Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Recent advancements in permanent magnet motors technology for medical applications

Gieras I.A., Gieras J.F.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2006

|

Z. 229

7-20

EN

The paper discusses new constructions of permanent magnet (PM) brushless motors for medical and surgical devices, especially for implantable axial flow and centrifugal blood pumps. These motors usually have slotless stators and rotors integrated with pump impellers. Magnetic or hydrodynamic bearings are used because this type of bearings secures the longest life. Therapy, surgery and health care are, today, increasingly dependent on electrical and electronics engineering.

PL

Obecnie wiele urządzeń medycznych oraz chirurgicznych wymaga wysokiej jakości małych silników elektrycznych o magnesach trwałych. W artykule omówiono nowe silniki bezszczotkowe o magnesach trwałych stosowane w urządzeniach zainstalowanych chirurgicznie wewnątrzustrojowo, w szczególności silniki do pompowania krwi. Silniki pracujące wewnątrz ciała ludzkiego muszą odznaczać się bardzo małym ciężarem, bardzo dużą niezawodnością, temperatura pracy nie przekraczająca temperatury krwi ludzkiej, możliwością pracy w środowiskach agresywnych chemicznie oraz tolerowaniem przypadkowych uszkodzeń. Jako magnesy trwałe stosuje się NdFeB o najwyższej osiągalnej energii, obudowy stojana i wirnika ze stopów tytanowych, łożyska magnetyczne lub hydrodynamiczne oraz nowe tworzywa sztuczne i kompozyty na pozostałe elementy. Urządzenie do wspomagania lewej komory serca (LVAD) jest pompa elektromechaniczna implantowana wewnątrz klatki piersiowej, która umożliwia pracę serca nie będącego w stanie pompować krwi samodzielnie. Pacjent z wszczepionym LVAD oczekuje w tym czasie na znalezienie odpowiedniego dawcy oraz transplantacje serca. Rysunek 1 oraz 2 przedstawia pompę elektromechaniczną rotacyjną DeBakey'a o przepływie osiowym w której silnik bezszczotkowy jest zintegrowany z wirnikiem pompy. Magnesy trwale umieszczone są w sześciu łopatkach impelera. Łożyska osiowe są zanurzone w krwi. Pompa o przepływie osiowym Streamliner (rys. 3 oraz 4) działa podobnie, ale zamiast łożysk mechanicznych posiada łożyska magnetyczne. Pole magnetyczne nie tylko napędza impeler, ale również unosi go magnetycznie. Uzwojenie stojana jest uzwojeniem toroidalnym. Pompa centryfugalna (odśrodkowa) Terumo DuraHeartŽ (rys. 5 oraz 6) o łożyskach magnetycznych posiada trójfazowy, ośmiobiegunowy silnik bezszczotkowy tarczowy (strumień osiowy) o magnesach trwałych neodymowych zintegrowany z impelerem. Przy prędkości 2000 obr/min moc na wale wynosi 4.5 W oraz moment obrotowy 0.,0215 Nm. W pompie centryfugalnej VentrAssistTM silnik bezszczotkowy o magnesach trwałych jest silnikiem o strumieniu magnetycznym osiowym, magnesach trapezowych oraz cewkach stojana umieszczonych po obydwu stronach wirnika. Cztery magnesy neodymowe w obudowie ze stopu tytanowego są jednocześnie czterema łopatkami impelera. Bezżłobkowy stojan posiada trzy cewki górne oraz trzy cewki dolne. Sprawność silnika nie przekracza 48 % przy prędkości 2000 do 2500 obr/min oraz mocy 3 do 7 W. Rozkład pola magnetycznego wirnika oraz stojana przedstawiono na rys. 9 i 10. Przebiegi charakterystyk sprawności oraz prądu fazowego stojana w zależności od obciążenia są wykreślone na rys. 11 oraz 12. Artykuł jest zakończony wnioskami wynikającymi z dotychczasowych doświadczeń w konstrukcji małych silników bezszczotkowych pracujących wewnątrzustrojowo.

2

Modelowanie statycznych i dynamicznych stanów pracy małego silnika indukcyjnego

Dems M., Komęza K., Wiak S., Zadrożny J., Zadrożny J.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2003

|

Z. 216

103-115

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowania obwodowego i obwodowo-polowego charakterystyk elektromagnetycznych małego (370 W) silnika indukcyjnego przy biegu jałowym i w stanie zwarcia. Pomierzone charakterystyki pozwoliły na weryfikację obliczonych parametrów schematu zastępczego silnika. Parametry te zostały wykorzystane w obliczeniach obwodowych przebiegów rozruchowych silnika zasilanego napięciem sieciowym. Porównanie wyników wskazuje na dobrą adekwatność stosowanego modelu obwodowego.

EN

In last years the speed-control drives with inverter-fed induction motors more and more are used. In inverter-fed motors additional phenomena due to high voltage/current harmonics may occur. Thus, the necessity to modify mathematical models of induction motor's should be taken seriously into consideration to make possible electromagnetic calculations in static and dynamic states as well. In the paper are presented the results of the electromagnetic characteristics' modelling of a small induction motor (370 W) using circuit method and circuit-field one as well, in no-load and short-circuit states of the machine. The modified motor's model should take into consideration the higher motor's harmonics as well as non linear phenomena such as magnetic circuit saturation, displacement of currents in rotor bars [3] and parametric resonance [5], if any, i.e. their influence on equivalent circuit parameters of the motor. Therefore, the calculation of motor's field distribution was necessary using field and circuit calculation methods. Next, these parameters have been used in order to calculate - using the circuit method - the start characteristics of the motor when supplying with network voltage. Applying the measured motor characteristics the verification of the calculated motor's equivalent circuit parameters has been done, in no-load and short-circuit states of the motor. The calculations and measurements of currents have been done when supplying motor with network sinusoidal voltage as well as with PWM inverter. Relevant results are shown in sequence in Fig. 2 (r.m.s. currents' values) and Fig. 3 (relative differences between calculated and measured currents related to measured value when supplying with sinusoidal voltage). In Figs 10, 11, 12 the measured and calculated courses of phase currents, electromagnetic torque and speed during free acceleration of the motor are presented. The comparison of measured and calculated results proves a good adequacy of the circuit model used.

3

Nowe spojrzenie na hamownice silników elektrycznych małej mocy

Dudziński J., Kuraszkiewicz J.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

1999

|

Z. 201

183-195

PL

Charakterystyki każdego badanego obiektu, a zatem i małego silnika elektrycznego, są funkcją jego stanu. Uwidacznia się to w procedurach badawczych, które ściśle precyzują stan obiektu w chwili rozpoczęcia pomiarów. Zaproponowano zatem podejście polegające na stosowaniu takich przetworników, które pozwalają uzyskać bardzo dobrą odtwarzalność wyników nawet w przypadku drobnych różnic występujących wskutek różnych interpretacji tej samej procedury pomiarowej. Pomiary przeprowadzono z wykorzystaniem przetworników pomiarowych opracowanych i wykonywanych w Zakładzie Małych Maszyn Elektrycznych Instytutu Elektrotechniki.

EN

The characteristics of all investigated object, also of the small power electric motor, are the functions of state. It is visible in the search procedures, which accurately define the state of the object at the beginning of measurements. The practice in this matter demonstrates that the reconstruction of the results during application the identical measurement procedures was scarcely satisfactory. It requires the new solution of the measurement technique. A new approach to this problem has been presented in the this paper. The study is based on the application such the torque converters which permit excellent reconstruction the results even during the appearance of the small differences due to various interpretations of the same measurement procedure. The considerations of the authors have been concerned with the measurements in nearly steady state conditions. The main purpose of this paper is to present the measurements algorithm. The results are presented in Fig. 7 elaborated and performed in the Electrotechnical Institute.

4

Urządzenia do obciążania i pomiaru momentu małych silników elektrycznych

Kasaty O., Szajdak J.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

1999

|

Nr 59

22-26