本實用新型涉及電機領域，尤其涉及一種血泵用雙冗余電機。

背景技術：

日前，國內外對無刷電機的多繞組余度設計方面做了一些有益嘗試，較大的提高了無刷電機的穩定性和可靠性。但部分領域的雙余度電機的設計尚未成熟，如：人工輔助心臟領域。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，故要實現人工輔助心臟中的血泵用電機的冗余設計，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，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、墊片和底座，線圈和定子鐵芯安裝在下殼體內，下殼體與下端蓋固定連接，中心軸殼體與下殼體構成一整體。這種結構的電機中的線圈由于沒有明顯的支撐結構，在磁力的作用下，易受到定子鐵芯或者其他部件擠壓而發生變形，從而使得離心血泵的穩定性和可靠性大打折扣。另外，已公開專利中葉輪外側磁鋼為扇形結構，占用空間較大，使得葉輪的空間利用率低。

技術實現要素：

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

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

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的端蓋、固定在所述端蓋內部的定子、位于泵殼體內部的中心軸、以及套設在所述中心軸上的轉子，兩個所述定子關于所述轉子呈對稱分布，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，所述隔離片位于多個所述繞組的一側，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，形成扁平狀結構，所述鐵芯與所述扁平狀結構可拆卸連接，所述轉子位于兩個所述隔離片之間。

在本實用新型較佳的技術方案中，所述殼支架上設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。

在本實用新型較佳的技術方案中，所述隔離片配置為由氧化鋯陶瓷材料制成的結構。

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

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

在本實用新型較佳的技術方案中，所述軸殼體的頂部設置有錐形分流帽。

在本實用新型較佳的技術方案中，所述轉子包括葉輪、設于所述葉輪內側 的動磁環組件、設于所述葉輪外側的磁鋼、以及用于對所述動磁環組件、所述磁鋼進行密封的密封蓋。

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

在本實用新型較佳的技術方案中，所述血泵用雙冗余電機采用節距為1的分數槽設置。

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

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

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，其兩個定子關于轉子呈對稱分布，構成雙冗余結構，能夠有效的提高電機整體的穩定性，當一個定子出現故障時，另一個定子還能繼續工作。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，受到殼支架的保護，不易發生變形，且通過灌封處理將殼支架、隔離片以及多個繞組固為一體，形成扁平狀結構，使得定子整體的結構強度大幅提高，且這種扁平狀結構，占用的空間較小。螺桿與軸底座一體成型，靜磁環組件固定在螺桿上，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構圖；

圖3是本實用新型具體實施方式提供的第二定子的結構圖；

圖4是本實用新型具體實施方式提供的中心軸的結構圖；

圖5是本實用新型具體實施方式提供的轉子的結構圖；

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構示意圖。

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、靜磁環組件；43、螺母；44、軸殼體；411、第一結合部；412、第二結合部；413、螺桿；441、錐形分流帽；51、葉輪；52、動磁環組件；53、磁鋼；54、密封蓋；511、環形凹槽；541、環形凸起。

具體實施方式

下面結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，關于泵殼體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。第一定子31與第二定子32關于轉子5呈對稱分布，構成冗余結構，當第一定子31、第二定子32中的一個定子出現故障 時，另一個定子還能繼續正常使用，從而保證血泵用雙冗余電機持續、穩定的工作。中心軸4位于泵殼體1的中部，轉子5套設在中心軸4上，且中心軸4與轉子5之間具有一定的間隙，也即中心軸4位于轉子5的內部，但不與轉子5相接觸，同時中心軸4與轉子5之間具有排斥力，從而轉子5實現徑向平衡。位于泵殼體1上方的端蓋中部設置有泵入口6，泵入口6與泵殼體1的內腔體11相導通，轉子5集旋轉和葉輪的功能為一體，從泵入口6流入的血液經過轉子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，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，呈環形陣列分布，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，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，形成扁平狀結構，第一鐵芯313通過螺釘與扁平狀結構可拆卸連接。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，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關于轉子5對稱分布，構成雙冗余結構，保證電機長久、穩定的工作。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構十分緊湊、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、結構均不同，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，當第一定子31和/第二定子32中通入三相電流時，會產生旋轉磁場，驅動轉子5進行旋轉。第一定子31與第二定子32并聯設置，組成冗余結構，保證電機的穩定性。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。

轉子5位于第一隔離片312與第二隔離片322之間，為了減少轉子5的摩擦轉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，不易發生變形，摩擦系數小的等特點。

如圖4所示，進一步的，中心軸4包括軸殼體44、軸底座41、靜磁環組件42以及螺母43，軸底座41包括第一結合部411和第二結合部412，第一結合部411的直徑小于第二結合部412的直徑，第一結合部411上設置有螺桿413，靜磁環組件42由多組靜磁環組成，均套接在螺桿413上，且靜磁環組件42位于軸殼體44與螺桿413之間的間隙內，軸殼體44的下端套接在第一結合部411上，且與第一結合部411螺紋配合，第二結合部412與第二殼支架321螺紋配合。螺桿413上部設置有螺紋，與螺母43螺紋配合，螺母43旋緊后，起到限制靜磁環組件42的軸向位移的作用，而且保證靜磁環組件42的可拆卸固定。進一步優選的，第一結合部411、第二結合部412以及螺桿413一體成型，一體成型保證了螺桿413、第一結合部411、第二結合部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，轉子5用于產生多極軸向磁場，與第一定子31和/第二定子32產生的旋轉磁場相互作用，從而引起轉子5的旋轉。轉子5包括葉輪51、動磁環組件52、磁鋼53以及密封蓋54，葉輪51大致呈圓環形，中間設有通孔，以便轉子5套接在中心軸4上，動磁環組件52設于葉輪51的內側，即靠近通孔的一側，磁鋼53設于葉輪51外側，即遠離通孔的一側，密封蓋54設于葉輪51的底部，用于對動磁環組件52、磁鋼53進行密封，防止血液流入到轉子5內，影響動磁環組件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，進一步優選的，在密封蓋54上設置環形凸起541，且在葉輪51上設置環形凹槽511，環形凸起541與環形凹槽511相適配，環形凸起541可插入到環形凹槽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內部均設置有六組繞組，呈60°的圓形陣列分布，轉子5內部設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的相數為3，第一定子31、第二定子32的節距為1，節距為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的數量為四，繞組的數量為六可知，定子和轉子5為分數槽設置，這種設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矩，進一步優選的，磁鋼53配置為異形磁鋼，異形磁鋼與葉輪51內部空間相適配，能充分利用葉輪51的內部空間，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，采用非對稱結構，大致為 不對稱的扇形，之所以不對稱，是由于這種結構能很好的利用葉輪51的內部空間。

如圖8所示，靜磁環組件42與動磁環組件52內部均設置了多組磁極相對的磁環，具體的，靜磁環組件42包括三組磁環，上下方向各有一對N極朝上的磁環，中間有一對S極朝上的磁環，動磁環組件52也包括三組磁環，上下方向各有一對N極朝上的磁環，中間有一對S極朝上的磁環。上述磁環共同組成斥力型被動式磁懸浮中心軸4，當轉子5發生徑向的偏移時，中心軸4將產生回復力，使得轉子5在徑向方向趨于平衡。而在軸向方向上，轉子5則通過中心軸4與轉子5產生的磁力、轉子5內的磁鋼53與定子的磁力、轉子重力、液體流動產生的動壓力共同作用，而使得轉子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計的血泵用雙冗余電機結構更加簡單，維修更加方便。

本實用新型是通過優選實施例進行描述的，本領域技術人員知悉，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利要求內的實施例都屬于本實用新型保護的范圍。