軸流式磁懸浮人工心臟泵驅(qū)動電機的研制.pdf

1、磁懸浮人工心臟泵以其無接觸支承的獨特優(yōu)點使得轉(zhuǎn)子與定子之間無摩擦,可以解決心臟泵的溶血和血栓問題,得到了快速的發(fā)展。而作為驅(qū)動動力源的電機,其性能和體積直接關(guān)系到整個磁懸浮人工心臟泵的性能和體積。隨著磁懸浮人工心臟泵的不斷發(fā)展,更進一步要求其驅(qū)動電機具有效率高、體積小、重量輕等特點。本課題基于當前人工心臟泵的研究,采用體積小、結(jié)構(gòu)簡單、泵機一體化的軸流式磁懸浮人工心臟泵結(jié)構(gòu),研究適用于磁懸浮人工心臟泵的直流無刷永磁電機的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動及控制

2、原理,并研制了電機本體及其驅(qū)動控制器,實驗表明所研制的磁懸浮人工心臟泵電機基本達到了心臟泵的指標要求。
　　 本論文中首先綜述了人工心臟和無刷直流電機的背景、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢,介紹了第三代磁懸浮人工心臟泵驅(qū)動電機的研究現(xiàn)狀,闡述了永磁無刷直流電機的工作原理和無位置傳感器控制技術(shù),在此基礎(chǔ)上提出了本論文所采用的研究(技術(shù))方案。本文的設(shè)計分為兩個方面:1.本文詳細闡述了磁路系統(tǒng)及電機經(jīng)典設(shè)計方法及公式。2.采用現(xiàn)代場路結(jié)合的設(shè)計方

3、法,使用有限元軟件ANSOFT對所設(shè)計電機的磁場分布、電路特性進行了仿真計算。由于兼具傳統(tǒng)磁路計算快捷和直接磁場計算精度高的特點,大大地提高了磁路設(shè)計計算的精度,在此基礎(chǔ)上加工制造出所要求的人工心臟泵用驅(qū)動電機。對于電機的驅(qū)動控制部分,選定采用MICROLINEAR公司的單片集成控制器MIA425作為人工心臟泵驅(qū)動控制器的主控芯片,通過閉環(huán)控制原理和方法對芯片外部電路元件進行了優(yōu)化設(shè)計,實現(xiàn)了電機本體的驅(qū)動控制并且轉(zhuǎn)速可調(diào)。最后對本課題