您的位置: 资讯中心 > 技术文献 > 正文

如何缓解手持式医疗器械的发热问题

2018-05-17 15:46:32 来源:CIMD 点击:634

【大比特导读】“当谈到手持式手术器械中所使用的电机时,通常有两个主要的功率损失来源,而功耗损失过度会导致手术设备产生高温进而影响到临床使用效果大打折扣,如何能尽量降低手术器械运行中产生的高温就成为亟待解决的关键问题。”

如何缓解手持式医疗器械的发热问题

 

“当谈到手持式手术器械中所使用的电机时,通常有两个主要的功率损失来源,而功耗损失过度会导致手术设备产生高温进而影响到临床使用效果大打折扣,如何能尽量降低手术器械运行中产生的高温就成为亟待解决的关键问题。”

我们知道手术器械中的电机在长期额定转矩下运行会产生高温。通常来说,在电机连续运行时,温度可以可达到155°C,从而使外壳温度达到约120°C。这么高的温度会让设备无法直接用手持的方式来使用,即便是温度降低一半,也会严重影响使用。除去机械之间的摩擦力损耗,动力损失有两个主要原因,从而导致设备发热严重。

原因之一:焦耳能量与电机铁损:

焦耳功率的损耗与电流相关,即所需的转矩负载。众所周知,这些损失会随着电流的平方成正比。接近标称值的高电流会导致温度异常; 在大约标称电流一半的电流下运行电机会产生与人体皮肤相匹配的中等温度(通常低于50°C)。

对于电机选择,这就意味着应该选择超大型电机。然而,值得注意的是,我们认为这里的连续操作大约只在10分钟后才能达到最高温度。在手持式工具中,通常使用过程中会采用间歇操作,这么做的好处是可以让设备有足够的时间冷却,根据RMS平均负载,大致可以让设备的使用时间延长到30分钟。

电机铁心损耗与它的转速有关,而且也与速度的平方成正比关系,仅在旋转时,即使在无负载条件下也能使电动机发热。在手持式工具中,电机钻头会在几万转的转速下出现这类问题。这种高速电机需要特殊的设计预防措施来限制涡流加热。通常采用的方法是用少量磁极,无槽绕组和由特殊低滞后材料制成的超薄背铁箔来减少旋转时带来的热能。

原因之二:PWM驱动电路与电感效应:

事实证明,温度升高的原因不仅是扭矩,速度和设计的问题,即使在无负载条件下驱动电机,也一样会产生高温(80°C以上)。其原因在于驱动器和电源电压。

无槽绕组的电感非常低,导致电气时间常数非常低。但是,当使用脉宽调制(PWM)功率级驱动时,电机电流能够跟随这些电压快速变化,产生相当大的电流波,但PWM电压和电流波对电机的机械响应并没有影响,电流波峰值会加热电机,因此怎样最小化电流波是解决电机发热严重的最佳对策:

根据实际转速降低PWM驱动电路的电压。

增加PWM频率以减少电流波的建立时间。

增加一个额外的电感,将电动机扼流圈串联到电动机线路上,以增加电气时间常数并抑制当前的热效应。

通过用较低功率的控制器替换旧的超大尺寸控制器,并采用较大的内置电感,以较高的PWM频率工作,就可以有效解决加热问题。综上,最大化降低温度的办法是将电源电压降低到接近所需的最小值。

本文由大比特资讯收集整理(www.zhaogonghao.com)

分享到:
阅读延展
手术器械 电机 驱动器
  • 骨科巨头Stryker以1.90亿美元收购Invuity,看好其可视化手术设备

    骨科巨头Stryker以1.90亿美元收购Invuity,看好其可视化手术设备

    据悉,当地时间2018年10月23日,骨科巨头Stryker宣布以1.90亿美元完成了对Invuity的收购。同时,Invuity用于微创手术的一次性可视化手术器械也被Stryker纳入其产品组合。此前,双方已在9月11日时宣布达成收购协议。

  • 强生(上海)医疗器材有限公司对骨关节手术器械主动召回

    强生(上海)医疗器材有限公司对骨关节手术器械主动召回

    上海市食药监局官网发布消息称,强生(上海)医疗器材有限公司报告,涉及产品的深度测量尺存在设计偏差,使其测量读数不准确。强生(上海)医疗器材有限公司对骨关节手术器械(注册证号:国械备20170306)主动召回。

  • 国产肿瘤微创医疗器械迎来创新发展期

    国产肿瘤微创医疗器械迎来创新发展期

    北京10月1日消息,由健康时报社主办的中国肿瘤微创科技研发与银河国际官网专家研讨会在京举行。多位专家提出,国产肿瘤微创医疗器械迎来创新发展的关键时期,加强医研企协同作战是关键一环,让临床医生参与到手术器械的设计中,将大大加快科技创新的速度和质量。

  • 盘点2018年全球医疗器械公司TOP10

    盘点2018年全球医疗器械公司TOP10

    医疗器械行业是生命科学行业一个重要而迅速发展的分支,该行业公司生产和销售各类医疗器械产品,如诊断、手术器械、轮椅和心脏装置,这些产品广泛银河国际官网

  • 手术机器人银河国际官网需加强质控 调整定价收费政策

    手术机器人银河国际官网需加强质控 调整定价收费政策

    近日,一项针对9家三甲医院10台内窥镜手术器械控制系统(俗称手术机器人)的临床银河国际官网评估结果出炉。该研究由国家卫生健康委员会卫生发展研究中心完成。结果显示,其使用情况存在技术银河国际官网差异,建议有关部门加强技术规范化管理和质量控制,调整定价收费政策。

  • 鱼跃吴光明:通过外延并购方式 进一步打开中国医疗市场

    鱼跃吴光明:通过外延并购方式 进一步打开中国医疗市场

    鱼跃医疗董事长吴光明表示,鱼跃医疗经过多年的品牌积累,已经成为我国家庭医疗器械领域的龙头企业,品牌效应明显,市场空间巨大。同时,公司通过外延并购,进军医疗手术器械和医院感染控制领域,将有利于进一步打开中国的医疗市场。

  • 瑞萨电子电机故障检测e-AI解决方案简化电器维护步骤

    瑞萨电子电机故障检测e-AI解决方案简化电器维护步骤

    全球领先的银河国际网站解决方案供应商瑞萨电子株式会社宣布,推出针对家用电器电机控制的 e-AI 故障检测解决方案。该方案采用瑞萨电子 RX66T 32位微控制器(MCU),基于嵌入式人工智能(e-AI),可检测冰箱、空调、洗衣机等家电因电机异常而发生的故障。

  • 电机行业市场规模以及行业竞争格局分析

    电机行业市场规模以及行业竞争格局分析

    电机(俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M(旧标准用D)表示。它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。

  • 我国首台大型立式脉冲发电机组研制成功

    我国首台大型立式脉冲发电机组研制成功

    近日,在位于成都的中核集团核工业西南物理研究院内,我国首台30万千伏安立式脉冲发电机组系统通过验收,总体参数达到国际先进水平。

  • 电晕及振动对高压电机线圈绝缘的影响

    电晕及振动对高压电机线圈绝缘的影响

    高压电机长期在电磁振动、高温和高电等因素的作用下,会遭到因电磁振动而发生的机械磨损,电晕腐蚀以及因发热而发生的绝缘老化,使电机线圈整体绝缘出现脱壳、分层、烧灼、磨损和绝缘强度降低等不良现象,最终导致绝缘击穿。Ms.参今天与各位简单交流一下电晕及振动对线圈绝缘的影响。

  • 谈电机的热交换和热稳定原理

    谈电机的热交换和热稳定原理

    温升是电机的重要性能指标,电机运行时本身是一个发热体,那电机是通过什么方式散热而达到最终的平衡呢?一般情况下,热量从发热体表面散发到周围介质中去主要通过两个方式;一种是辐射;另一种是借助于空气或其他冷却介质的对流。在电机中,通常后者占主要地位。

  • 瑞萨电子电机故障检测e-AI解决方案可大大简化家用电器维护

    瑞萨电子电机故障检测e-AI解决方案可大大简化家用电器维护

    球领先的银河国际网站解决方案供应商瑞萨电子株式会社(TSE:6723)今日宣布,推出针对家用电器电机控制的 e-AI 故障检测解决方案。该方案采用瑞萨电子 RX66T 32位微控制器(MCU),基于嵌入式人工智能(e-AI),可检测冰箱、空调、洗衣机等家电因电机异常而发生的故障。

  • MACOM宣布推出全新的优化负电压驱动器  可兼容高性能AlGaAs和HMIC PIN二极管开关

    MACOM宣布推出全新的优化负电压驱动器 可兼容高性能AlGaAs和HMIC PIN二极管开关

    美国马萨诸塞州洛厄尔 – 全球领先的银河国际网站解决方案供应商MACOM Technology Solutions Inc. (“MACOM”) 今日宣布推出两款全新的负电压驱动器,能够无缝兼容MACOM全系列AlGaAs和HMIC PIN二极管开关产品。

  • 奥地利自动化厂商Keba收购了两家德国的公司

    奥地利自动化厂商Keba收购了两家德国的公司

    根据外媒报道,奥地利自动化厂商Keba收购了两家德国的公司,以扩大其基础技术并巩固其在工业自动化领域的地位。这两家企业中一家是伺服驱动器制造商LTI Motion,另一家是锭子制造商Heinz Fiege。此次收购后,Keba集团的员工数量将从1200名扩展至1700多名。

  • S7-200 控制两轴步进电机复位

    S7-200 控制两轴步进电机复位

    某设备上有两套步进驱动系统,步进驱动器的型号为SH-2H042Ma,步进电动机的型号为17HS111,是两相四线直流24V步进电动机。

  • 机器人控制系统厂商Keba收购两家德国企业

    机器人控制系统厂商Keba收购两家德国企业

    根据外媒报道,奥地利自动化厂商Keba收购了两家德国的公司,以扩大其基础技术并巩固其在工业自动化领域的地位。这两家企业中一家是伺服驱动器制造商LTI Motion,另一家是锭子制造商Heinz Fiege。此次收购后,Keba集团的员工数量将从1200名扩展至1700多名。

  • 关于机器人控制系统的知识

    关于机器人控制系统的知识

    如果仅仅有感官和肌肉,人的四肢并不能动作。一方面是因为来自感官的信号没有器官去接收和处理,另一方面也是因为没有器官发出神经信号,驱使肌肉发生收缩或舒张。同样,如果机器人只有传感器和驱动器,机械臂也不能正常工作。

  • 使用 Fluke MDA-550 Motor Drive Analyzer 测量电动机轴的电压放电

    使用 Fluke MDA-550 Motor Drive Analyzer 测量电动机轴的电压放电

    来自变速驱动器的电压脉冲可能在电机定子至转子间发生耦合,从而导致转子轴上出现电压。当这种转子轴电压超过轴承润滑脂的绝缘电压时,可能会出现高压电弧或电火花加工,从而导致电机轴承座圈发生点蚀和槽蚀,这种损坏可能导致电机过早出现故障。

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“大比特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得大比特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
Copyright Big-Bit © 1999-2019 All Right Reserved 大比特资讯公司 版权所有      未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任   安全

银河国际官网