本實用新型涉及電機領(lǐng)域，尤其涉及一種血泵用雙冗余電機。

背景技術(shù)：

日前，國內(nèi)外對無刷電機的多繞組余度設(shè)計方面做了一些有益嘗試，較大的提高了無刷電機的穩(wěn)定性和可靠性。但部分領(lǐng)域的雙余度電機的設(shè)計尚未成熟，如：人工輔助心臟領(lǐng)域。人工輔助心臟對電機的尺寸、重量、溫升以及運行的可靠性等性能指標有嚴格的要求，故要實現(xiàn)人工輔助心臟中的血泵用電機的冗余設(shè)計，又不增大其體積，十分困難。

中國專利文獻公開號CN102247628A公開了一種可植入式磁液懸浮型離心血泵，其包括上殼體組件、下殼體組件及葉輪組件，葉輪組件位于上殼體組件與下殼體組件之間，所述上殼體組件包括上殼體、線圈、定子鐵芯和上端蓋，線圈和定子鐵芯安裝在上殼體內(nèi)，上殼體與上端蓋固定連接，下殼體組件包括下殼體、線圈、定子鐵芯、上端蓋、中心軸殼體、心軸、磁懸浮靜磁環(huán)、墊片和底座，線圈和定子鐵芯安裝在下殼體內(nèi)，下殼體與下端蓋固定連接，中心軸殼體與下殼體構(gòu)成一整體。這種結(jié)構(gòu)的電機中的線圈由于沒有明顯的支撐結(jié)構(gòu)，在磁力的作用下，易受到定子鐵芯或者其他部件擠壓而發(fā)生變形，從而使得離心血泵的穩(wěn)定性和可靠性大打折扣。另外，已公開專利中葉輪外側(cè)磁鋼為扇形結(jié)構(gòu)，占用空間較大，使得葉輪的空間利用率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提出一種血泵用雙冗余電機，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，占用體積小，而且其定子繞組固定牢固， 不易變形，具有較高的穩(wěn)定性。

為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

本實用新型提供了一種血泵用雙冗余電機，包括泵殼體、位于所述泵殼體兩側(cè)的端蓋、固定在所述端蓋內(nèi)部的定子、位于泵殼體內(nèi)部的中心軸、以及套設(shè)在所述中心軸上的轉(zhuǎn)子，兩個所述定子關(guān)于所述轉(zhuǎn)子呈對稱分布，所述定子包括殼支架、隔離片、鐵芯以及多個繞組，多個所述繞組嵌入至所述殼支架內(nèi)，所述隔離片位于多個所述繞組的一側(cè)，通過灌封處理將所述殼支架、所述隔離片以及多個所述繞組固為一體，形成扁平狀結(jié)構(gòu)，所述鐵芯與所述扁平狀結(jié)構(gòu)可拆卸連接，所述轉(zhuǎn)子位于兩個所述隔離片之間。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述殼支架上設(shè)置有多個與所述繞組外形相適配的型腔，所述繞組嵌入至所述型腔內(nèi)。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述隔離片配置為由氧化鋯陶瓷材料制成的結(jié)構(gòu)。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述中心軸包括軸底座、靜磁環(huán)組件以及螺母，所述軸底座上設(shè)置有螺桿，所述螺桿與所述軸底座一體成型，所述靜磁環(huán)組件固定在螺桿上，所述螺母位于所述靜磁環(huán)組件的一側(cè)，且與所述螺桿螺紋配合。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述中心軸還包括軸殼體，所述軸底座包括第一結(jié)合部和第二結(jié)合部，所述螺桿固定在所述第一結(jié)合部，所述軸殼體套接在所述第一結(jié)合部上，且與所述第一結(jié)合部螺紋配合，所述第二結(jié)合部與所述殼支架螺紋配合。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述軸殼體的頂部設(shè)置有錐形分流帽。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述轉(zhuǎn)子包括葉輪、設(shè)于所述葉輪內(nèi)側(cè) 的動磁環(huán)組件、設(shè)于所述葉輪外側(cè)的磁鋼、以及用于對所述動磁環(huán)組件、所述磁鋼進行密封的密封蓋。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述密封蓋上設(shè)置有環(huán)形凸起，所述葉輪上設(shè)置有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凸起與所述環(huán)形凹槽相適配。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述血泵用雙冗余電機采用節(jié)距為1的分數(shù)槽設(shè)置。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，所述磁鋼配置為異形磁鋼，所述異形磁鋼與所述葉輪內(nèi)部空間相適配。

在本實用新型較佳的技術(shù)方案中，位于所述泵殼體上方的端蓋中部設(shè)置有泵入口，所述泵入口與所述泵殼體的內(nèi)腔體相導通。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型提供的血泵用雙冗余電機，其兩個定子關(guān)于轉(zhuǎn)子呈對稱分布，構(gòu)成雙冗余結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高電機整體的穩(wěn)定性，當一個定子出現(xiàn)故障時，另一個定子還能繼續(xù)工作。定子由殼支架、隔離片、鐵芯以及多個繞組組成，多個繞組嵌入至殼支架內(nèi)，受到殼支架的保護，不易發(fā)生變形，且通過灌封處理將殼支架、隔離片以及多個繞組固為一體，形成扁平狀結(jié)構(gòu)，使得定子整體的結(jié)構(gòu)強度大幅提高，且這種扁平狀結(jié)構(gòu)，占用的空間較小。螺桿與軸底座一體成型，靜磁環(huán)組件固定在螺桿上，能有效的保證螺桿與軸底座的同心度，間接確保靜磁環(huán)組件安裝的同心度。

附圖說明

圖1是本實用新型具體實施方式提供的血泵用雙冗余電機的剖視圖；

圖2是本實用新型具體實施方式提供的第一定子的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本實用新型具體實施方式提供的第二定子的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實用新型具體實施方式提供的中心軸的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本實用新型具體實施方式提供的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本實用新型具體實施方式提供的定子繞組的布局圖；

圖7是本實用新型具體實施方式提供的轉(zhuǎn)子磁鋼的布局圖；

圖8是本實用新型具體實施方式提供的永磁軸承結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、泵殼體；21、第一端蓋；22、第二端蓋；31、第一定子；32、第二定子32；4、中心軸；5、轉(zhuǎn)子；6、泵入口；311、第一殼支架；312、第一隔離片；313、第一鐵芯；314、第一繞組；321、第二殼支架；322、第二隔離片；323、第二鐵芯；324、第二繞組；41、軸底座；42、靜磁環(huán)組件；43、螺母；44、軸殼體；411、第一結(jié)合部；412、第二結(jié)合部；413、螺桿；441、錐形分流帽；51、葉輪；52、動磁環(huán)組件；53、磁鋼；54、密封蓋；511、環(huán)形凹槽；541、環(huán)形凸起。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。

實施例一

如圖1所示，本實施例一中提供的一種血泵用雙冗余電機，適用于人工輔助心臟，血泵用雙冗余電機包括泵殼體1、端蓋、定子、中心軸4以及轉(zhuǎn)子5。端蓋包括第一端蓋21和第二端蓋22，第一端蓋21、第二端蓋22位于泵殼體1的兩側(cè)，關(guān)于泵殼體1呈對稱分布，且通過激光焊接工藝與泵殼體1固定連接。定子包括第一定子31和第二定子32，第一定子31和第二定子32采用螺紋緊固方式固定在泵殼體1的兩側(cè)。第一定子31與第二定子32關(guān)于轉(zhuǎn)子5呈對稱分布，構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，當?shù)谝欢ㄗ?1、第二定子32中的一個定子出現(xiàn)故障 時，另一個定子還能繼續(xù)正常使用，從而保證血泵用雙冗余電機持續(xù)、穩(wěn)定的工作。中心軸4位于泵殼體1的中部，轉(zhuǎn)子5套設(shè)在中心軸4上，且中心軸4與轉(zhuǎn)子5之間具有一定的間隙，也即中心軸4位于轉(zhuǎn)子5的內(nèi)部，但不與轉(zhuǎn)子5相接觸，同時中心軸4與轉(zhuǎn)子5之間具有排斥力，從而轉(zhuǎn)子5實現(xiàn)徑向平衡。位于泵殼體1上方的端蓋中部設(shè)置有泵入口6，泵入口6與泵殼體1的內(nèi)腔體11相導通，轉(zhuǎn)子5集旋轉(zhuǎn)和葉輪的功能為一體，從泵入口6流入的血液經(jīng)過轉(zhuǎn)子5的作用，再從泵殼體1上的泵出口流出，由此可見，本實用新型提供的血泵用雙冗余電機將電機和血泵很好的結(jié)合在一起，有效縮小了血泵的體積，適用于人工輔助心臟。

如圖2所示，第一定子31通過螺釘固定在泵殼體1的一側(cè)，第一定子31定子包括第一殼支架311、第一隔離片312、第一鐵芯313以及多個第一繞組314。如圖6所示，多個第一繞組314嵌入至第一殼支架311內(nèi)，呈環(huán)形陣列分布，第一繞組314的形狀大致呈尖端被截去的扇形，采用自粘漆包線繞制而成，第一隔離片312位于多個第一繞組314的一側(cè)，通過灌封處理將第一殼支架311、第一隔離片312以及多個第一繞組314固為一體，形成扁平狀結(jié)構(gòu)，第一鐵芯313通過螺釘與扁平狀結(jié)構(gòu)可拆卸連接。如圖3所示，第二定子32通過螺釘固定在泵殼體1的另一側(cè)，第二定子32包括第二殼支架321、第二隔離片322、第二鐵芯323以及多個第二繞組324。第二定子32中的各組成部件的連接關(guān)系與第一定子31基本類似。因此，第一定子31與第二定子32關(guān)于轉(zhuǎn)子5對稱分布，構(gòu)成雙冗余結(jié)構(gòu)，保證電機長久、穩(wěn)定的工作。第一定子31和第二定子32的外形大致也為扁平狀，使得上述血泵用雙冗余電機的結(jié)構(gòu)十分緊湊、占用空間小。

第一定子31與第二定子32不同之處在于：第一殼支架311的中部與第二 殼支架321的中部形狀、結(jié)構(gòu)均不同，第一殼支架311的中部通孔與泵入口6通道的外形相適配，第一殼支架311套接在泵入口6上。第二殼支架321的中部通孔與中心軸4的外形相適配，且與中心軸4螺紋配合。

第一定子31與第二定子32呈“鏡像”放置，當?shù)谝欢ㄗ?1和/第二定子32中通入三相電流時，會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動轉(zhuǎn)子5進行旋轉(zhuǎn)。第一定子31與第二定子32并聯(lián)設(shè)置，組成冗余結(jié)構(gòu)，保證電機的穩(wěn)定性。第一鐵芯313、第二鐵芯323均為磁路的一部分，其作用是提供磁場通路。

轉(zhuǎn)子5位于第一隔離片312與第二隔離片322之間，為了減少轉(zhuǎn)子5的摩擦轉(zhuǎn)矩及電機啟動時的沖擊電流，第一隔離片312與第二隔離片322優(yōu)選為由氧化鋯陶瓷材料制成，氧化鋯陶瓷材料具有硬度高，不易發(fā)生變形，摩擦系數(shù)小的等特點。

如圖4所示，進一步的，中心軸4包括軸殼體44、軸底座41、靜磁環(huán)組件42以及螺母43，軸底座41包括第一結(jié)合部411和第二結(jié)合部412，第一結(jié)合部411的直徑小于第二結(jié)合部412的直徑，第一結(jié)合部411上設(shè)置有螺桿413，靜磁環(huán)組件42由多組靜磁環(huán)組成，均套接在螺桿413上，且靜磁環(huán)組件42位于軸殼體44與螺桿413之間的間隙內(nèi)，軸殼體44的下端套接在第一結(jié)合部411上，且與第一結(jié)合部411螺紋配合，第二結(jié)合部412與第二殼支架321螺紋配合。螺桿413上部設(shè)置有螺紋，與螺母43螺紋配合，螺母43旋緊后，起到限制靜磁環(huán)組件42的軸向位移的作用，而且保證靜磁環(huán)組件42的可拆卸固定。進一步優(yōu)選的，第一結(jié)合部411、第二結(jié)合部412以及螺桿413一體成型，一體成型保證了螺桿413、第一結(jié)合部411、第二結(jié)合部412三者具有較好的同心度，從而間接的使得安裝在螺桿413上的靜磁環(huán)組件42具有較好的同心度。

為了便于對從泵入口6流入的血液進行分流，在軸殼體44頂部設(shè)置有錐形 分流帽441，其錐面具有一定的弧度。

如圖5所示，進一步的，轉(zhuǎn)子5用于產(chǎn)生多極軸向磁場，與第一定子31和/第二定子32產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，從而引起轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子5包括葉輪51、動磁環(huán)組件52、磁鋼53以及密封蓋54，葉輪51大致呈圓環(huán)形，中間設(shè)有通孔，以便轉(zhuǎn)子5套接在中心軸4上，動磁環(huán)組件52設(shè)于葉輪51的內(nèi)側(cè)，即靠近通孔的一側(cè)，磁鋼53設(shè)于葉輪51外側(cè)，即遠離通孔的一側(cè)，密封蓋54設(shè)于葉輪51的底部，用于對動磁環(huán)組件52、磁鋼53進行密封，防止血液流入到轉(zhuǎn)子5內(nèi)，影響動磁環(huán)組件52和磁鋼53的正常使用。

為了使得密封蓋54在裝配過程中，安裝更加方便，進一步優(yōu)選的，在密封蓋54上設(shè)置環(huán)形凸起541，且在葉輪51上設(shè)置環(huán)形凹槽511，環(huán)形凸起541與環(huán)形凹槽511相適配，環(huán)形凸起541可插入到環(huán)形凹槽511中，從而使得密封蓋54的安裝時定位更加方便。

如圖6和圖7所示，進一步的，第一定子31、第二定子32內(nèi)部均設(shè)置有六組繞組，呈60°的圓形陣列分布，轉(zhuǎn)子5內(nèi)部設(shè)有四組磁極相互交錯的磁鋼53，呈90°的圓形整列分布。第一定子31、第二定子32的相數(shù)為3，第一定子31、第二定子32的節(jié)距為1，節(jié)距為1可以使得繞組無交叉均勻疊放，進一步的縮小定子所占用的空間，提高血泵用雙冗余電機的空間利用率。另外，由于磁鋼53的數(shù)量為四，繞組的數(shù)量為六可知，定子和轉(zhuǎn)子5為分數(shù)槽設(shè)置，這種設(shè)置方式能有效削弱齒諧波電勢的損耗，改善電動勢的波形。

如圖7所示，為了使得電機獲得最大的轉(zhuǎn)矩，進一步優(yōu)選的，磁鋼53配置為異形磁鋼，異形磁鋼與葉輪51內(nèi)部空間相適配，能充分利用葉輪51的內(nèi)部空間，從而在不增加血泵用雙冗余電機整體尺寸的情況下，使得電機轉(zhuǎn)矩盡可能大。異形磁鋼的橫截面由兩段圓弧和兩段直線組成，采用非對稱結(jié)構(gòu)，大致為 不對稱的扇形，之所以不對稱，是由于這種結(jié)構(gòu)能很好的利用葉輪51的內(nèi)部空間。

如圖8所示，靜磁環(huán)組件42與動磁環(huán)組件52內(nèi)部均設(shè)置了多組磁極相對的磁環(huán)，具體的，靜磁環(huán)組件42包括三組磁環(huán)，上下方向各有一對N極朝上的磁環(huán)，中間有一對S極朝上的磁環(huán)，動磁環(huán)組件52也包括三組磁環(huán)，上下方向各有一對N極朝上的磁環(huán)，中間有一對S極朝上的磁環(huán)。上述磁環(huán)共同組成斥力型被動式磁懸浮中心軸4，當轉(zhuǎn)子5發(fā)生徑向的偏移時，中心軸4將產(chǎn)生回復(fù)力，使得轉(zhuǎn)子5在徑向方向趨于平衡。而在軸向方向上，轉(zhuǎn)子5則通過中心軸4與轉(zhuǎn)子5產(chǎn)生的磁力、轉(zhuǎn)子5內(nèi)的磁鋼53與定子的磁力、轉(zhuǎn)子重力、液體流動產(chǎn)生的動壓力共同作用，而使得轉(zhuǎn)子5在軸向方向處于動平衡。

此外，本實用新型提供的血泵用雙冗余電機采用無位置傳感器設(shè)計，只需通過檢測電機的電壓、電流、磁鏈等物理量，便可計算出轉(zhuǎn)子的位置信息，避免使用機械式的位置傳感器對電機的位置信號進行檢測。由于機械式的位置傳感器具有占用電機空間、需引出線等弊端，采用無位置傳感器設(shè)計的血泵用雙冗余電機結(jié)構(gòu)更加簡單，維修更加方便。

本實用新型是通過優(yōu)選實施例進行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實施例進行各種改變或等效替換。本實用新型不受此處所公開的具體實施例的限制，其他落入本申請的權(quán)利要求內(nèi)的實施例都屬于本實用新型保護的范圍。