SMART LUNGMOTOR: Активный клапан вдоха

Аннотация

Активный клапан выдоха – конструктивный элемент аппарата искусственной вентиляции легких, который предназначен для поддержания целевого давления в дыхательных путях и в то же время для обеспечения возможности контроля над спонтанными дыханиями пациента во время инспираторной фазы вентиляции с контролем по давлению. Конструкция привода активного клапана выдоха представляет собой линейный двигатель постоянного тока со встроенным в его корпус постоянным магнитом и датчиком Холла. Для выбора оптимальных размеров конструктивных элементов двигателя в рамках достижения необходимого технического результата требуется решение задачи оптимизации, перед проведением которой, однако, следует оценить влияние отдельных элементов конструкции двигателя на эффективность использования машины и быстродействие, что позволит определить зависимые и независимые переменные (размеры элементов конструкции) для последующей постановки и решения задачи оптимального проектирования. Методом расчета полевой задачи в программном пакете Maxwell проводится анализ влияния таких параметров (размеров элементов конструкции) как: диаметр и высота магнита, толщина и высота обмотки. Для сравнения результатов рассчитывается коэффициент использования машины и быстродействие. Среди элементов конструкции линейного двигателя постоянного тока рассматриваемого типа наиболее эффективное влияние, с точки зрения коэффициента использования машины и быстродействия, оказывает увеличение диаметра магнита, в то время как наименьший эффект достигается при увеличении высоты обмотки. Таким образом, в результате предварительной оценки можно утверждать, что в случае выбора быстродействия как критерия качества, оптимальное проектирование будет достигнуто при увеличении параметров магнита до максимально допустимых при минимальном значении высоты обмотки. Следовательно, в соответствии с определенным критерием оптимальности проведенный анализ дает возможность оценить вероятный путь оптимизации.