一种血泵用电机定子及磁液悬浮式血泵用电机的制作方法

本实用新型涉及电机领域，更具体的，涉及一种血泵用电机定子以及安装有上述血泵用电机定子的磁液悬浮式血泵用电机。

背景技术：

微特电机广泛运用于航空航天、医疗器械等领域。在部分应用中，对电机的尺寸、重量、温升以及运行的可靠性等性能指标有严格的要求，如：人工辅助心脏，就对电机的形状、结构及占用空间大小等方面有着较为苛刻的要求。

现有的人工辅助心脏电机多为传统的径向磁场电机，其电机定子多为圆柱形，且通常由定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的绕组组成，这种结构需要在定子铁芯上开设槽道，以便绕组嵌入到定子铁芯中，从而实现绕组的固定。上述具有槽道的径向磁场电机定子会使得电机的尺寸、重量均较大，占用空间较多且工作效率低，无法满足新型的磁液悬浮离心式人工辅助心脏对电机定子的需求。另外，在定子铁芯上开设槽道，由于槽道之间具有一定的间距，且限于转子切割磁感线的方式，转子旋转过程中会产生较为明显的脉动转矩，这种脉动转矩不利于转子运行的稳定性。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种血泵用电机定子，呈扁平状，结构紧凑，占用空间小，适用于磁液悬浮离心式人工辅助心脏。

本实用新型还要解决的技术问题在于提出一种磁液悬浮式血泵用电机，其运行效率高，且安装有上述血泵用电机定子，可以实现人工辅助心脏电机的双 冗余结构，大幅提高了人工辅助心脏的稳定性及可靠性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种血泵用电机定子，包括定子铁芯、多个定子绕组、定子支架以及隔离片，多个所述定子绕组均设于所述定子支架内，所述定子铁芯固定在所述定子支架的一侧面上，所述隔离片与所述定子支架的另一侧面固定连接，所述定子支架、所述隔离片及所述定子铁芯围成一个扁平柱状空间，多个所述定子绕组呈环形阵列分布固定在所述扁平柱状空间的内部，所述定子铁芯的一部分插入所述定子支架内，与多个所述定子绕组相接触。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述定子支架包括用于安装磁悬浮组件的第一固定支架和用于安装所述定子铁芯的第二固定支架，所述第一固定支架位于所述第二固定支架的中部，多个所述定子绕组位于所述第一固定支架与所述第二固定支架之间的环形间隙中。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述第一固定支架和所述第二固定支架之间的环形间隙中设置有多条非导磁加强筋，相邻的两条非导磁加强筋、位于相邻的两条非导磁加强筋之间的所述第一固定支架的一部分、以及位于相邻的两条非导磁加强筋之间的所述第二固定支架的一部分围成绕组型腔，所述绕组型腔与所述定子绕组的外形相适配，所述定子绕组嵌入到所述绕组型腔内。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述定子支架与所述定子铁芯之间设置有用于磁力调节的垫片。

在本实用新型较佳的技术方案中，对所述扁平柱状空间内部的多个所述定子绕组进行灌封处理。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述第一固定支架的一侧面上设置有用于防止灌封处理过程中灌封胶溢出的围挡结构。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述第二固定支架上设置有用于所述定子绕组引出线导出的引线缺口。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述定子铁芯的中部设置有通孔，所述定子铁芯的边缘处设置有外延结构，所述外延结构搭接在所述定子支架上。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述隔离片配置为由氧化锆陶瓷材料制成的结构。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述定子绕组的设置方式配置为节距为1的分数槽形式。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述隔离片配置为由氧化锆陶瓷材料制成的结构并且所述定子绕组的设置方式配置为节距为1的分数槽形式。

本实用新型还提供了一种磁液悬浮式血泵用电机，包括电机转子及上述的血泵用电机定子，所述血泵用电机转子位于两个所述血泵用电机定子之间的液体中。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种血泵用电机定子，由定子铁芯、多个定子绕组、定子支架以及隔离片四部分组成，定子支架、隔离片及定子铁芯围成的扁平柱状空间，且血泵用电机定子外形大致为扁平柱状结构，这种扁平柱状结构占用空间小，重量较轻，适用于磁液悬浮离心式人工辅助心脏。另外，多个定子绕组均固定在上述扁平柱状空间内，相对现有技术而言，采用本实用新型的这种结构，无需在定子铁芯开槽，即定子铁芯采用无槽结构，这种结构能大幅降低血泵用电机运行过程中由于定子铁芯开槽而产生的脉动转矩。

本实用新型还提供了一种磁液悬浮式血泵用电机，安装有上述血泵用电机定子，可以实现人工辅助心脏用电机的双冗余结构，即双定子冗余结构，利于 提高人工辅助心脏的稳定性及可靠性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的血泵用电机定子的正视图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的血泵用电机定子的侧剖面图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的定子支架的立体图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的定子铁芯的侧剖面图。

图中：

1、定子铁芯；2、定子绕组；3、定子支架；4、隔离片；31、第一固定支架；32、第二固定支架；5、加强筋；6、绕组型腔；311、围挡结构；321、引线缺口；11、通孔；12、外延结构；7、螺钉；8、垫片。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图1和2所示，本实施例一中提供的血泵用电机定子，包括定子铁芯1、定子支架3、隔离片4以及六个定子绕组2。参见图2，定子铁芯1通过螺钉7固定在定子支架3的右侧面上，隔离片4与定子支架3的左侧面固定连接，固定连接的方式优选为粘接，隔离片4用于将液体和血泵用电机定子其他结构分隔开，对于磁液悬浮离心式人工辅助心脏，液体是指血液。定子支架3、隔离片4及定子铁芯1围成一个扁平柱状空间，大致形状为高度较小的圆柱形，六个定子绕组2呈环形阵列分布固定在扁平柱状空间的内部，用于给血泵用电机提供电磁场。定子铁芯1的一部分插入定子支架3内，与六个定子绕组2的侧面相接触，用于给定子绕组2提供磁场通路。由于六个定子绕组位于定子支架3、隔离片4及定子铁芯1围成的扁平柱状空间内，且血泵用电机定子外形大致 也为扁平柱状结构，使得上述血泵用电机定子结构十分紧凑、占用空间小，十分适合在磁液悬浮离心式人工辅助心脏使用。相对现有技术而言，采用本实用新型的这种结构，无需在定子铁芯开槽，即定子铁芯采用无槽结构，这种结构能大幅降低血泵用电机运行过程中由于定子铁芯开槽而产生的脉动转矩，提高血泵用电机运行的稳定性。

如图3所示，进一步的技术方案，定子支架3包括第一固定支架31和第二固定支架32，第一固定支架31用于安装磁悬浮组件，第二固定支架32用于安装定子铁芯1。第一固定支架31呈圆筒状，其内部设有便于安装磁悬浮组件的螺纹，第二固定支架32呈圆环状，其位于第二固定支架32的中部，六个定子绕组2设于第一固定支架31与第二固定支架32之间的环形间隙中，此时可以通过对定子绕组2进行灌封处理，实现定子绕组2的固定。

为了加强定子支架3的结构强度以及保护定子绕组2的绝缘结构不被破坏，更进一步的，第一固定支架31和第二固定支架32之间的环形间隙中设置有多条非导磁加强筋5，相邻的两条非导磁加强筋5、位于相邻的两条非导磁加强筋5之间的第一固定支架31的一部分、以及位于相邻的两条非导磁加强筋5之间的第二固定支架32的一部分围成绕组型腔6。绕组型腔6具有多个弧形边，大致呈扇形，其形状与定子绕组2的外形相适配。由于定子绕组2通电后会产生强大的磁场，故定子绕组2嵌入到绕组型腔6内，能够使得定子绕组2受到绕组型腔6的保护，而不易发生变形和绝缘损坏。

为了进一步加强血泵用电机定子的整体牢固性且使得定子绕组2封闭于生物兼容性好、安全性高的医用材料中，进一步的，对扁平柱状空间内部的部分或者全部定子绕组2进行灌封处理。灌封处理完成后，定子支架3、隔离片4以及六个定子绕组2将固为一体。灌封胶优选为符合FDA标准的医用胶，例如： 环氧树脂，这种灌封胶除了能增强血泵用电机定子强度外，还具有增强绝缘性和导热性的作用。

值得注意的是，当定子支架3为仅第一固定支架31和第二固定支架32时，且没有加强筋5时，也可以通过灌封胶实现对定子绕组2固定。

为了防止灌封胶在灌封过程中溢出，进一步优选的，在第一固定支架31的一侧面上设置围挡结构311，围挡结构311用于防止灌封处理过程中灌封胶溢出，增强灌封胶密封效果，保持血泵用电机定子的外形尺寸不受影响。

为了便于定子绕组2导线的引入和引出，进一步的，在第二固定支架32上设置引线缺口321,定子绕组2嵌入绕组型腔6后，定子绕组2引出线从引线缺口321中导出。

如图2所示，为了调整定子铁芯1与血泵用电机转子之间磁力，进一步的，在定子支架3与定子铁芯1之间设置垫片8，通过垫片8可以调节定子铁芯1与定子支架3之间的间隙，也即定子铁芯1与血泵用电机转子之间的间隙，从而通过间隙的调整实现定子铁芯1与血泵用电机转子之间磁力的匹配、调整。

如图4所示，进一步的，定子铁芯1的中部设置有通孔11，第一固定支架31插入到通孔11中，使得血泵用电机电子的机构更为紧凑。定子铁芯1上设置有脱模剂层，即使是灌封处理完成后，定子铁芯1也因为存在脱模剂层而能够十分方便的拆装。

为了避免定子铁芯1与血泵用电机转子的磁钢相互吸引产生引力压迫定子绕组发生形变，优选的，在定子铁芯1的边缘处设置外延结构12，外延结构12搭接在定子支架3上，增大了定子支架3与定子铁芯1的接触面积，限制了外延机构12的轴向位移。

为了提高隔离片4的硬度，降低隔离片4的摩擦系数，优选的，将隔离片4 配置为由氧化锆陶瓷材料制成的结构，陶瓷材料的硬度高，不易发生变形，可减少血泵用电机启动时的摩擦转矩，减少电机启动时的冲击电流。

定子绕组2的个数可以是六个、十二个或者其他个数，制造者可以更具实际需要合理设置。为了使得该型血泵用电机定子适用于磁液悬浮离心式人工辅助心脏，优选的，定子绕组2的设置方式配置为节距为1的分数槽形式。具体的，本实用新型提供的血泵用电机定子具有六个定子绕组2，相数为3，磁钢极数为4，节距等于槽数6除以磁钢极数4，取整数，即节距为1。节距为1有利于减少定子绕组2端部的长度，缩小空间，提高血泵用电机的运行效率。本实用新型提供的血泵用电机定子采用分数槽设计，这种设置方式能有效削弱齿谐波电势的损耗，改善电动势的波形，降低磁极表面的脉冲损耗。

实施例二

本实用新型提供的一种磁液悬浮式血泵用电机，包括电机转子和两个上述的血泵用电机定子，血泵用电机转子位于两个血泵用电机定子之间液体中，构成冗余机构，可进一步提高血泵用电机的可靠性和稳定性，尤其适用于磁液悬浮离心式人工辅助心脏中的血泵用电机。

进一步的，磁液悬浮式血泵用电机还包括上泵壳和下泵壳，两个定子呈对称分布，分别固定在上泵壳和下泵壳上。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。