Kao ključna komponenta koja pruža protok zraka u ventilatornim sustavima, motor ventilatora Često se treba često pokrenuti i zaustaviti tijekom rada, ovisno o pacijentovoj brzini dišnog i ventilacijskog načina. Osobito u automatskom podešavanju načina ventilacije (kao što su APAP, BIPAP i CPAP), motor mora pokazati izuzetno brz odgovor i visoku operativnu stabilnost. Česti započinje i zaustavljanja mogu uzrokovati česte promjene motoričke inercije, akumulacije topline, mehaničkog habanja i električnog udara, što zahtijeva višestruku tehničku analizu i provjeru inženjerstva.
Zahtjevi za električne performanse za česte započinjanja i zaustavljanja
Motor mora održavati mogućnosti brzog pokretanja i kočenja tijekom čestih pokretanja i zaustavljanja. Ključni pokazatelji performansi uključuju motornu otpornost na zavojnice, brzinu reakcije armature i suzbijanje fluktuacije struje. Motori visokokvalitetnih ventilatora obično koriste DC motore bez četkice (BLDC), koji nude sljedeće električne karakteristike:
Snažna mogućnost rukovanja prolaznim strujom
Visoki početni moment
Vrijeme početka manje od 200 ms
Kontrolni sustav s funkcijom soft-start
Kontroler ima ugrađenu regulaciju brzine PWM-a kako bi se spriječile struje
Korištenje upravljačkih krugova u zatvorenom krugu (kao što je Hall Effect senzor ili povratne informacije o kodere) može dodatno poboljšati preciznost i brzina odziva start-stop, osiguravajući preciznu kontrolu ventilacije čak i u visokofrekventnim uvjetima start-stop.
Utjecaj visokofrekventnog starta na motornom toplinskom upravljanju
Svaki postupak start-stop popraćen je porastom struje i pretvorbe energije. Tijekom visokofrekventnih startnih uvjeta, motorički namoti skloni su kontinuiranom akumulaciji topline, što dovodi do prekomjerne temperature. Da bi se osigurao stabilan rad, potrebne su sljedeće strategije toplinskog upravljanja:
Visokokvalitetni izolacijski materijali (klasa F ili više) Zaštitite namote
Materijali visoke toplinske vodljivosti Poboljšavaju učinkovitost raspršivanja topline
Dizajn kućišta motora koji koristi aluminijsku leguru s perajama za rasipanje topline
Kontroler ima integrirani modul za otkrivanje temperature za kontrolu temperature u stvarnom vremenu
U kombinaciji s prisilnim zračnim hlađenjem ili pomoćnim rashladnim sustavima
Ako sustav toplinskog upravljanja nije pravilno dizajniran, motor će pretrpjeti degradaciju performansi, skraćeni životni vijek ili čak izgaranje zbog pregrijavanja.
Mehanička izdržljivost u čestim uvjetima starta
Motori imaju značajan mehanički šok tijekom čestih pokretanja i zaustavljanja, posebno iz čestih promjena inercije rotora, što može uzrokovati habanje ležaja, neusklađivanje rotora i labavljenje rotora. Motori visokokvalitetnih ventilatora nude sljedeće mehaničke prednosti:
Dinamičko uravnoteženje visoko precizno osigurava stabilan rad rotora
Kuglični ležajevi ili keramički ležajevi koji su visokofrekventni vibracije
Između osovine rotora i kućišta koristi se dizajn pufera koji apsorbira udarce
Nositi život> 30.000 sati, podupirući kontinuirano start-stop operaciju
Osovina motora opremljena je ventilacijskim ventilatorom visoke preciznosti kako bi se spriječilo labavljenje
Dizajn mehaničke čvrstoće zahtijeva visokofrekventno ispitivanje startnog stanja (npr. Milijuni ciklusa) tijekom faze prototipa kako bi se osigurao dugoročni stabilan rad bez strukturnog umora.
Optimizacija kontrole strategije poboljšava stabilnost
Strategija upravljanja motorom ventilatora igra ključnu ulogu u radu u čestim uvjetima starta. Napredni upravljački sustavi obično koriste sljedeće tehnologije:
Digitalna kontrola brzine zatvorene petlje
Analogni signal nula-križanje detekcije strategija pokretanja
Dizajn kruga filtra kako bi se spriječilo harmonične smetnje
Meko pokretanje i zaustavljanje algoritama za smanjenje mehaničkog šoka
Algoritmi kompenzacije snage za uvjete početka i zaustavljanja visokofrekventne
Ove strategije kontrole osiguravaju brz odgovor uz smanjenje potrošnje energije sustava i elektromagnetske smetnje, poboljšavajući na taj način ukupnu stabilnost.
Utjecaj visokofrekventnog početka i zaustavljanja na sustav napajanja
Često pokretanje motora ventilatora može uzrokovati fluktuacije prolazne struje u sustavu napajanja. Za održavanje stabilnosti elektroenergetskog sustava potrebne su sljedeće konfiguracije:
Ulazno napajanje širokog raspona (npr. 12V/24V/48V) za potporu dinamičkim opterećenjima
Ugrađeni modul za praćenje napona i regulaciju napona u regulatoru
TVS diode za zaštitu odziva na priključku za unos napajanja
Kondenzatorski snubber krug za glatko pokretanje struje za pokretanje
Adapter za napajanje s dinamičnim odgovorom i zaštitom kratkog spoja
Brzi odgovor sustava napajanja određuje može li motor brzo dobiti potrebnu struju tijekom svakog pokretanja i održavati stabilan izlaz.
Tipični scenariji primjene za početak i zaustavljanje visokofrekventnog
U sljedećim aplikacijama za ventilator, motor ventilatora mora podržati rad i zaustavljanje visokofrekventnog rada:
Automatski ventilator za regulaciju tlaka (APAP)
Pozitivan tlak dišnih putova s žučom (BIPAP)
Kontinuirani pozitivni tlak u dišnim putovima (CPAP) i prebacivanje načina rada S
Uređaj za terapiju kisikom visokog protoka
Prijenosni ventilator za spašavanje brzog prebacivanja načina rada
U tim scenarijima pacijentovo disanje dramatično varira, zahtijevajući odgovor u stvarnom vremenu s uređaja. Stoga, visokofrekventna sposobnost pokretanja i zaustavljanja motora postaje ključni pokazatelj performansi.
