【摘 要】
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摘要:将大间隙磁力传动系统运用于可植入式微型永磁轴流式血泵的驱动,能有效解决血泵传统驱动方式存在的磨损、导线穿体感染及人体排异性等工程和医学上难以克服的的问题。然
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摘要:将大间隙磁力传动系统运用于可植入式微型永磁轴流式血泵的驱动,能有效解决血泵传统驱动方式存在的磨损、导线穿体感染及人体排异性等工程和医学上难以克服的的问题。然而,系统中用于产生交变磁场的电磁体选用T型无取向硅钢片做材料,存在温升过高和能量传递效率较低的问题;电磁体作为系统电磁转换的介质,其性能参数随温度变化而变化,产生的电磁场与温度场在耦合的状态下互相影响。为控制电磁体温升、提高系统驱动性能和能量传递效率,本文对电磁体的材料、结构及耦合场进行了研究:提出电磁体的新材料和结构方案,通过比较系统驱动力矩及能量传递效率,确定U型取向硅钢片的电磁体方案。利用ANSYS对取向硅钢片不同方向的驱动力矩及系统参数对驱动力矩的影响规律进行仿真。基于电磁学和热学基本理论建立电磁体涡流和温度场的非线性有限元计算模型,利用ANSYS软件对磁-热耦合条件下的电磁体进行仿真研究,得到电磁体不同时刻的温度分布规律。研究结果表明:U型取向硅钢片电磁体产生的驱动力矩及能量传递效率均优于T型无取向硅钢片电磁体;取向硅钢片轧制方向产生的驱动力矩约为垂直轧制方向的3倍。通过血泵负载实验,验证仿真所得系统参数对驱动力矩影响规律的正确性;通过电磁体温度测定实验,验证了电磁体磁-热耦合分析结论的正确性。
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