永磁电机及其控制在人工血泵领域中的发展与应用
2021-07-27孙建国王洪飞张伟峰
现代制造技术与装备 2021年6期
关键词:设计
孙建国 王洪飞 张伟峰
(包头长安永磁电机有限公司,包头 014030)
人工血泵能够在人体内发挥心脏的作用,其动力的直接来源是内置电机。考虑到对人工血泵电机质量的高标准要求,相关技术的应用和发展具有极为重要的价值。人工心脏如果能够稳定运行,最重要的一个条件是要保证电机的性能。不同人工血泵配置电机的工作原理不尽相同,每种研发制造技术各有其独特性,并基于这些特点使得人工血泵在运转中具有不同的表现。采用永磁电机作为人工血泵的动力源的技术已经非常成熟,未来也有广阔的发展空间,因此得到了医疗及其相关领域的高度认可。
1 人工血泵技术概述
从目前的技术发展来看,人工血泵的工作原理主要包括气动、液动、电动以及磁液混动4种模式[1]。电动与磁液混动两种血泵主要采用永磁电机作为动力源进行驱动,其实际的性能和效果优良,是人工血泵技术的主要研发方向。
2 人工血泵选择永磁电机研发的应用情况
2.1 永磁无刷直流电机
2.1.1 电机稳定性
永磁无刷直流电机的结构中,绕组分布对整个电机的运行稳定性有较大影响。这些绕组形式不满足正弦规律,而电机永磁体结构会造成电枢磁链的转矩脉动问题。这些问题可以通过采用分数槽绕组法和Halbach永磁阵列等技术措施予以解决。
2.1.2 电机温升
永磁电机在长时间运转后会出现升温情况,而人体内如果血液温度过高超过43 ℃,则会导致红细胞功能损失。……
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