一种高性能定子永磁式无轴承电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种高性能定子永磁式无轴承电机。

背景技术：

无轴承电机是根据磁轴承与电机产生电磁力原理的相似性，把磁轴承中产生径向力的绕组安装在电机定子上，通过解耦控制实现对电机转矩和径向悬浮力的独立控制。无轴承电机具有磁悬浮磁轴承所有优点，需要免维修、长寿命运行，无菌、无污染以及有毒有害液体或气体的传输是无轴承电机典型应用场合；

在蚀刻、制板、清洗或抛光等加工过程中需用腐蚀性化学液体，产品质量很大程度上取决于化学液体质量，液体输送泵是关键的一个环节。像酸液、有机溶剂等腐蚀的化学液体，泵必须无污染可靠传输，并且泵要具有抗腐蚀和耐一定温度的要求。传统气动和薄片泵寿命短，大多数耐温最高只有100℃左右，运动阀和薄片仍然会产生少量的微粒，液体传输也存在着不均匀的脉动，影响了工艺处理质量。采用无轴承电机密封泵能解决传统传输中存在的缺陷，大大满足精密半导体器件生产工艺要求。

专利公开号cn104505981b公开了一种无轴承电机，属于电动机领域，包括机筒、磁钢、磁环、前盖、后盖、转动轴、第一铁芯、第二铁芯、换向器、碳刷架和胶木盖，第一铁芯和第二铁芯均设置有绕线槽，第一铁芯与磁钢配合、第二铁芯与磁环配合且均设置有气隙，转动轴在磁力的作用下悬浮并可以绕轴心线转动，取消了转动轴两端的轴承，无轴承电机没有机械摩擦或磨损、无需润滑，可以使电机的转速得到提高，提高电机效率、延长电机的使用寿命，避免由于轴承磨损导致的加工精度降低，保证电机的工作可靠。存在的缺陷包括：存在无轴承电机的性能不佳的问题，以及无轴承电机的散热效果不佳的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高性能定子永磁式无轴承电机；

本发明公开的一方面解决的问题是：如何解决无轴承电机的性能不佳的问题；通过设置的隔离环和导管的配合使用，可以将电机本体两端的轴承取消，避免转柱转动时与轴承之间产生摩擦，达到提高无轴承电机性能的目的；转柱贯穿隔离环的内部靠近中间的位置，若干个导管固定连接在第二连接轴环的内表面，使得转柱转动时不与隔离环直接接触，转子铁芯、定子铁芯和定子绕组工作时产生第一热量，通过若干个散热扇叶的转动，第一热量通过散热网传送至电机本体的外部，可以有效提高转柱的工作效率，从而提高电机本体工作的性能，解决了现有方案中无轴承电机的性能不佳的问题。

本发明公开的另一方面解决的问题是：如何解决无轴承电机的散热效果不佳的问题；通过设置的第一散热管、第二散热管和第三散热管以及导管的配合使用，可以有效提高无轴承电机的散热效果；转柱工作时产生第二热量，通过马达使得第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱转动，通过第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的转动带动第一导热扇叶、第二导热扇叶和第三导热扇叶转动，三组第一导热扇叶、第二导热扇叶和第三导热扇叶转动使得第一散热管、第二散热管和第三散热管内的空气向外流通，使得第一散热管、第二散热管和第三散热管内产生压力差；压力差通过第二连接弯管和第一连接弯管传递至导管内，通过压力差使得第二热量被吸附至若干个导管中，第二热量通过导管进入第一连接弯管和第二连接弯管，并通过第一散热管、第二散热管和第三散热管排出电机本体外，可以消除第二热量对转柱的工作造成影响，并且可以有效提高电机本体内部散热的效果，解决了现有方案中无轴承电机的散热效果不佳的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高性能定子永磁式无轴承电机，包括电机本体和隔离环，所述隔离环固定安装在电机本体的内表面靠近一侧的位置，所述电机本体的内部固定安装有定子铁芯、定子绕组、转子铁芯和转柱，所述定子绕组和转子铁芯均位于定子铁芯的内部，所述定子绕组位于定子铁芯和转子铁芯之间的位置，所述转柱固定安装在转子铁芯的内部，且转柱贯穿隔离环至电机本体的外部，所述电机本体的内部设置有若干个永磁体、第一隔磁槽和第二隔磁槽，所述第一隔磁槽和第二隔磁槽位于永磁体的两侧；

所述隔离环的一侧固定安装有第一连接轴环，所述第一连接轴环远离隔离环的一侧固定安装有第二连接轴环，所述第二连接轴环的内表面固定连接有若干个第一连接弯管，所述第一连接弯管远离第二连接轴环的一端连接有导管，所述隔离环的内部远离第一连接轴环的一侧镶嵌有第一散热管、第二散热管和第三散热管，所述第一散热管位于第二散热管第三散热管的上方，所述第二散热管位于第一散热管和第三散热管的一侧。

作为本发明的进一步改进方案：所述第一散热管的内表面固定安装有三个第一支撑柱，三个所述第一支撑柱的一端均连接有第一支撑座，所述第一支撑座的内部转动连接有第一传动柱，第一传动柱的外表面靠近前方的位置固定安装有三个第一导热扇叶，所述第二散热管的内表面固定安装有三个第二支撑柱，三个所述第二支撑柱的一端均连接有第二支撑座，所述第二支撑座的内部转动连接有第二传动柱，第二传动柱的外表面靠近前方的位置固定安装有三个第二导热扇叶，所述第三散热管的内表面固定安装有三个第三支撑柱，三个所述第三支撑柱的一端均连接有第三支撑座，所述第三支撑座的内部转动连接有第三传动柱，第三传动柱的外表面靠近前方的位置固定安装有三个第三导热扇叶，第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的后端均设置有马达，所述定子绕组4包含若干个定子线圈。

作为本发明的进一步改进方案：所述第一连接弯管与导管之间安装有第一固定环，所述隔离环的内部设置有三个第二连接弯管和连接竖管，所述第二连接弯管固定安装在连接竖管的一侧。

作为本发明的进一步改进方案：所述第一散热管、第二散热管和第三散热管的后端均与三个第二连接弯管的前端相连接，所述第一连接弯管远离导管的一端与连接竖管的一端相连接，所述第一连接弯管与连接竖管之间安装有第二固定环。

作为本发明的进一步改进方案：所述导管的数量为十五个，且五个所述导管为一组，三组所述导管通过第一连接弯管、连接竖管和第二连接弯管分别与第一散热管、第二散热管和第三散热管相连通。

作为本发明的进一步改进方案：所述电机本体的内部靠近一侧的位置设置有散热座，所述散热座远离转子铁芯的一侧设置有若干个散热扇叶，所述电机本体的一侧镶嵌有散热网。

作为本发明的进一步改进方案：所述第一散热管、第二散热管和第三散热管在隔离环内呈等间距排列分布，所述第一散热管、第二散热管和第三散热管均与隔离环焊接固定，所述电机本体的下端固定安装有机座。

作为本发明的进一步改进方案：该高性能定子永磁式无轴承电机的工作方法包括以下步骤：

步骤一：电机本体工作时，通过转子铁芯、定子铁芯和定子绕组使得转柱转动，转子铁芯、定子铁芯和定子绕组工作时产生第一热量，通过若干个散热扇叶的转动，第一热量通过散热网传送至电机本体的外部；

步骤二：转柱工作时产生第二热量，通过马达使得第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱转动，通过第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的转动带动第一导热扇叶、第二导热扇叶和第三导热扇叶转动，三组第一导热扇叶、第二导热扇叶和第三导热扇叶转动使得第一散热管、第二散热管和第三散热管内的空气向外流通，使得第一散热管、第二散热管和第三散热管内产生压力差；

步骤三：压力差通过第二连接弯管和第一连接弯管传递至导管内，通过压力差使得第二热量被吸附至若干个导管中，第二热量通过导管进入第一连接弯管和第二连接弯管，并通过第一散热管、第二散热管和第三散热管排出电机本体外。

本发明公开的一个方面带来的一个有益效果是：

通过设置的隔离环和导管的配合使用，可以将电机本体两端的轴承取消，避免转柱转动时与轴承之间产生摩擦，达到提高无轴承电机性能的目的；转柱贯穿隔离环的内部靠近中间的位置，若干个导管固定连接在第二连接轴环的内表面，使得转柱转动时不与隔离环直接接触，转子铁芯、定子铁芯和定子绕组工作时产生第一热量，通过若干个散热扇叶的转动，第一热量通过散热网传送至电机本体的外部，可以有效提高转柱的工作效率，从而提高电机本体工作的性能，解决了现有方案中无轴承电机的性能不佳的问题。

本发明公开的另一个方面带来的一个有益效果是：

通过设置的第一散热管、第二散热管和第三散热管以及导管的配合使用，可以有效提高无轴承电机的散热效果；转柱工作时产生第二热量，通过马达使得第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱转动，通过第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的转动带动第一导热扇叶、第二导热扇叶和第三导热扇叶转动，三组第一导热扇叶、第二导热扇叶和第三导热扇叶转动使得第一散热管、第二散热管和第三散热管内的空气向外流通，使得第一散热管、第二散热管和第三散热管内产生压力差；压力差通过第二连接弯管和第一连接弯管传递至导管内，通过压力差使得第二热量被吸附至若干个导管中，第二热量通过导管进入第一连接弯管和第二连接弯管，并通过第一散热管、第二散热管和第三散热管排出电机本体外，可以消除第二热量对转柱的工作造成影响，并且可以有效提高电机本体内部散热的效果，解决了现有方案中无轴承电机的散热效果不佳的问题。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种高性能定子永磁式无轴承电机的连接结构图；

图2为本发明中电机本体的内部截面结构图；

图3为本发明中隔离环与导管的连接结构图；

图4为本发明中导管与第一连接弯管的连接结构图；

图5为本发明中隔离环的一侧截面图；

图6为本发明中第一连接弯管与第一散热管的连接结构图。

图中：1、电机本体；2、机座；3、定子铁芯；4、定子绕组；5、转子铁芯；6、转柱；7、隔离环；8、散热座；9、散热扇叶；10、散热网；11、永磁体；12、第一隔磁槽；13、第二隔磁槽；14、第一连接轴环；15、第二连接轴环；16、导管；17、第一连接弯管；18、第一固定环；19、第二固定环；20、第一散热管；21、第二散热管；22、第三散热管；23、第一支撑柱；24、第二支撑柱；25、第三支撑柱；26、第一支撑座；27、第二支撑座；28、第三支撑座；29、第一导热扇叶；30、第二导热扇叶；31、第三导热扇叶；32、第二连接弯管；33、连接竖管。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，一种高性能定子永磁式无轴承电机，包括电机本体1和隔离环7，所述隔离环7固定安装在电机本体1的内表面靠近一侧的位置，所述电机本体1的内部固定安装有定子铁芯3、定子绕组4、转子铁芯5和转柱6，所述定子绕组4和转子铁芯5均位于定子铁芯3的内部，所述定子绕组4位于定子铁芯3和转子铁芯5之间的位置，所述转柱6固定安装在转子铁芯5的内部，且转柱6贯穿隔离环7至电机本体1的外部，所述电机本体1的内部设置有若干个永磁体11、第一隔磁槽12和第二隔磁槽13，所述第一隔磁槽12和第二隔磁槽13位于永磁体11的两侧；

所述隔离环7的一侧固定安装有第一连接轴环14，所述第一连接轴环14远离隔离环7的一侧固定安装有第二连接轴环15，所述第二连接轴环15的内表面固定连接有若干个第一连接弯管17，所述第一连接弯管17远离第二连接轴环15的一端连接有导管16，所述隔离环7的内部远离第一连接轴环14的一侧镶嵌有第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22，所述第一散热管20位于第二散热管21和第三散热管22的上方，所述第二散热管21位于第一散热管20和第三散热管22的一侧。

所述第一散热管20的内表面固定安装有三个第一支撑柱23，三个所述第一支撑柱23的一端均连接有第一支撑座26，所述第一支撑座26的内部转动连接有第一传动柱，第一传动柱的外表面靠近前方的位置固定安装有三个第一导热扇叶29，所述第二散热管21的内表面固定安装有三个第二支撑柱24，三个所述第二支撑柱24的一端均连接有第二支撑座27，所述第二支撑座27的内部转动连接有第二传动柱，第二传动柱的外表面靠近前方的位置固定安装有三个第二导热扇叶30，所述第三散热管22的内表面固定安装有三个第三支撑柱25，三个所述第三支撑柱25的一端均连接有第三支撑座28，所述第三支撑座28的内部转动连接有第三传动柱，第三传动柱的外表面靠近前方的位置固定安装有三个第三导热扇叶31，第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的后端均设置有马达，所述定子绕组4包含若干个定子线圈。

所述第一连接弯管17与导管16之间安装有第一固定环18，所述隔离环7的内部设置有三个第二连接弯管32和连接竖管33，所述第二连接弯管32固定安装在连接竖管33的一侧。

所述第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22的后端均与三个第二连接弯管32的前端相连接，所述第一连接弯管17远离导管16的一端与连接竖管33的一端相连接，所述第一连接弯管17与连接竖管33之间安装有第二固定环19。

所述导管16的数量为十五个，且五个所述导管16为一组，三组所述导管16通过第一连接弯管17、连接竖管33和第二连接弯管32分别与第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22相连通。

所述电机本体1的内部靠近一侧的位置设置有散热座8，所述散热座8远离转子铁芯5的一侧设置有若干个散热扇叶9，所述电机本体1的一侧镶嵌有散热网10。

所述第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22在隔离环7内呈等间距排列分布，所述第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22均与隔离环7焊接固定，所述电机本体1的下端固定安装有机座2。

该高性能定子永磁式无轴承电机的工作方法包括以下步骤：

步骤一：电机本体1工作时，通过转子铁芯5、定子铁芯3和定子绕组4使得转柱6转动，转子铁芯5、定子铁芯3和定子绕组4工作时产生第一热量，通过若干个散热扇叶9的转动，第一热量通过散热网10传送至电机本体1的外部；

步骤二：转柱6工作时产生第二热量，通过马达使得第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱转动，通过第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的转动带动第一导热扇叶29、第二导热扇叶30和第三导热扇叶31转动，三组第一导热扇叶29、第二导热扇叶30和第三导热扇叶31转动使得第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22内的空气向外流通，使得第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22内产生压力差；

步骤三：压力差通过第二连接弯管32和第一连接弯管17传递至导管16内，通过压力差使得第二热量被吸附至若干个导管16中，第二热量通过导管16进入第一连接弯管17和第二连接弯管32，并通过第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22排出电机本体1外。

本发明实施例的工作原理：电机本体1工作时，通过转子铁芯5、定子铁芯3和定子绕组4使得转柱6转动，转子铁芯5、定子铁芯3和定子绕组4工作时产生第一热量，通过若干个散热扇叶9的转动，第一热量通过散热网10传送至电机本体1的外部；

转柱6工作时产生第二热量，通过马达使得第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱转动，通过第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的转动带动第一导热扇叶29、第二导热扇叶30和第三导热扇叶31转动，三组第一导热扇叶29、第二导热扇叶30和第三导热扇叶31转动使得第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22内的空气向外流通，使得第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22内产生压力差；其中，第一支撑柱23、第二支撑柱24和第三支撑柱25的内部均设置有连接线，第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的后端均设置有马达，通过马达驱动第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱转动；

压力差通过第二连接弯管32和第一连接弯管17传递至导管16内，通过压力差使得第二热量被吸附至若干个导管16中，第二热量通过导管16进入第一连接弯管17和第二连接弯管32，并通过第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22排出电机本体1外；其中，导管16的数量为十五个，且五个导管16为一组，三组导管16通过第一连接弯管17、连接竖管33和第二连接弯管32分别与第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22相连通，使得第二热量分别通过第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22传输至电机本体1的外部，避免第二热量对电机本体1内部的工作造成影响；

与现有技术方案相比，本发明公开的一方面，通过设置的隔离环7和导管16的配合使用，可以将电机本体1两端的轴承取消，避免转柱6转动时与轴承之间产生摩擦，达到提高无轴承电机性能的目的；转柱6贯穿隔离环7的内部靠近中间的位置，若干个导管16固定连接在第二连接轴环15的内表面，使得转柱6转动时不与隔离环7直接接触，转子铁芯5、定子铁芯3和定子绕组4工作时产生第一热量，通过若干个散热扇叶9的转动，第一热量通过散热网10传送至电机本体1的外部，可以有效提高转柱6的工作效率，从而提高电机本体1工作的性能，解决了现有方案中无轴承电机的性能不佳的问题；

本发明公开的另一方面，通过设置的第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22以及导管16的配合使用，可以有效提高无轴承电机的散热效果；转柱6工作时产生第二热量，通过马达使得第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱转动，通过第一传动柱、第二传动柱和第三传动柱的转动带动第一导热扇叶29、第二导热扇叶30和第三导热扇叶31转动，三组第一导热扇叶29、第二导热扇叶30和第三导热扇叶31转动使得第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22内的空气向外流通，使得第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22内产生压力差；压力差通过第二连接弯管32和第一连接弯管17传递至导管16内，通过压力差使得第二热量被吸附至若干个导管16中，第二热量通过导管16进入第一连接弯管17和第二连接弯管32，并通过第一散热管20、第二散热管21和第三散热管22排出电机本体1外，可以消除第二热量对转柱6的工作造成影响，并且可以有效提高电机本体1内部散热的效果，解决了现有方案中无轴承电机的散热效果不佳的问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。