離心血泵電機(jī)溫度分析與優(yōu)化.pdf

1、由于心臟病的高發(fā)病率以及心臟移植手術(shù)中自然心臟供體的嚴(yán)重缺乏，所以臨時(shí)性或永久性替代自然心臟的人工心臟應(yīng)運(yùn)而生。標(biāo)準(zhǔn)的人工心臟系統(tǒng)包括血泵，控制器，電源等部件，其中血泵是研究的核心，它從搏動(dòng)式發(fā)展到現(xiàn)在的連續(xù)流懸浮式，正不斷地解決各種心臟疾病難題。血泵工作時(shí)要帶動(dòng)人體血液進(jìn)行循環(huán)，如果血泵產(chǎn)生過高的溫度就會(huì)對(duì)人體血液造成破壞甚至威脅生命，而血泵的發(fā)熱主要來自亍泵內(nèi)電機(jī)，因此研究血泵電機(jī)的溫度、對(duì)其進(jìn)行溫度場的分析和優(yōu)化具有非常重要的意義

2、。
　　本文主要采用有限元法對(duì)電機(jī)的溫度場進(jìn)行分析計(jì)算，并基于血泵電機(jī)的控制系統(tǒng)來對(duì)電機(jī)的溫度進(jìn)行了優(yōu)化，最后也對(duì)分析優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，主要完成了以下幾個(gè)方面的研究:
　　(1)運(yùn)用傳熱學(xué)理論分析血泵電機(jī)的邊界條件，建立了血泵電機(jī)溫度場的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)對(duì)血泵電機(jī)的發(fā)熱源進(jìn)行了分析計(jì)算，運(yùn)用有限元法通過ANSYS軟件建立有限元模型，計(jì)算電機(jī)內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)和生熱率，加載求解得到血泵電機(jī)的溫度分布圖以及其內(nèi)部的

3、溫升曲線，得出血泵電機(jī)的發(fā)熱情況及影響其發(fā)熱的主要因素。
　　(3)根據(jù)溫度場分析的結(jié)果，確定電機(jī)損耗是影響血泵電機(jī)溫升的主要因素，基于血泵電機(jī)的控制系統(tǒng)來對(duì)電機(jī)溫度進(jìn)行優(yōu)化，主要研究了血泵電機(jī)的控制方法，設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，最后對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)過程、反電勢過零點(diǎn)檢測、換相、PID控制等方面進(jìn)行算法優(yōu)化來達(dá)到溫度優(yōu)化的目的。
　　(4)搭建了血泵溫度實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在平臺(tái)上測試血泵電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)溫度并和仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤