醫(yī)用泵的問世,為醫(yī)療護(hù)理史掀開了新的一夜。如醫(yī)療用的輸液泵、氣泵等,極大提高了醫(yī)療水平,為患者健康保駕護(hù)航。
醫(yī)療設(shè)備要求具有極高的可靠性,不允許發(fā)生任何故障。因此再設(shè)計階段要求對整個系統(tǒng)做出全盤考慮:泵、電機(jī)、驅(qū)動器、反饋裝置等。無論實在休息時,還是在社會環(huán)境中,患者都不應(yīng)該收到噪音的干擾。因此,電池型醫(yī)用泵需要使用一種高效率、無噪音的電機(jī)。在選擇直流電機(jī)時,無論是有刷直流電機(jī)、無刷直流電機(jī),還是步進(jìn)電機(jī),要根據(jù)不同的醫(yī)療用途來決定,它們各自都有許多優(yōu)缺點。
選型方法
選擇電機(jī)時,設(shè)計工程師可以選擇不同的技術(shù)。比如:達(dá)到規(guī)定的扭矩或轉(zhuǎn)速;無噪音;盡可能小型化;高效率;在既定時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度(步進(jìn)電機(jī))等。有刷型電機(jī)可以分為兩類:有鐵芯和無鐵芯,無鐵芯即空心杯。因為空心杯無鐵芯損耗,常被選擇用于電池供電型便攜式的輸液泵。對于空心杯電機(jī)來說,大部分損耗來自于銅,該損耗步進(jìn)與線圈電阻成正比,還與電機(jī)中電流的平方成正比。電機(jī)中電流與電機(jī)轉(zhuǎn)矩成正比。
對電池供電型應(yīng)用來說,系統(tǒng)效率必須達(dá)到最佳。貴金屬整流器能夠把電機(jī)的效率提高到90%。通常情況下,R/K2(繞組的電阻效應(yīng)所導(dǎo)致的功率消耗)是用來比較電機(jī)性能的最佳系數(shù)。對于既定尺寸的電機(jī)來說,該系數(shù)基本不變,即為適應(yīng)電池而調(diào)整繞組時不會改變這一參數(shù)。然而,如果可以選擇,應(yīng)選擇R/K2比值最小的電機(jī)。它將提供更佳的效率。另外,電機(jī)的直徑通常是由應(yīng)用規(guī)定的,在轉(zhuǎn)矩一定的情況下,電機(jī)的直徑越大,電阻損耗就越低。
機(jī)械功率等于轉(zhuǎn)矩乘以速度。我們可以很清楚地看到,提高電機(jī)效率最好的方法就是在電機(jī)告訴運轉(zhuǎn)時達(dá)到所需的功率。機(jī)械功率相同時,速度越大,所需的轉(zhuǎn)矩就越小,并且電阻損耗也就越低。