通过直流电机的选择进行整机优化

选择合适的直流电机是优化医疗机械性能的一个重要方面

今天市场上有很多电机，从重型交流电机到微小的DC无刷和步进电机。使用任何Motors用户必须完全了解应用程序参数，包括电源，速度，扭矩，物理尺寸，效率，寿命期望等要求。从字面上发表了关于这些方面的每个方面的书籍，并在简短的文章中准确地定义它们是难以说的。

本文所做的事情是阐明了直流刷和无刷电机之间的主要差异，他们可以做些什么，它们最适合，以及如何决定在您的应用程序中使用它。由于其灵活性和长寿，DC电机正在越来越多的工业应用中使用。因此，DC电机选择通常是提供医疗机器运动控制的最重要步骤之一，无论是用于假肢，医疗工具，机器人，还是医疗培训辅助设备。

定义应用程序
医疗市场是独一无二的，大多数设备和机器都在干净的环境和周围的人身上，而不是工业应用。这意味着长寿命和低噪声是关键特性，驱动器需要符合许多医疗机器的要求。DC电机被注意到它们的寿命，特别是直流无刷电机，可以在连续运行中持续数万小时，并且在间歇地操作时更长。

为医疗机器应用选择DC电动机的关键标准包括了解应用程序随时可用的电压以及电机需要的物理尺寸。一旦确定这两个参数，可以确定速度和扭矩。

电压可用性是电机选择中的一个关键因素。例如，假肢是由电池操作的，而许多机架安装的设备和手术工具是由24v电源操作的。直流电机可在低至1.5V和高至48V的电压下使用，取决于所需的功率。

物理尺寸通常是医疗器械电机选择的限制因素之一。通常需要在使用哪个电机和它需要适应的可用空间之间做出妥协。前面提到的假肢需要一个小的框架马达，而机架式装置可以设计用来容纳更大的装置。

当你需要担心在假肢手或便携式手术工具(如钻头或锯子)中最大限度地延长电池寿命的电力消耗时，效率就成了首要考虑的问题。这种担忧在如今用于进行许多手术的机器人机器中就不那么明显了。

如前所述，扭矩和速度也会影响电机架的尺寸。高转矩电机通常比低转矩电机大，这意味着更大的安装硬件和更大的外壳可能是机器的要求。例如，在核磁共振成像中，旋转磁铁需要一个更大的电机，而运行药物输送泵则需要一个更大的电机。

马达占空比可能是医疗机器最能说明问题的方面之一。间歇运行不仅减少了电机的磨损，增加了电机的寿命，而且还意味着可以在不损耗机器本身积极特性的情况下使用较小的电机尺寸。

刷涂或无刷
主要规格快速显示无刷电机比拉丝电机更长，依靠机械连接进行操作。无刷电机也运行得更快。如果您使用无刷电机可靠，您不想为混合添加齿轮头。齿轮头的机械性质自动意味着它会有更短的生命周期。使用带有无刷电机的齿轮齿轮将仅否定组合系统的寿命，因此减少了它设计的医疗机的寿命。另一方面，建议在无刷电机上使用齿条时的时间。例如，如果环境是这样的，则噪声是需要的，或者需要更高的扭矩，但是齿轮头部将使工作非常好。

有刷电机将需要一个机械齿轮头，以增加接近那些无刷电机的速度。使用带刷电机的齿轮头不会在任何程度上改变生命周期。两者都是容易磨损的机械部件。不过，对于医疗器械来说，你不必担心脏东西或污垢会把系统弄脏。医院的清洁使你能最大限度地利用你的机械部件。

在选择有刷和无刷电机之间的一个真正的问题是机器建造者的专业知识。无刷电机要么与内置电子或外部电子操作电机。这需要一些经验来提供许多机器制造商选择提供的定制电子产品。但对于高销量来说，成本很容易收回。

另一方面，拉丝电机不需要电子设备运行电机，为设计者提供即插即用选项。这意味着如果预计机器以低量销售，则刷式电机将节省系统的总成本。最终问题是电机所需的力量。Maxon Motors可提供高达250瓦的电力额定电量，用于刷式电机和400瓦，无刷电机。

总的来说，许多医疗机器建造者正在选择尽可能使用无刷电机。寿命长，高速使这些电机适用于更广泛的应用。但随着开发成本的增加和数量减少，拉丝电机来救援。