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为医疗行业选择一步电机的5个步骤

通过设计世界的工作人员|2007年1月19日

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作者:Mindy Lin Cheng,应用工程专家,Belal Azim,营销专家,Lin Engineering, Santa Clara,加利福尼亚州

无论该医疗产品是收缩压泵还是Petrie盘,请评估以下步进电机特性:

1.小包装
2.精度高
3.平稳运动
4.低噪声
5.高质量和可靠性

1.小包装
就尺寸而言,步进电机制造商坚持各种NEMA框架尺寸。这些物理尺寸范围从微型NEMA 8到大量的NEMA 42.对于大多数医疗应用,安装空间是一个关键问题,因此电机要求的空间越少。尽管选择较小的电动机(例如扭矩较少)存在一些缺点,但它是大多数应用程序的适当过程。例如,NEMA 8测量仅为0.7英寸。正方形,而NEMA 34措施3.3英寸。正方形。

对于选择步进电机的尺寸的许多选择,请记住的一个因素是NEMA框架尺寸尺寸是行业标准,不能轻易改变。然而,电机的长度和厚度可以因制造商而异。例如,3609Z电机仅为0.47英寸。厚的。该0.9°阶梯电机是该行业中最薄的电动机之一。当应用要求产品设计以容纳电动机时,同一系列台步进入圆形或模块化的外壳,使其更容易适合自定义机箱。

图- 1. _1_lin_s_3609_modular_motor.gif

LIN Engineering的3609Z步骤电机仅为0.47英寸。厚实,是该行业中最薄的0.9电机之一。它保持在1/64步骤微步骤下的±1.5弧速度,与工业平均范围为±4.5至±18分钟。

2.精度高
在涉及精度的问题上,可以肯定地说,一些医疗应用需要极高的精度步进电机。例如,激光眼科手术机器在手术过程中,如果马达和机械不够精确,就会有很大的危险。步进电机按角度旋转,它们都包含某种类型的步进误差。因此,选择一个对应用程序来说错误最少的程序是一个问题。步进误差以弧分钟的微小增量来测量,即一弧分钟等于1/60°,或0.0167°。工业平均误差0.9°步进电机是4.5弧分钟,或,0.075°。Lin Engineering的0.9°步进电机的平均步进误差为1.5弧分钟,或0.025°。当然,电机的步进分辨率越好,其精度就越高。通常,步进电机制造商提供1.8°和0.9°增量步进电机,并且至少有一家公司在NEMA 17包中提供0.45°增量步进电机。

图1_2_modular_motor_placed_in_custom_housing.gif.

3609步进电机还采用模块化的安装方式,让工程师设计自己的定制,节省空间的外壳

步进电机的精度在于设计和制造过程。在选择步进电机时,询问制造商关于其六西格玛过程,或在生产过程中每百万件有多少缺陷(DPMO每百万次缺陷)。这将为你的决策提供另一个基准。

3.平稳运动
步骤电机对许多其他人具有优势,因为它们可以在程序命令的任何位置停止。但是,由于名称表示,这些电机以不同的步骤移动。为了移动一圈,1.8°电机必须提前200步。每一步都需要几微秒来解决,并且在完全停止之前它会产生轻微的振荡。如果这些振荡继续加入电机所需的每个步骤,则动作可以是抖动 - 不是很平滑。

在选择步进电机时,往往很难确定电机在应用中是否会运行平稳。然而,有办法为电机创造一个环境,这样平滑的运动是可能的。在大多数情况下,马达的功率太大而产生抖动。此外,选择一个电机,有适当的扭矩。与应用工程师交谈,以帮助消除任何猜测,而选择电机。如果所选电机功率过大,则降低电压或电流以降低转矩。此外,还可以在步进电机的端轴上放置机械阻尼器,以增加其重量并抑制抖动运动。

Fig._4_Lin_Motor_with_Damper.gif

这款NEMA 17步进电机说明了安装在轴端机械阻尼器的使用,以帮助减少步进振动和由此产生的噪音。

4.低噪声
平稳的运动和低噪音齐头并进。但是来自电机的噪音可能是几个因素的结果。机械噪声可以通过相位到相位的不平衡电感或电阻读数来产生。步进电机通常具有两个阶段,其中电特性必须匹配。其他时间,噪声可能是由步进电机中每个部件的差的设计和制造引起的。寻找制造商的六种六西端能力,以获得良好的质量和持久的步骤电机。

5.高质量和可靠性
在大多数情况下,医疗应用尤其需要高可靠性。因此,选择合适尺寸的电机并不是唯一的因素。选择最可靠的电机制造商是至关重要的。许多客户要求MTBF(平均故障间隔时间)规格,以确保他们的潜在电机将持续一定次数的周期。虽然这些要求是合理的,步进电机是极其强大的,当使用正确。一般情况下,当步进电机在正确的负载条件下使用(轴的轴向和径向负载),且环境条件在规格范围内时,步进电机具有较长的使用寿命。步进电机的寿命通常与电机内轴承的寿命有关,电机内轴承的寿命可长达20年。因此,无论该应用涉及在人眼内进行复杂的切割、泵送液体,还是任何其他类型的医疗应用,电机的尺寸、精度、运动的平滑度、噪音水平、质量和可靠性都是极其关键的因素。

图5_Medical_Industry_Application_Motor.gif.

微型步进电机是理想的驱动医疗泵,必须提供小,准确的液体量。

林工程
www.linengineering.com.


了下:医疗,运动控制•电机控制,电机•伺服
标记:LineNgineering.

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