大间隙磁力传动系统驱动力矩的计算方法

提出了行波磁场驱动的大间隙磁力传动系统，通过磁场分析，以系统电磁体4个磁极状态之一的NS（电磁体左极表示为N，右极为S）为例，对电磁体的空间磁场分布进行研究，建立了系统空间磁场数学模型；通过数值计算和推导，建立了系统驱动力矩计算模型；以Matlab为平台对大间隙磁力传动系统的驱动力矩计算模型进行解析求解，并应用ANSYS软件对系统的驱动力矩进行仿真．研究结果表明：通过增加线圈匝数、线圈通电电流和永磁体磁化强度，减小电磁体和永磁体间耦合距离，将电磁体和永磁体的相对位置沿y方向两侧（左侧或右侧）置于5～10mm范围内等方法，可提高系统的驱动力矩．

大间隙磁力驱动血泵动力学特性研究

为实现大间隙磁力驱动轴流式血泵加速过程的脉冲频率优化控制,研究其动力学特性。利用Pro/E及AD-AMS建立血泵转子虚拟样机模型;计算驱动力矩及负载力矩,并利用ADAMS仿真血泵转子的动态加速过程,得到其加速曲线,进而得到加速过程脉冲频率优化控制曲线。仿真结果表明,耦合距离为30,40,50,60mm时,血泵转子所能达到的稳态转速分别为42263,34234,27180,19626(°)/s,达到稳态转速所需时间分别为1.04,1.28,1.60,2.24s。根据仿真结果改进驱动程序,进行血泵泵水实验研究,实验结果验证了改进后的驱动程序能显著缩短加速时间。

大间隙磁力传动系统驱动磁场的产生方法研究

针对永磁轴流式血泵大间隙磁力传动系统,提出了单磁极切换和双磁极切换两种产生驱动磁场的方法;基于ANSYS有限元分析软件仿真分析了磁场的耦合机理,计算比较了2种磁场驱动下系统的驱动力矩;通过轴流式血泵负载实验,利用大间隙磁力传动系统能量传递效率及电磁体损耗的数学模型,计算并比较了2种磁场驱动下系统磁力传动部分的能量传递效率及电磁体损耗情况.结果表明2种磁场均能实现永磁转子在高频、高速时平稳运转,根据比较结果,选用双磁极切换方式作为系统驱动磁场的产生方法.

磁极位置对永磁轴流式血泵驱动能力影响的研究

为提高永磁轴流式血泵的驱动能力,利用ANSYS有限元分析软件仿真计算了大间隙磁力驱动系统的驱动力矩,通过实验计算了永磁轴流式血泵的最大负载力矩,得到了磁极相对位置(系统耦合距离、两电磁体间磁极距离、永磁体偏离两电磁体中心位置的距离、两电磁体间的相对夹角等)对系统驱动能力的影响。结果表明:通过减小系统耦合距离,减小两电磁体间磁极距离,将永磁体置于偏离电磁体中心位置8 mm左右的位置,将两电磁体垂直放置等方法,可以提高系统驱动能力。

大间隙磁力传动系统电磁场切换相位角研究

基于ANSYS软件建立了行波磁场驱动的大间隙磁力传动系统的二维电磁场仿真模型,分析了电磁体四种磁极状态下,永磁体角位移位于0°到360°之间所受的磁力矩情况.为使系统获得最大驱动力矩,提出了电磁体磁极状态切换的最佳切换相位角的概念,并对其进行了求解.通过分析系统中电磁体和永磁体间耦合距离及两电磁体间磁极距离对系统最佳切换相位角的影响,得到了最佳切换相位角的近似计算公式.通过轴流式血泵负载实验,结合血泵负载力矩模型,计算并比较了各种切换相位角下血泵的最大负载力矩.结果表明:按仿真所得的最佳切换相位角进行相位切换可使系统具有最大驱动能力.

轴流式血泵升速过程S曲线控制研究

基于传统S曲线控制算法,提出了一种能促进轴流式血泵升速过程驱动性能研究的三段S曲线升速控制方法.建立了S曲线升速模型,并离散求解得到定时常数和步数等参数;再利用上位机通信将参数实时传递给单片机,实现血泵升速过程S曲线控制.实验结果表明,血泵启动速度为300 r/m in,达到最大稳定转速为6 000 r/m in时,使得血泵运行快速而且驱动能力最大的S曲线的加速周期约为1.2 s.相对以往的血泵升速控制过程,驱动时间明显缩短,振动噪声小,加速性能良好.