Введение к работе
Актуальность работа. 3 реализации ключевой политической я хозяйственной задачи ускорения научно-технического прогресса важное место отводится разработке и внедрению новейшей техники-и технологии. Качественно нового уровня машинных узлов з механизмов с прямолинейным движением рабочих органов можно достичь, используя в конструкциях привод на базе линейных двигателей постоянного тока СЩІТ). Обладая в сравнении с приводами на основе вращательных машин рядил преимуществ, исключаются кинематические звенья передачи энергии к рабочему элементу устройства, повидается надежность, простота конструкции и технологяч
ность двигателей, приводы с JUJIT перспективны .для применения в системах активной знброзлшпты и автоматического регулирования, промышленной робототехнике, электроприводах аппаратов искусственного сердца (КС) и вспомогательного кровообращения (АБК), предназначенных для временной помощи естественному сердцу при некоторых патологических изменениях в нем.
3 езязи с этим в развитии электроприводов подобного класса имеют первостепенное значение поиск, разработка и исследования новых конструкций ЛДІТ с целью создания машин, обладающих лучшими свойствами и меньшей массой. Если при этом учесть, что выполнение комплексной медико-технической проблемы разработки АЗК и электропривода к ним является важным, своевременны.» и социально необходимым этапом современной науки, то становится очевидны/,, что решение перечисленных вопросов является актуальной задачей.
Цель и задачи работы. Целью работы является разработка конструкций, методик расчетов, параметрическая оптимизация и исследование магнитного поля, параметров и динамических характеристик линейных двигателей постоянного тока для электропривода аппаратов вспомогательного кровообращения. -
аля достиаекия указанной цели необходимо решить следующие задачи:-
анализ пневмо- и гидродинамических процессов в нагрузке и формулирование требований к ЛДПТ;
определение альтернативных конструктивных схем линейных-двигателей, способных выполнять заданные функции, и разработка методик их расчетов;
оптимизация и сравнительный анализ рассматриваемых конструкций с целью зыбора наиболее рационального варианта;
анализ магнитного поля и определение параметров базового ЛДПТ;
совместный анализ электромеханических процессов двигателя и. нестационарных пневмо- и гидродинамических 'процессов в на - '
грузке;
- экспериментальные исследования электропривода на базе ЛдЛТ
на стендах, имитирующих нагрузку, в частности, сердечно-со
судистую систему организма, для проверки основных теоретичес
ких положений работы.
Методы исследований. Поставленные задачи решены аналитическими, численными и экспериментальными методами. При составлении программ использован алгоритмический язык юТ?АН. Экспериментальные исследования проведены на специально разработанных стендах.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработана математическая модель нестационарных гшевмо- и гидродинамических колебательных процессов в рабочих простран ствах привода искусственного желудочка (ИЕС), используемая для вычислительного эксперимента с целью определения технических требований к ЛДПТ;
созданы математические модели униполярных и биполярных линейных двигателей.с удлиненным якорем, включающие электромаг нитный, тепловой и прочностной расчеты, пригодные для одтими зации на ЗШ;
разработана математическая модель электромеханических процес сов цшійндрического биполярного ДВДГ.
Практическая сенность:
разработаны рекомендации яо выбору электромагнитных нагрузок основных размеров, методики и алгоритмы расчетов для автоматизированного проектирования ЛДПТ на ЭШ;
созданы программы для- расчета оптимальных по массе активных элементов линейных двигателей;
предложены оригинальные конструкции ДДПТ, подтвержденные а.с
созданы установки для испытаний, в которых нагрузка имеет известные законы изменения противодействующих сел, и гидродинамический стенд, имитирующий сердечно-сосудистую систему организма;
результаты работы использовались при создании ЛДПТ для-акти] ной системы зиброзащиты.
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в научно-исследовательском институте трансплантологии и искусственных органов МЗ СССР (гЛоскза) и использовались в ЦКБ "ФОТОН" (гЛСазань) при разработке линейного двигателя постоянного тока для системы активной виброзащиты. На базе разработок, представленных в работе, выполнен экспонат "Электропривод для аппаратов вспомогательного и искусственного кровообращения", демонстрировавшийся на ВДНХ СССР и отмеченный бронзовой медалью.
Апробация работы. Основные долозения работы докладывались и обсундались на I Всероссийской конференции "Техническое творчество и проблемы кардиологии", Куйбышев, 1974; областной мел-отраслевой научно-технической конференции "Автоматизация технологических процессов в различных отраслях народного хозяйства", Сызрань, 1975; 1У Всесоюзной научно-технической конференции "Новые технологические процессы и оборудование для производства электрических масин малой мощности", Тбилиси, 1980; Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение долговечности и надежности машин и прибороз", Куйбышев, 1981; Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы управления промышленными электромеханически/л системами", Тольятти, 1982; теоретических занятиях П цикла Всесоюзной инолы-семикара по электромеханическим преобразователям линейного типа и электроприводам на их основе, Одесса, 1982; IX Всесоюзной конференции до пересадке органов и тканей, Тбилиси, 1982; У совещании "Электрические зисроимпулъскые системы", Новосибирск, 1984; отраслевом семинаре "Создание и применение линейных электродвигателей в 'мапшнах, оборудовании и транспортно-тёхнологических системах, Донецк, 1987; У Всесоюзной научно-технической конференции "Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов", Каунас, 1988; Всесоюзном совещании "Проблема создания и применения линейных электродвигателей и электроприводов в мастиках, оборудовании и транспортно-тёхнологических системах',' Донецк, 1989; научных семинарах кафедры электрических машин Куйбышевского политехнического института.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 печатных работ и получено 3 авторски;-: свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных
