軸流式血泵中的無刷直流電機設(shè)計及其控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著時代的發(fā)展，人們生活水平的提高，心臟相關(guān)的疾病日顯嚴重。人工心臟是解決心臟問題的重要武器，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)簡單、泵機一體化的軸流式血泵。在前人研究的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計并制作了血泵電機的定子，并依托DSP設(shè)計并制作了它的驅(qū)動與控制系統(tǒng)，使電機通過永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了血泵的功能。 論文首先對人工心臟的背景、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢做了綜述，介紹了本課題的進展情況，然后又

2、對無刷直流電機發(fā)展概況及趨勢做了綜述，對這些知識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。 論文介紹了泵機一體化的無刷直流電機，分析了三齒槽無刷直流電機的工作原理，在前人的基礎(chǔ)上對定子加以改進，重新設(shè)計了尺寸、形狀和繞線方案，并對其性能做了初步的探討。 根據(jù)無刷直流電機的工作原理，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PWM調(diào)制方式與轉(zhuǎn)矩脈動的關(guān)

3、系做了仿真，探討了不同的驅(qū)動電路及PWM調(diào)制方式對電機轉(zhuǎn)矩脈動的影響，最后定下用基于buck變換電路的三相逆變橋的驅(qū)動方案。 采用基于DSP的無位置傳感器的控制策略，通過速度、電流雙閉環(huán)控制，對電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行控制，設(shè)計了基于DSP控制板的主驅(qū)動電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路、速度檢測電路、驅(qū)動保護電路等，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、位置檢測、換相及調(diào)速等程序的設(shè)計。對無刷直流電機的定子和