永磁轴承和液膜轴承联合悬浮叶轮血泵的理论分析和实验研究

摘要

为了解决叶轮血泵的机械轴承磨损问题,延长血泵的使用寿命,该文在回顾人工心脏发展历程的基础上,对旋转血泵延长使用寿命的各种方法进行了分析和评价,针对现有的泵机合一的叶轮血泵,提出了用永磁轴承和液膜轴承共同实现血泵转子悬浮的方法.该文对永磁轴承的径向和轴向刚度进行了计算分析;计算出液膜轴承悬浮力同液膜厚度之间的关系,以及定子铁心对转子的吸引力同工作气隙之间的关系;通过实验研究了转子磁钢参数和气隙的变化对电机效率的影响.然后,确定了永磁轴承和液膜轴承的尺寸、定子铁心和转子磁钢的用量,以及定子与转子工作气隙的大小.最后,完成一台叶轮血泵样机的制作.

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第一章绪论

1.1人工心脏研究简介

1.2本文的研究背景和意义

1.3本文拟解决的问题

2.1一种特殊的永磁轴承及其径向刚度的计算

2.1.1永磁磁悬浮的基本理论

2.1.2永磁磁悬浮的基本磁路结构

2.1.3一种特殊的永磁轴承的轴向和径向刚度

2.2泵机合一的叶轮血泵液膜轴承悬浮力的计算

2.2.1血泵内液膜轴承形成的基本条件和方法

2.2.2液膜轴承悬浮力的计算

2.3血泵驱动电机定子与转子之间气隙磁场强度和吸引力的计算

2.3.1永磁体的磁极面积、长度和气隙之间的关系

2.3.2定子与转子间的气隙磁场强度的计算

2.3.3定子铁心和转子磁钢之间吸引力的计算

2.4驱动电机转子磁钢设计对电机转矩和效率的影响

2.4.1电机效率测试台的制作

2.4.2实验方案的确定

2.4.3实验结果和分析

3.1血泵样机的制作和性能实验

3.2血泵转子径向和轴向悬特性分析和耐久性试验

致谢

参考文献

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