单绕组无轴承永磁薄片电机的刚度特性研究

发布时间：2024-04-07 01:03

　　随着科技的发展,将人造器械植入人体,代替人体器官实现生理功能,逐渐成为一种重要的医学治疗手段,其中较为典型的是血液循环辅助设备。血液循环辅助设备中的主要组成部分,即人造血泵以手术的方式植入人体,直接与心脏动静脉血管连接。血液进入血泵腔体,经血泵驱动后,重新流回人体血液循环系统,从而达到辅助血液循环的治疗效果。血液循环辅助设备由于涉及到机械、电子、流体、生物医疗等多学科领域,在理论研究和实际工程应用方面,还存在许多技术难点和瓶颈。本文主要针对应用于血泵中的一种典型驱动方式,即对无轴承电机驱动的刚度特性进行研究。本文以单绕组无轴承永磁薄片电机作为研究对象,研究电机结构、尺寸和材料特性等因素对电机刚度特性的影响机理。首先,本文建立了影响机理的解析模型;再以有限元分析的方法,对比分析了所建解析模型的准确性,并根据有限元分析结果修正了解析模型;最后通过实际测量原理样机的刚度特性,对修正后的解析模型进行了验证。本文根据等效磁路网络的分析思想,对研究对象的内部磁场进行分析,结合麦克斯韦应力张量和虚功原理,建立了单绕组无轴承永磁薄片电机的轴向被动刚度、径向被动刚度、径向力-电流特性以及转矩-电流特性的...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图7磁悬浮电机本体结构

国内外学者对无轴承永磁薄片电机的拓扑结构研究较多。学者KARUTZP提出了一种双层无轴承薄片电机，这种结构将悬浮绕组和转矩绕组分别布置在两个不同的轴向高度上[23]。NUSSBAUMERT介绍了多种不同的无轴承薄片电机拓扑结构，并进行了比较[24]。国内学者王嘉楠[25]对定....

图1-1心室辅助装置示意图

其中较为典型的是血液扰着人类的一大类疾病，不仅对患生命安全。根据2017年的中国心血率仍处于持续上升阶段，已成为重者1100万，肺心病患者500万，心，先天性心脏病患者200万[1,2]。针械，例如心脏起搏器、人工心脏瓣病人身体保持正常的血液循环功能源血液循环辅助....

图1-2AbioCorIRH型全替代式人工心脏示意图

图1-2AbioCorIRH型全替代式人工心脏示意图[5]助设备也是连续流式叶片泵，最大的特点是不叶轮和定子驱动器。在采取离心式叶片泵的基轴承替换电磁轴承使转子实现磁悬浮或者利用，利用血液本身黏度，使转子实现液力悬浮，机械磨损，血泵寿命大幅度延长，同时对血液血泵又分为三个....

图1-3第三代无轴承电机式血泵结构示意图

图1-3第三代无轴承电机式血泵结构示意图3中所示，电机定子采用无轴承驱动技术，定子与转子叶轮完全隔离，转子由钛合金壳体密封，在钛合金壳体上加工法能够有效避免外界污染物进入血液，形成超洁净的泵腔坏。承永磁薄片电机的国内外研究现状技的进步，在高速磨床、空气循环制冷系统、高速离心....

本文编号：3947435