轴流人工心脏泵磁悬浮系统耦合特性及其应用

本文档探讨的是"轴流式人工心脏泵混合磁悬浮系统的耦合特性"，发表于2014年的《电机与控制学报》第18卷第5期。人工心脏泵作为植入式医疗设备，对于体积、重量、能耗等关键性能有着极高的要求。为了满足这些要求，研究者着重研究了磁悬浮人工心脏泵的轴承特性，尤其是径向永磁轴承的耦合特性。 论文首先对径向永磁轴承的耦合特性进行了理论分析和仿真，这是实现转子稳定悬浮的基础。通过这种方式，研究人员提出了一个创新的磁悬浮支撑方案，即采用两个径向永磁轴承和一个轴向电磁轴承，以实现转子五自由度的稳定悬浮。这种设计能够保证泵在运行过程中的高效和精确控制。 接着，作者针对径向永磁轴承的磁场分布特性，提出利用两个对转子轴线对称布置的霍尔传感器，从径向方向监测转子的轴向位移。论文深入解析了径向位移与轴向位移在检测结果中的耦合关系，并提供了解耦方法，以准确测量轴向位移，这对于保持系统稳定性至关重要。 作者基于这些研究成果，设计并制造了轴流式磁悬浮人工心脏泵的原型机，成功实现了转子的五自由度稳定悬浮。这项工作不仅有助于提高人工心脏泵的性能指标，还为磁悬浮技术在生物医学领域的应用提供了新的思路和方法。 论文的关键点包括人工心脏泵的设计、磁悬浮轴承的耦合特性分析、位移检测技术以及实际应用中的原型机开发。整个研究涉及了工程技术、机械设计、电磁场理论以及生物医学工程等多个领域，具有较高的学术价值和技术实用性。通过这篇论文，读者可以深入了解磁悬浮在人工心脏泵中的作用以及如何通过精确的耦合特性控制来提升泵的性能和安全性。