隨著(zhù)最近COVID-19的爆發(fā)，各國政府和醫院在未來(lái)幾周如何應對這場(chǎng)全球危機，對人民生活和社會(huì )的總體影響都是深遠和不斷上升的。對醫療設備的需求迅速增加，很多這樣的裝置都依賴(lài)于精確的電機來(lái)工作。COVID-19是一種呼吸系統疾病，由于肺炎和其他嚴重的呼吸系統疾病，患者很難呼吸，像這樣的病人通常需要呼吸機來(lái)幫助他們呼吸。呼吸機的一個(gè)關(guān)鍵部件是幫助泵送空氣的電機，使病人更容易呼吸。這些裝置可以結合不同類(lèi)型的電機，如混合步進(jìn)電機、標準無(wú)刷直流電機、無(wú)框架無(wú)刷直流電機或無(wú)槽無(wú)芯無(wú)刷直流電機。

 

 

 

　　在大多數情況下，醫學(xué)應用表現出對空間的限制，因此，可用電機越小，對設計工程師越好。較小的電機在運行過(guò)程中需要較少的功率，因此可以節省能源成本。但是小型電機也有缺點(diǎn)，主要的缺點(diǎn)是轉矩降低。盡管你可能會(huì )認為更小意味著(zhù)更低的成本，但制造小而精確的電機通常要花費更多。步進(jìn)電機精度高，運行安靜，體積小，非常適合醫療設備和應用。這些特性是步進(jìn)電機制造和裝配過(guò)程中所需的適當工藝和質(zhì)量的結果，所有這一切意味著(zhù)將微型步進(jìn)電機納入其醫療設備設計的設計工程師必須權衡取舍。

 

　　醫療應用領(lǐng)域涉及在患者眼睛內進(jìn)行復雜切割、泵送關(guān)鍵體液或任何其他類(lèi)型的醫療應用程序，都必須考慮電機的大小、精度、運動(dòng)平穩性、噪音水平、質(zhì)量和可靠性。通過(guò)將步進(jìn)角從典型的1.8度增加到3.46度，步進(jìn)電機能夠實(shí)現接近兩倍的扭矩作為設計以及近四倍的保持扭矩高達0.01Nm)比傳統的永磁步進(jìn)電機相似的大小(最高為3.53×10-3Nm)。此外，典型的永磁電機每轉20步，即18度的步距角，3.46度電機的分辨率是普通永磁電機的5.7倍。更高的分辨率直接轉化為更高的精度，提供了混合步進(jìn)電機的好處，而不是一個(gè)永磁電機的缺點(diǎn)。除了這種步進(jìn)角的變化外，還采用了低慣量轉子設計，電機能夠在接近8000轉/分的轉速下獲得超過(guò)0.01Nm的動(dòng)態(tài)扭矩，從而提供與標準無(wú)刷直流電機相似的速度性能。

 

　　當涉及到電機尺寸時(shí)，長(cháng)度通常是將電機安裝到醫療設備中的關(guān)鍵，長(cháng)度可能因電機制造商而異，并隨著(zhù)重新設計和升級而變化。混合步進(jìn)電機很容易調整，完全符合設計要求，一般來(lái)說(shuō)，步進(jìn)電機帶有一個(gè)標準的方形法蘭并安裝在支架上。但對于一些電機，特別是模塊化電機，對定制外殼的需求更大。使用模塊化的電機設計，他們將其模制成一個(gè)塑料外殼，不需要螺釘來(lái)安裝電機，這節省了空間，使設備小到可以手持。步進(jìn)電機按度數旋轉，每一步的增量可以是1.8°、0.9°、甚至0.45°，這是電機固有的自然步進(jìn)。當微步進(jìn)時(shí)，電機被迫在每次移動(dòng)時(shí)采取更精細的增量。一個(gè)0.9度的電機可以每0.45度步進(jìn)一步，這叫做半步進(jìn)。64微步進(jìn)電機將0.9度分成64步，每步0.014度，微步進(jìn)通常由驅動(dòng)器電子設備處理。

 

　　結論

 

　　在尋找可靠的步進(jìn)電機時(shí)，工程師經(jīng)常要求提供平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)數據，以確保潛在的電機能夠持續一定的周期，步進(jìn)電機的平均無(wú)故障工作時(shí)間通常超過(guò)20000小時(shí)。當步進(jìn)電機在其軸承的額定軸向和徑向負載下運行或在溫度低于50°C的情況下運行時(shí)，步進(jìn)電機通常持續20年，假設占空比為50%。