專利名稱：軸向可控磁懸浮永磁盤式血泵電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種血泵電機(jī)，特別涉及一種軸向可控磁懸浮永磁盤式血泵電機(jī)。
磁懸浮血泵電機(jī)的轉(zhuǎn)子在三維自由空間具有6個自由度，為使能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的磁懸浮，需要在每個自由度上都要進(jìn)行約束。
若采用磁懸浮軸承電機(jī)或磁懸浮無軸承電機(jī)方案，主要問題是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸比較龐大。而且磁懸浮力需要復(fù)雜的解耦控制。
現(xiàn)有的磁懸浮血泵大都采用被動磁軸承和磁耦合器來懸浮和轉(zhuǎn)動。磁耦合器的作用是將電機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給血泵的葉輪，但由于磁耦合器的氣隙較大，而使傳遞效率較低。又由于被動磁軸承不能解決6個自由度的懸浮，磁懸浮血泵電機(jī)往往需要使用一個自由度上的機(jī)械支點來輔助懸浮。結(jié)果血泵電機(jī)不能實現(xiàn)完全的懸浮。
本發(fā)明是采用被動磁軸承和主動磁軸承相結(jié)合的辦法，解決6個自由度的懸浮。同時，利用永磁盤式結(jié)構(gòu)驅(qū)動血泵，可提高系統(tǒng)效率。
本發(fā)明由外殼、盤式定子、永磁盤式轉(zhuǎn)子、被動永磁軸承、血泵葉輪和軸向可控磁軸承組成。盤式定子由盤式鐵心和定子繞組構(gòu)成，由電工硅鋼片卷繞成圓環(huán)，在圓環(huán)一個端面沿徑向開槽，以放入定子繞組。永磁盤式轉(zhuǎn)子由扇形永磁體、導(dǎo)磁園盤和非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，在導(dǎo)磁圓盤上對稱安放扇形永磁體，轉(zhuǎn)軸穿入充磁的筒形永磁體中，并加以固定。筒形永磁體及轉(zhuǎn)軸一起穿入與之有一定間隙固定在殼體內(nèi)壁上的筒形永磁體中。軸的另一端機(jī)械聯(lián)接一個血泵葉輪，其中心部分為金屬銜鐵。對應(yīng)葉輪及銜鐵的外部，安有圓柱形鐵心和線圈構(gòu)成的軸向主動磁軸承。在殼體的一端和側(cè)面分別開有流體入口和出口。
本發(fā)明的工作原理是由兩個軸向充磁筒形永磁體，構(gòu)成被動永磁軸承用以實現(xiàn)徑向懸浮。通過軸向主動磁軸承實現(xiàn)軸向懸浮力的閉環(huán)控制，最終實現(xiàn)整個轉(zhuǎn)子的完全懸浮。旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩來自于盤式定子激勵和永磁轉(zhuǎn)子的作用。
本發(fā)明的優(yōu)點只利用一個自由度控制，就可實現(xiàn)懸浮。由于懸浮力控制所需功率較小，同時采用高力能密度盤式永磁電機(jī)，從而提高了血泵的整體效率。
圖中1盤式鐵心，2定子繞組，3扇形永磁體，4導(dǎo)磁圓盤，5非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸，6轉(zhuǎn)子上筒形永磁體，7定子上筒形永磁體，8葉輪及銜鐵，9流體入口，10主動磁軸承鐵心，11主動磁軸承線圈，12流體出口，13外殼。
權(quán)利要求
1.一種軸向可控磁懸浮永磁盤式血泵電機(jī)，其特征在于該電機(jī)由外殼、盤式定子、永磁盤式轉(zhuǎn)子、被動永磁軸承、血泵葉輪和軸向可控磁軸承組成，盤式定子由電工硅鋼片卷繞成園環(huán)，在園環(huán)一個端面沿徑向開槽放入定子繞組，永磁盤式轉(zhuǎn)子安裝在非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸的一端，該轉(zhuǎn)軸穿入軸向充磁的筒形永磁體中并加以固定，該筒形永磁體及轉(zhuǎn)軸一起穿入另一固定在殼體上的筒形永磁體內(nèi)，軸的另一端聯(lián)接一個血泵葉輪，對應(yīng)葉輪的外部在電機(jī)的端部裝有軸向主動磁軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向可控磁懸浮永磁盤式血泵電機(jī)，其特征在于所說的永磁盤式轉(zhuǎn)子是在導(dǎo)磁園盤上對稱地安放扇形永磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向可控磁懸浮永磁盤式血泵電機(jī)，其特征在于兩個軸向筒形永磁體之間有一定間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向可控磁懸浮永磁盤式血泵電機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)軸一端的血泵葉輪其中心部分為金屬銜鐵。
全文摘要
一種軸向可控磁懸浮永磁盤式血泵電機(jī)，由外殼、盤式定子、永磁盤式轉(zhuǎn)子、被動永磁軸承、血泵葉輪和軸向可控磁軸承組成，盤式定子由電工硅鋼片卷繞成圓環(huán)，在圓環(huán)一個端面沿徑向開槽放入定子繞組，永磁盤式轉(zhuǎn)子安裝在非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸的一端，該軸穿入充磁的筒形永磁體中并加以固定，該筒形永磁體及轉(zhuǎn)軸一起穿入另一固定在殼體上的筒形永磁體內(nèi)，軸的另一端聯(lián)接一個血泵葉輪，對應(yīng)葉輪的外部在電機(jī)的端部裝有軸向主動磁軸承，本發(fā)明只利用一個自由度主動控制，就可實現(xiàn)懸浮，且能提高整個血泵電機(jī)的效率。
文檔編號H02K21/12GK1414687SQ02109770
公開日2003年4月30日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者王鳳翔, 王寶國 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)