医用泵的问世,为医疗护理史掀开了新的一夜。如医疗用的输液泵、气泵等,极大提高了医疗水平,为患者健康保驾护航。
医疗设备要求具有极高的可靠性,不允许发生任何故障。因此再设计阶段要求对整个系统做出全盘考虑:泵、电机、驱动器、反馈装置等。无论实在休息时,还是在社会环境中,患者都不应该收到噪音的干扰。因此,电池型医用泵需要使用一种高效率、无噪音的电机。在选择直流电机时,无论是有刷直流电机、无刷直流电机,还是步进电机,要根据不同的医疗用途来决定,它们各自都有许多优缺点。
选型方法
选择电机时,设计工程师可以选择不同的技术。比如:达到规定的扭矩或转速;无噪音;尽可能小型化;高效率;在既定时间内旋转规定的角度(步进电机)等。有刷型电机可以分为两类:有铁芯和无铁芯,无铁芯即空心杯。因为空心杯无铁芯损耗,常被选择用于电池供电型便携式的输液泵。对于空心杯电机来说,大部分损耗来自于铜,该损耗步进与线圈电阻成正比,还与电机中电流的平方成正比。电机中电流与电机转矩成正比。
对电池供电型应用来说,系统效率必须达到最佳。贵金属整流器能够把电机的效率提高到90%。通常情况下,R/K2(绕组的电阻效应所导致的功率消耗)是用来比较电机性能的最佳系数。对于既定尺寸的电机来说,该系数基本不变,即为适应电池而调整绕组时不会改变这一参数。然而,如果可以选择,应选择R/K2比值最小的电机。它将提供更佳的效率。另外,电机的直径通常是由应用规定的,在转矩一定的情况下,电机的直径越大,电阻损耗就越低。
机械功率等于转矩乘以速度。我们可以很清楚地看到,提高电机效率最好的方法就是在电机告诉运转时达到所需的功率。机械功率相同时,速度越大,所需的转矩就越小,并且电阻损耗也就越低。