CN115313712A - 一种ecmo用驱动永磁电机 - Google Patents

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高鹏
樊毫军
李斌
刘子泉
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Abstract

本发明公开了一种ECMO用驱动永磁电机，包括沿径向由外到内依次设置的机壳、定子铁心、定子绕组和转子，定子绕组和转子之间还设置有转子护套；转子为实心永磁体，实心永磁体为充磁方向相同的三段式平键结构，实心永磁体包括中间矩形磁体和沿直径方向紧密贴合于中间矩形磁体两侧的侧部弓形磁体；转子护套为内外侧分别与转子和定子绕组相适配的平键状空心圆环结构。本发明采用上述结构的ECMO用驱动永磁电机，转子采用实心永磁体结构，结构、装配工艺简单，有利于提高电机转矩密度、功率密度和运行效率；同时定子铁心采用无齿槽结构，且经环氧树脂浇注固定定子绕组，可有效改善电机振动、噪声问题，提高电机转矩性能及运行平稳性与可靠性。

Description

一种ECMO用驱动永磁电机
技术领域
本发明涉及一种永磁同步电机技术，尤其涉及一种ECMO用驱动永磁电机。
背景技术
ECMO(体外膜肺氧合)作为一种生命维持设备，在现代医学中逐步显现出不可替代的作用。而电机作为ECMO的动力源，要求其具有运行平稳、可靠性高、功率密度及运行效率高的特点。此外由于其特殊的应用场合，还需要求电机具有振动小、噪声低的特点。
电机作为一种执行元件，是实现能量转换的关键因素。永磁同步电机依靠永磁体励磁产生同步旋转磁场，具有结构简单、效率高、功率因数高等特点，广泛应用于工业生产、交通运输、医疗卫生等领域。
由于常规永磁同步电机定子铁心存在齿、槽结构，定子铁心齿与转子永磁体的相对位置发生改变时引起磁场能量变化，导致齿槽转矩的产生。齿槽转矩过大，会导致转矩脉动和振动噪声恶化，同时影响电机的控制精度。此外，常规永磁同步电机还具有谐波含量高、易受电枢反应影响等缺陷，因此在一些特殊应用场合受限。
故常规永磁同步电机无法适用于ECMO的特殊应用场合。
为解决上述问题，本发明在不增加电机制造成本及加工工艺难度的基础上，提出了一种ECMO用驱动永磁电机，可较好地满足ECMO对于电机的性能需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种ECMO用驱动永磁电机，转子采用实心永磁体结构，结构、装配工艺简单，同时有利于提高电机转矩密度、功率密度和运行效率；同时定子铁心采用无齿槽结构，且经环氧树脂浇注固定定子绕组，可有效改善电机振动、噪声问题，提高电机转矩性能及运行平稳性与可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了一种ECMO用驱动永磁电机，包括沿径向由外到内依次设置的机壳、定子铁心、定子绕组和转子，所述定子绕组和所述转子之间还设置有转子护套；
所述转子为实心永磁体，所述实心永磁体为充磁方向相同的三段式平键结构，所述实心永磁体包括中间矩形磁体和沿直径方向紧密贴合于所述中间矩形磁体两侧的侧部弓形磁体；
所述转子护套为内外侧分别与所述转子和所述定子绕组相适配的平键状空心圆环结构。
优选的，所述定子铁心为无齿槽结构。
优选的，所述定子铁心外侧经热套工艺与所述机壳内壁固定连接，所述定子铁心内侧经环氧树脂与所述定子绕组浇注连接。
优选的，所述实心永磁体的左右两端分别经左端轴和右端轴连接左端盖和右端盖，所述左端盖和所述右端盖分别与所述机壳的左右两端连接；
所述左端轴面向所述左端盖的一侧对称设置有两块尺寸相同、充磁方向相反的瓦片形霍尔磁钢，所述左端盖面向所述左端轴的一侧设置有霍尔电路板。
优选的，所述左端轴上对称开设有两个嵌入槽，所述嵌入槽内镶嵌有所述霍尔磁钢，所述霍尔磁钢还与所述嵌入槽内壁粘接。
优选的，所述霍尔电路板中心开设有轴穿出孔，所述左端轴穿过所述轴穿出孔后与所述左端盖转动连接，所述霍尔电路板上开设有呈环形阵列布置的定位孔，螺栓穿过所述定位孔后与开设于所述左端盖内壁上的螺纹孔连接，所述左端盖的外壁与所述机壳左端平齐。
优选的，所述左端盖中心和所述右端盖中心分别开设有左轴承室和右轴承室，所述左端轴经左轴承与所述左轴承室转动连接，所述右端轴经右轴承与所述右轴承室转动连接，所述右端轴经所述右轴承室伸出所述右端盖。
因此，本发明采用上述结构的ECMO用驱动永磁电机，转子采用实心永磁体结构，结构、装配工艺简单，同时有利于提高电机转矩密度、功率密度和运行效率；同时定子铁心采用无齿槽结构，且经环氧树脂浇注固定定子绕组，可有效改善电机振动、噪声问题，提高电机转矩性能及运行平稳性与可靠性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的结构示意图；
图2为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的转子结构示意图；
图3为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的转子护套结构示意图；
图4为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的霍尔磁钢结构示意图；
图5为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的霍尔电路板结构示意图。
其中：1、左端盖；2、左轴承；3、左端轴；4、霍尔磁钢；5、霍尔电路板；51、定位孔；52、轴穿出孔；6、螺栓；7、定子铁心；8、定子绕组；9、机壳；10、右端盖；11、右轴承；12、右端轴；13、转子护套；14、转子；141、侧部弓形磁体；142、中间矩形磁体。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
图1为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的结构示意图；图2为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的转子结构示意图；图3为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的转子护套结构示意图；图4为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的霍尔磁钢结构示意图；图5为本发明的实施例一种ECMO用驱动永磁电机的霍尔电路板结构示意图，如图1-图5所示，本发明的结构包括沿径向由外到内依次设置的机壳9、定子铁心7、定子绕组8和转子14，所述定子绕组8和所述转子14之间还设置有转子护套13；所述转子14为实心永磁体，所述实心永磁体为充磁方向相同的三段式平键结构，所述实心永磁体包括中间矩形磁体142和沿直径方向紧密贴合于所述中间矩形磁体142两侧的侧部弓形磁体141；所述转子护套13为内外侧分别与所述转子14和所述定子绕组8相适配的平键状空心圆环结构。
实心永磁体与套设在其外表面的转子护套13构成磁路，气隙中的磁场为径向。定子绕组8中加载三相电流形成旋转磁场，与转子14永磁体所产生的励磁磁场相互作用产生电磁转矩，从而使得转子14转动，采用实心永磁体外套转子护套13结构，可保证电机转子14高速运行。
优选的，所述定子铁心7为无齿槽结构。优选的，所述定子铁心7外侧经热套工艺与所述机壳9内壁固定连接，所述定子铁心7内侧经环氧树脂与所述定子绕组8浇注连接，绕组经环氧树脂浇注工艺与无齿槽定子铁心7铁心固定，可有效改善电机振动、噪声问题。此外，可提升驱动电机的转矩密度、功率密度和运行效率，且电机定子铁心7、转子14及机壳9装配结构简单，运行可靠性高。
优选的，所述实心永磁体的左右两端分别经左端轴3和右端轴12连接左端盖1和右端盖10，所述左端盖1和所述右端盖10分别与所述机壳9的左右两端连接；所述左端轴3面向所述左端盖1的一侧对称设置有两块尺寸相同、充磁方向相反的瓦片形霍尔磁钢4，所述左端盖1面向所述左端轴3的一侧设置有霍尔电路板5。
优选的，所述左端轴3上对称开设有两个嵌入槽，所述嵌入槽内镶嵌有所述霍尔磁钢4，所述霍尔磁钢4还与所述嵌入槽内壁粘接。优选的，所述霍尔电路板5中心开设有轴穿出孔52，所述左端轴3穿过所述轴穿出孔52后与所述左端盖1转动连接，所述霍尔电路板5上开设有呈环形阵列布置的定位孔51，螺栓6穿过所述定位孔51后与开设于所述左端盖1内壁上的螺纹孔连接，所述左端盖1的外壁与所述机壳9左端平齐。
优选的，所述左端盖1中心和所述右端盖10中心分别开设有左轴承2室和右轴承11室，所述左端轴3经左轴承2与所述左轴承2室转动连接，所述右端轴12经右轴承11与所述右轴承11室转动连接，所述右端轴12经所述右轴承11室伸出所述右端盖10。
因此，本发明采用上述结构的ECMO用驱动永磁电机，转子采用实心永磁体结构，结构、装配工艺简单，同时有利于提高电机转矩密度、功率密度和运行效率；同时定子铁心采用无齿槽结构，且经环氧树脂浇注固定定子绕组，可有效改善电机振动、噪声问题，提高电机转矩性能及运行平稳性与可靠性，从而适用于ECMO设备等应用场合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种ECMO用驱动永磁电机，包括沿径向由外到内依次设置的机壳、定子铁心、定子绕组和转子，其特征在于：所述定子绕组和所述转子之间还设置有转子护套；
所述转子为实心永磁体，所述实心永磁体为充磁方向相同的三段式平键结构，所述实心永磁体包括中间矩形磁体和沿直径方向紧密贴合于所述中间矩形磁体两侧的侧部弓形磁体；
所述转子护套为内外侧分别与所述转子和所述定子绕组相适配的平键状空心圆环结构。
2.根据权利要求1所述的一种ECMO用驱动永磁电机，其特征在于：所述定子铁心为无齿槽结构。
3.根据权利要求2所述的一种ECMO用驱动永磁电机，其特征在于：所述定子铁心外侧经热套工艺与所述机壳内壁固定连接，所述定子铁心内侧经环氧树脂与所述定子绕组浇注连接。
4.根据权利要求1所述的一种ECMO用驱动永磁电机，其特征在于：所述实心永磁体的左右两端分别经左端轴和右端轴连接左端盖和右端盖，所述左端盖和所述右端盖分别与所述机壳的左右两端连接；
所述左端轴面向所述左端盖的一侧对称设置有两块尺寸相同、充磁方向相反的瓦片形霍尔磁钢，所述左端盖面向所述左端轴的一侧设置有霍尔电路板。
5.根据权利要求4所述的一种ECMO用驱动永磁电机，其特征在于：所述左端轴上对称开设有两个嵌入槽，所述嵌入槽内镶嵌有所述霍尔磁钢，所述霍尔磁钢还与所述嵌入槽内壁粘接。
6.根据权利要求4所述的一种ECMO用驱动永磁电机，其特征在于：所述霍尔电路板中心开设有轴穿出孔，所述左端轴穿过所述轴穿出孔后与所述左端盖转动连接，所述霍尔电路板上开设有呈环形阵列布置的定位孔，螺栓穿过所述定位孔后与开设于所述左端盖内壁上的螺纹孔连接，所述左端盖的外壁与所述机壳左端平齐。
7.根据权利要求4所述的一种ECMO用驱动永磁电机，其特征在于：所述左端盖中心和所述右端盖中心分别开设有左轴承室和右轴承室，所述左端轴经左轴承与所述左轴承室转动连接，所述右端轴经右轴承与所述右轴承室转动连接，所述右端轴经所述右轴承室伸出所述右端盖。
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CN116961272A (zh) * 2023-09-19 2023-10-27 苏州心岭迈德医疗科技有限公司 一种具有一体化轴套磁钢的空心杯电机

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