Jako klíčová součást poskytující proudění vzduchu ve ventilátorových systémech Motor ventilátoru Během provozu se často musí často začít a zastavit se často, v závislosti na respirační frekvenci a ventilačním režimu pacienta. Zejména v automatickém úpravě ventilačních režimů (jako je APAP, Bipap a CPAP) musí motor vykazovat extrémně rychlou odezvu a vysokou provozní stabilitu. Časté starty a zastávky mohou způsobit časté změny v setrvačnosti motoru, akumulaci tepla, mechanického opotřebení a elektrického šoku, což vyžaduje mnohostrannou technickou analýzu a ověření inženýrství.
Požadavky na elektrický výkon na časté starty a zastavení
Motor musí udržovat rychlé startovní a brzdové schopnosti během častých startů a zastavení. Mezi klíčové ukazatele výkonu patří odolnost proti nárazu cívky motoru, rychlost reakce kotvy a potlačení kolísání proudu. Motory vysoce kvalitních ventilátorů obvykle používají bezkartáčové DC motory (BLDC), které nabízejí následující elektrické vlastnosti:
Silná schopnost přechodného proudu
Vysoký počáteční točivý moment
Počáteční čas méně než 200 ms
Řídicí systém s funkcí soft-start
Ovladač má vestavěnou regulaci rychlosti PWM, aby se zabránilo současnému přepětí
Použití řídicích obvodů s uzavřenou smyčkou (například senzor Effect Effect nebo zpětná vazba kodéru) může dále zlepšit přesnost a rychlost odezvy a zajistit přesnou kontrolu ventilace i za vysokofrekvenčních startů.
Dopad vysokofrekvenčního start-stopu na správu tepelného motoru
Každý proces startu-stop je doprovázen nárůstem převodu proudu a energie. Během vysokofrekvenčních start-stop podmínek jsou vinutí motoru náchylné k kontinuální akumulaci tepla, což vede k nadměrným teplotám. Pro zajištění stabilního provozu jsou vyžadovány následující strategie řízení tepelného řízení:
Izolační materiály vysoce kvalitních (třída F nebo vyšší) chrání vinutí
Materiály s vysokou tepelnou vodivostí zlepšují účinnost rozptylu tepla
Design motoru s pouzdrem s použitím slitiny hliníku s ploutvemi pro rozptyl tepla
Řadič má integrovaný modul detekce teploty pro kontrolu teploty v reálném čase
V kombinaci s vynuceným chlazením vzduchu nebo tepelným potrubím pomocným chladicím systémům
Pokud systém tepelného řízení není správně navržen, motor utrpí degradaci výkonu, zkrácenou životnost nebo dokonce vyhoření v důsledku přehřátí.
Mechanická trvanlivost za častých podmínek startu
Motory zažívají významný mechanický šok během častých startů a zastávek, zejména z častých změn v setrvačnosti rotoru, což může způsobit opotřebení ložiska, nesoulad rotoru a uvolnění oběžného kola. Motory vysoce kvalitních ventilátorů nabízejí následující mechanické výhody:
Vysoce přesné dynamické vyvažování zajišťuje stabilní provoz rotoru
Kuličková ložiska nebo keramická ložiska vydrží vysokofrekvenční vibrace
Konstrukce vyrovnávací paměti absorbující šok mezi hřídelem rotoru a pouzdrem se používá
Život ložiska> 30 000 hodin, podpora nepřetržitého provozu start-stop
Hřídel motoru je vybavena vysoce přesným ventilátorem, aby se zabránilo uvolnění
Konstrukce mechanické pevnosti vyžaduje během prototypové fáze vysokofrekvenční testování start-stop (např. Miliony cyklů), aby se zajistila dlouhodobá stabilní provoz bez strukturální únavy.
Optimalizace strategie kontroly zvyšuje stabilitu
Strategie kontroly ventilátoru hraje klíčovou roli při provozu za častých start-stop podmínek. Pokročilé kontrolní systémy obvykle využívají následující technologie:
Digitální ovládání rychlosti rychlosti s uzavřenou smyčkou PID
Strategie spuštění analogového signálu
Návrh obvodu filtru, aby se zabránilo harmonickému rušení
Měkké algoritmy startu a zastavení, aby se snížil mechanický šok
Algoritmy kompenzace výkonu pro podmínky s vysokou frekvencí
Tyto kontrolní strategie zajišťují rychlou reakci a zároveň snižují spotřebu energie systému a elektromagnetické rušení, čímž se zlepšuje celkovou stabilitu.
Dopad vysokofrekvenčního spuštění a zastavení na systém napájení
Časté zahájení ventilátorových motorů může způsobit kolísání přechodného proudu v systému napájení. Pro udržení stability energetického systému jsou vyžadovány následující konfigurace:
Vstupní napájecí zdroj DC širokého rozsahu (např. 12V/24V/48V) pro podporu dynamického zatížení
Vestavěný monitorování a regulační modul napětí v ovladači
Televizory diody pro ochranu proti odporu na vstupním port
Kondenzátor snubber obvod pro vyhlazení proudu pro začátek
Napájecí adaptér s dynamickou odezvou a ochranou zkratu
Rychlá odezva systému napájení určuje, zda motor může během každého startu rychle získat požadovaný proud a udržovat stabilní výstup.
Typické scénáře aplikací pro vysokofrekvenční start a zastavení
V následujících aplikacích ventilátoru musí motor ventilátoru podporovat vysokofrekvenční spuštění a zastavení:
Automatický ventilátor regulační tlak (APAP)
Bilevel pozitivní tlak dýchacích cest (bipap)
Nepřetržitý pozitivní tlak dýchacích cest (CPAP) a přepínání režimů S
Režim pro dýchání s vysokým průtokem o kyslíkové terapii
Přenosný přepínání režimu přenosný rescue ventilátor
V těchto scénářích dramaticky kolísá dýchání pacienta a vyžaduje odezvu zařízení v reálném čase. Proto se vysokofrekvenční a zastavovací schopnost motoru stává klíčovým ukazatelem výkonu.
