基于有限元分析的瓣膜泵用永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)化.pdf_第1頁(yè)
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1、瓣膜泵是一種新型左心室輔助裝置,具有人工心臟瓣膜與人工心臟泵的雙重功能,既能保持血液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng),又能完成泵血功能,不需要額外的解剖空間,可作為重癥心衰竭患者的治療手段或者心臟移植手術(shù)前的過渡橋梁。瓣膜泵的研究正向著體積小、重量輕、可植入性強(qiáng)、高血液相容性的方向發(fā)展。永磁無刷直流電機(jī)由于具有高效率、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過載轉(zhuǎn)矩大、功率密度高、控制性能穩(wěn)定等特點(diǎn),常常作為瓣膜泵的驅(qū)動(dòng)。
   本課題基于瓣膜泵電機(jī)的要求,提出

2、了永磁無刷電機(jī)的設(shè)計(jì)方案,并應(yīng)用有限元方法進(jìn)行電機(jī)的性能分析優(yōu)化設(shè)計(jì),最后制作樣機(jī)進(jìn)行了性能實(shí)驗(yàn)。具體內(nèi)容包括:(1)在分析永磁無刷直流電機(jī)的工作原理和無軸承原理、無位置傳感器控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用經(jīng)典理論設(shè)計(jì)方法,根據(jù)電機(jī)性能要求設(shè)計(jì)了一種小型無軸承永磁無刷直流電機(jī);(2)采用現(xiàn)代場(chǎng)路結(jié)合分析的設(shè)計(jì)方法,結(jié)合ANSOFT有限元分析軟件,通過對(duì)經(jīng)典設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)出的電機(jī)進(jìn)行電機(jī)磁場(chǎng)、電氣特性等進(jìn)行優(yōu)化仿真設(shè)計(jì),重點(diǎn)分析了齒槽結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)齒槽

3、轉(zhuǎn)矩等電機(jī)性能的影響。通過不斷地優(yōu)化仿真電機(jī)的電磁性能,最終確定最優(yōu)的電機(jī)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的優(yōu)化;(3)根據(jù)優(yōu)化參數(shù),加工制造出所需求的瓣膜泵血泵樣機(jī),并應(yīng)用自制的血液循環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行瓣膜泵的水力性能實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證電機(jī)的可行性。
   數(shù)值結(jié)果表明,采用有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)方法確定的電機(jī)參數(shù)和經(jīng)典理論方法確定的電機(jī)參數(shù)相近。本文設(shè)計(jì)的6/4分?jǐn)?shù)槽繞組電機(jī)與課題組先前設(shè)計(jì)的12/4整數(shù)槽電機(jī)相比,電機(jī)性能明顯改善,齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降為原先電

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