低电流脉动和齿槽转矩的BLDC高速电机助力于医疗行业

电机在现代医疗行业中发挥着重要作用，全球对医学分析和测试服务不断增长的需求，为具有更高吞吐量和高可靠性的设备创造了一个巨大的市场，为了实现这一目标，传动系统组件必须在扩展的速度范围和更高的占空比下提供更大的扭矩。随着医疗设备变得更小、更轻，高速电机驱动器出现功率密度增加、体积和重量减少以及效率更高的趋势。由于多种优点，高速无刷永磁电机技术是此类先进医疗应用的最合适选择，它们提供了显着较小的尺寸和出色的热高功率密度，从而以良好的性能和可靠性降低了运行成本。

在为医疗设备选择高速电机时，必须考虑几个问题，扭矩脉动在医疗应用对振动和噪音非常敏感的情况下发挥着重要作用，例如医院中的设备和设备或患者护理设施。所使用的电机必须符合低噪音标准，以保证患者的舒适度并减少焦虑。扭矩脉动会激发机械阻尼不佳的系统，这可能会导致破坏性后果。

先进医疗设备中转矩脉动的主要来源有两个：定子绕组中的电流脉动和齿槽转矩。在评估所选电机拓扑的设计时，必须仔细考虑电机设计的所有方面，以最大限度地减少或消除这些脉动源，从而降低可听噪声的产生，这是医疗设备的非常重要的标准。由于医疗器械产品的可靠性至关重要，因此设计的电机需要耐用且用途广泛。许多零件具有集成功能，有助于减少组件数量并确保产品紧凑且坚固。它们的设计应能承受恶劣的环境、腐蚀性液体、蒸汽、高温、真空、振动和机械冲击。

高速医疗电机设计的挑战

由于医疗电机的体积变得越来越小和速度越来越快，出现了许多设计挑战，设计人员必须考虑电气驱动频率、快速旋转轴上的机械应力（转子动力学）、磁涡流、叠层钢芯损耗和逆变器。首先，转子的机械完整性成为一个问题，保持转子半径足够小应该保证在临界速度以下运行，在气隙中引入一个保磁环将确保磁保持，这导致有效气隙长度的增加。高速时出现的另一个设计问题是转子损耗增加，通过仔细选择永磁材料并通过适当的热管理，可以最大限度地减少转子损耗并获得成功的设计。