| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第12-25页 |
| 1.1 课题来源及意义 | 第12-13页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第12页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第12-13页 |
| 1.2 血泵的发展 | 第13-15页 |
| 1.2.1 血泵的发展历程 | 第13-14页 |
| 1.2.2 血泵的研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 轴流式血泵永磁磁力驱动技术研究现状 | 第15-17页 |
| 1.4 永磁磁力驱动系统关键技术研究现状 | 第17-21页 |
| 1.4.1 永磁电机设计及理论研究 | 第17-18页 |
| 1.4.2 能量损耗研究 | 第18-19页 |
| 1.4.3 温升研究 | 第19-20页 |
| 1.4.4 血泵驱动系统电磁特性研究 | 第20-21页 |
| 1.5 血泵测控技术研究现状 | 第21-22页 |
| 1.6 本文的研究内容 | 第22-25页 |
| 1.6.1 主要研究工作 | 第22-23页 |
| 1.6.2 研究技术路线 | 第23-25页 |
| 2 血泵磁力传动系统设计 | 第25-37页 |
| 2.1 基于永磁无刷直流电机微型轴流式血泵驱动原理 | 第25-26页 |
| 2.2 血泵轴负载力矩 | 第26-28页 |
| 2.3 轴流式血泵定转子结构设计 | 第28-32页 |
| 2.3.1 转子结构 | 第28-29页 |
| 2.3.2 定子结构 | 第29-32页 |
| 2.3.2.1 磁路计算 | 第29-30页 |
| 2.3.2.2 结构设计 | 第30-31页 |
| 2.3.2.3 结构方案 | 第31-32页 |
| 2.4 电磁驱动力矩数值计算及分析 | 第32-36页 |
| 2.4.1 电机电磁场分析基本原理 | 第32页 |
| 2.4.2 磁力矩二维仿真分析 | 第32-34页 |
| 2.4.3 数值计算结果及分析 | 第34-36页 |
| 2.4.3.1 二维电磁场仿真结果转化及处理 | 第34页 |
| 2.4.3.2 结果对比及分析 | 第34-36页 |
| 2.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 3 系统电磁性能研究 | 第37-53页 |
| 3.1 结构与电磁参数关系 | 第37-42页 |
| 3.1.1 主要电磁参数的选择 | 第37-38页 |
| 3.1.2 定子外径对电磁性能影响 | 第38-39页 |
| 3.1.3 气隙长度对电磁性能影响 | 第39-40页 |
| 3.1.4 永磁体高度对电磁性能影响 | 第40-41页 |
| 3.1.5 电流对驱动性能影响 | 第41-42页 |
| 3.2 系统能量损耗 | 第42-50页 |
| 3.2.1 血泵磁力传动系统能量分析 | 第42页 |
| 3.2.2 能量损耗数值计算 | 第42-47页 |
| 3.2.2.1 定子铁芯损耗 | 第42-44页 |
| 3.2.2.2 永磁体涡流损耗 | 第44页 |
| 3.2.2.3 铜损耗 | 第44-45页 |
| 3.2.2.4 血泵泵水回路损失 | 第45-46页 |
| 3.2.2.5 轴承损耗 | 第46-47页 |
| 3.2.3 三齿槽定子能量损耗仿真研究 | 第47-50页 |
| 3.2.3.1 环境参数设置 | 第47-48页 |
| 3.2.3.2 仿真结果及分析 | 第48-50页 |
| 3.3 血泵能量效率传递模型 | 第50-52页 |
| 3.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 4 基于耦合场的血泵全域温升的数值计算 | 第53-69页 |
| 4.1 流固耦合理论计算模型 | 第53-56页 |
| 4.1.1 血泵流场求解数学模型 | 第53-54页 |
| 4.1.2 温度场求解数学模型 | 第54-55页 |
| 4.1.3 血泵流固耦合模型的求解方法 | 第55-56页 |
| 4.2 血泵温升热性能参数的确定 | 第56-61页 |
| 4.2.1 内热源的计算 | 第56-57页 |
| 4.2.2 定子槽等效热模型的建立 | 第57-59页 |
| 4.2.3 气隙处理及散热系数 | 第59-60页 |
| 4.2.4 材料导热系数、密度、比热容计算 | 第60-61页 |
| 4.3 血泵流固耦合温度场数值计算 | 第61-64页 |
| 4.3.1 三维仿真模型的建立 | 第61页 |
| 4.3.2 仿真参数设置 | 第61-62页 |
| 4.3.3 流固耦合温度场仿真结果分析 | 第62-64页 |
| 4.4 相关因素敏感性分析 | 第64-67页 |
| 4.4.1 相绕组对血泵温度场的影响 | 第64-66页 |
| 4.4.2 不同转速下血泵温度场分布 | 第66-67页 |
| 4.4.3 气隙导热系数对外壳温度分布影响 | 第67页 |
| 4.5 本章小结 | 第67-69页 |
| 5 轴流式血泵控制系统研究 | 第69-83页 |
| 5.1 血泵控制系统组成 | 第69页 |
| 5.2 血泵控制系统硬件设计 | 第69-72页 |
| 5.2.1 电源模块 | 第69-70页 |
| 5.2.2 供电电路 | 第70页 |
| 5.2.3 控制电路 | 第70页 |
| 5.2.4 驱动电路 | 第70-71页 |
| 5.2.5 逆变电路 | 第71-72页 |
| 5.2.6 反馈电路 | 第72页 |
| 5.3 轴流式控制系统软件设计 | 第72-81页 |
| 5.3.1 血泵启动过程控制策略 | 第73-79页 |
| 5.3.1.1 血泵启动过程机械-流体动力学模型 | 第73-75页 |
| 5.3.1.2 流体动力学模型求解 | 第75-76页 |
| 5.3.1.3 调速控制参数 | 第76-79页 |
| 5.3.2 稳速运行控制策略 | 第79-81页 |
| 5.3.2.1 机械特性调速 | 第79-80页 |
| 5.3.2.2 恒功率电流控制 | 第80-81页 |
| 5.4 本章小结 | 第81-83页 |
| 6 实验研究 | 第83-95页 |
| 6.1 血泵闭环控制实验系统 | 第83-84页 |
| 6.1.1 实验系统功能 | 第83页 |
| 6.1.2 实验系统硬件组态 | 第83-84页 |
| 6.2 实验过程及实验结果分析 | 第84-94页 |
| 6.2.1 不同定子结构驱动性能实验 | 第84-88页 |
| 6.2.2 系统能量传递效率实验 | 第88-91页 |
| 6.2.3 驱动定子温升测定实验 | 第91-92页 |
| 6.2.4 速度控制实验 | 第92-94页 |
| 6.3 本章小结 | 第94-95页 |
| 7 结论与展望 | 第95-99页 |
| 7.1 主要内容和创新点 | 第95-97页 |
| 7.2 研究工作展望 | 第97-99页 |
| 参考文献 | 第99-106页 |
| 攻读硕士学位期间主要研究和成果 | 第106-107页 |
| 致谢 | 第107页 |