Исследование функционирования насосов в фазе запуска
Компания БИОСОФТ-М занимается разработкой носимого блока управления имплантируемым осевым насосом (НБУ ИОН) системы вспомогательного кровообращения. Одной из решаемых задач являлось проведение измерений мгновенных значений пускового тока двигателя ИОН для сравнения используемых экземпляров ИОН.
2. Результаты измерений
3. Оптимизация алгоритма запуска насоса
4. Результаты
Для решения задачи использовались ИОН (3 шт., обозначены №№ 4, 5, 6), цифровой осциллограф Tektronix TDS 2022B, НБУ ИОН, гидродинамический стенд, ПК, ПО Mathworks Matlab.
В качестве измеряемого параметра использовалось напряжение на токосъемном резисторе, соответствующее потребляемому ИОН току.
Измеренные осциллографом значения при помощи драйвера осциллографа и пакета Instrument Toolbox передавались в Matlab. Каждое измерение подвергалось фильтрации во временной области (скользящее среднее) и смещению для совпадения переднего фронта.
Результаты представлены на рис. 1.
Цифрами обозначено:
включение этапа позиционирования (установка двигателя в начальное положение);начало раскрутки двигателя;окончание раскрутки и переход в установившийся режим для насосов №5 и №6;окончание раскрутки и переход в установившийся режим для насоса №4.
Заявлено разработчиком, что насосы №4 и №5 одинаковые. Насос №6 отличается от них опорами рабочего колеса.
По результатам измерений получено:
Ток запуска насоса №4 меньше, чем у остальных насосов (1.0 у №4, 1.15 у №5, 6), но в установившемся режиме потребляемый ток больше (0.7 у №4, 0.4 у №5, 6). Т.е. насосы №4 и №5 отличаются друг от друга. Характеристики насосов №5 и №6 отличаются незначительно.
Для устранения пульсации тока при запуске ИОН (область между пп. 1 и 2 на рис. 1) модифицирована прошивка ДМК. Указанная область соответсвует этапу позиционирования ИОН. Первая итерация этапа раскрутки ротора по выполняемым операциям и параметрам аналогична этапу позиционирования. Для оптимизации алгоритма запуска ИОН этап позиционирования совмещен с этапом разкрутки ротора. Сравнение потребляемого тока для различных вариантов алгоритма запуска представлено на рис. 2.
В результате решения поставленной задачи улучшены характеристики алгоритма запуска ИОН (уменьшена длительность, снижено энергопотребление, уменьшена сложность алгоритма); опробована методика сравнительной оценки ИОН по значениям пускового тока.