血泵大間隙磁力傳動系統(tǒng)磁力矩相位角及電磁體溫升研究.pdf

1、將大間隙磁力傳動系統(tǒng)用于可植入式微型永磁軸流式血泵的驅(qū)動,能有效解決血泵傳統(tǒng)驅(qū)動方式存在的磨損、導線穿體感染及人體排異性等難以克服的工程和醫(yī)學上的問題。然而,系統(tǒng)主從磁極間隙的增大將使其驅(qū)動力矩迅速減小,而采用等磁力矩相位角進行磁極切換并不能保證系統(tǒng)各磁極狀態(tài)驅(qū)動力矩得到充分利用;系統(tǒng)驅(qū)動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,又會影響系統(tǒng)的長時間運行。必須為系統(tǒng)找到進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,本文對系統(tǒng)的磁力矩相位角及電磁體溫升進行了研究:
　　 設計單磁極切換和雙磁極切換兩種產(chǎn)生驅(qū)動磁場的磁極切換方案,通過比較系統(tǒng)的耦合機理、驅(qū)動力矩、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)動磁場。利用ANSYS軟件對系統(tǒng)驅(qū)動力矩進行仿真,通過分析永磁轉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算公式?；趯﹄姶朋w傳熱機制的分析及電磁體各組成材料熱性能參數(shù)的計算,利用ANSYS軟件對電磁體溫升進行了數(shù)值計算,揭示了電磁體工作時溫度過高的問題,并從減少電磁體損耗、改善導熱條件及散熱條件三個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)動力矩;通過減少電磁體損耗和改善電磁體散熱條件能夠