滑脱。
八.采购直流无刷微型水泵的成本核算
在选择水泵时，单价是非常的重要，但全面的比较考虑，具体从以下几方面对比：
2.1.水泵的寿命：正常工作的年限的比较,直流有刷微型水泵的寿命一般在2000小时左右;而直流无刷水泵的寿命在20000小时左右。
2.2.水泵的性能：噪音小，最小可达到30dB以下，振动，同等功率状态下扬程，流量的比较:直流无刷微型水泵与直流有刷水泵在同等功率参数下噪声要小1/3以下.
2.3.水泵的环保：对介质是否有污染，对环境是否辐射和干拢及节能的比较;直流有刷水泵有电火花干拢,电墨(碳刷)的污染,水渗漏污染.
2.4.外观结构体积：外表是否精美，同等功率下的体积比较;直流无刷水泵与直流有刷水泵在同等级性能的条件2/3。
2.5.售后服务的承诺及保障：产品的不良率，产品售的质保年限等的比较。
2.6节能方面:直流无刷微型水泵可高达95%以上，比直流有刷微型水泵在同等扬程流量参数等情况下要高1/3左右，比交流水泵要高1/2以上。
2.7安全;直流无刷微型水泵全部使用直流36伏以下的安全电压,无任何的触电微险。
东莞市众隆泵业科技有限公司技术部供稿
