血泵大間隙磁力傳動(dòng)系統(tǒng)磁力矩相位角及電磁體溫升研究.pdf

1、將大間隙磁力傳動(dòng)系統(tǒng)用于可植入式微型永磁軸流式血泵的驅(qū)動(dòng),能有效解決血泵傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式存在的磨損、導(dǎo)線穿體感染及人體排異性等難以克服的工程和醫(yī)學(xué)上的問題。然而,系統(tǒng)主從磁極間隙的增大將使其驅(qū)動(dòng)力矩迅速減小,而采用等磁力矩相位角進(jìn)行磁極切換并不能保證系統(tǒng)各磁極狀態(tài)驅(qū)動(dòng)力矩得到充分利用;系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電磁體在其工作過程中不可避免要產(chǎn)生溫升,溫升過高既不能使人體適應(yīng),又會(huì)影響系統(tǒng)的長時(shí)間運(yùn)行。必須為系統(tǒng)找到進(jìn)行磁極切換的最佳磁力矩相位角和保證電磁體溫

2、升在允許的范圍內(nèi),因此,本文對(duì)系統(tǒng)的磁力矩相位角及電磁體溫升進(jìn)行了研究:
　　 設(shè)計(jì)單磁極切換和雙磁極切換兩種產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)磁場的磁極切換方案,通過比較系統(tǒng)的耦合機(jī)理、驅(qū)動(dòng)力矩、能量傳遞效率及電磁體損耗情況,選擇采用雙磁極切換方式來產(chǎn)生系統(tǒng)所需驅(qū)動(dòng)磁場。利用ANSYS軟件對(duì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行仿真,通過分析永磁轉(zhuǎn)子所受磁力矩與電磁體四種磁極狀態(tài)下系統(tǒng)磁力矩相位角之間的關(guān)系,提出了系統(tǒng)磁極切換最佳相位角的概念及其求解方法;通過研究不同磁極位

3、置對(duì)系統(tǒng)磁極切換最佳相位角的影響規(guī)律,得到了最佳相位角的近似計(jì)算公式?；趯?duì)電磁體傳熱機(jī)制的分析及電磁體各組成材料熱性能參數(shù)的計(jì)算,利用ANSYS軟件對(duì)電磁體溫升進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,揭示了電磁體工作時(shí)溫度過高的問題,并從減少電磁體損耗、改善導(dǎo)熱條件及散熱條件三個(gè)方面提出了保證電磁體最高溫度不超過50℃的理論措施。
　　 研究結(jié)果表明:研究所得系統(tǒng)磁極切換最佳相位角可使電磁體具有最大驅(qū)動(dòng)力矩;通過減少電磁體損耗和改善電磁體散熱條件能夠