軸流式血泵中的無(wú)刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)及其控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，心臟相關(guān)的疾病日顯嚴(yán)重。人工心臟是解決心臟問(wèn)題的重要武器，其研究也在不斷深入。本課題基于當(dāng)前人工心臟的研究成果，采用了體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泵機(jī)一體化的軸流式血泵。在前人研究的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)并制作了血泵電機(jī)的定子，并依托DSP設(shè)計(jì)并制作了它的驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)，使電機(jī)通過(guò)永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了血泵的功能。 論文首先對(duì)人工心臟的背景、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)做了綜述，介紹了本課題的進(jìn)展情況，然后又

2、對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)發(fā)展概況及趨勢(shì)做了綜述，對(duì)這些知識(shí)的了解方便于理解本文中所采用的方案的提出思路和意義。 論文介紹了泵機(jī)一體化的無(wú)刷直流電機(jī)，分析了三齒槽無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理，在前人的基礎(chǔ)上對(duì)定子加以改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)了尺寸、形狀和繞線方案，并對(duì)其性能做了初步的探討。 根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理，提取了其數(shù)學(xué)模型，并用Matlab的Simulink及SimPowerSystems搭建了其仿真模型，對(duì)PWM調(diào)制方式與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的關(guān)

3、系做了仿真，探討了不同的驅(qū)動(dòng)電路及PWM調(diào)制方式對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響，最后定下用基于buck變換電路的三相逆變橋的驅(qū)動(dòng)方案。 采用基于DSP的無(wú)位置傳感器的控制策略，通過(guò)速度、電流雙閉環(huán)控制，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)了基于DSP控制板的主驅(qū)動(dòng)電路、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路、速度檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路等，論述了其中一些重要的元件及參數(shù)的選擇，給出了DSP的控制軟件，包括啟動(dòng)、位置檢測(cè)、換相及調(diào)速等程序的設(shè)計(jì)。對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的定子和