De ventilmotor är en kärnkomponent i moderna medicinska andningsassistansanordningar som direkt påverkar riktigheten och stabiliteten i luftflödesutgången. Med den kontinuerliga utvecklingen av icke-invasiva ventilatorer, invasiva ventilatorer och högflödes syrebehandlingsutrustning blir prestandan och långsiktiga stabilitetskraven för motorn allt strängare. Motorn genererar betydande värme vid höga frekvenser. Dålig värmeavledning kan leda till minskad effektivitet, kontrollsystemfel och till och med motorskada. Därför är effektiv och effektiv värmeavledning avgörande för att säkerställa tillförlitlig ventilatormotordrift.
Vanliga ventilatormotorkylningsmetoder
Naturlig konvektion
Naturlig konvektion är den vanligaste metoden för värmespridning. Det sprider värmen genom temperaturskillnaden mellan motorytan och den omgivande luften. Denna metod är lämplig för lågeffekt, små ventilatormotorer, kräver inga ytterligare värmespridningskomponenter, erbjuder en enkel struktur och minskar underhållskostnaderna. Huset är vanligtvis tillverkat av aluminiumlegering eller ett metallhus med fenor för att förbättra värmeavledningseffektiviteten. Högkonvektionskrav kräver jämn luftcirkulation inom enheten.
Tvingad luftkylning
Tvingad luftkylning använder en extern eller intern fläkt för att skapa ett riktningsluftflöde, och accelererar värmeavlägsnande från motorytan. Det är lämpligt för medelkraft med hög hastighet ventilatormotorer. Luftkylning kan förbättra värmeavledningseffektiviteten och hålla motoriska lindningstemperaturer inom säkra gränser. Ventilatorkonstruktioner innehåller vanligtvis små axiella eller centrifugala fläktar i fläktkanalerna eller runt motorn. Luftkylningsstrukturen måste balansera luftflödesvägar, bruskontroll och rumslig layout.
Flytande kylning
Flytande kylning använder ett kylvätska (såsom rent vatten eller etylenglykollösning) för att cirkulera genom stängda rör för att ta bort värme. Det används främst i högeffektiva, kontinuerligt operativa industriella eller kritiska andningsorgan. Ett vätskekylsystem inkluderar komponenter som en kylvätskepump, värmeväxlare och kylplattor. Vätskekylning erbjuder hög värmefördömningseffektivitet, stabilitet och minimal temperaturfluktuationer, men det är komplex, dyrt och kräver högt underhåll. Det används vanligtvis inte i hem- eller mobila ventilatorer.
Värmeledkylning
Värmeledningar är en värmespridningsteknik som använder principen för fasförändring för att snabbt genomföra värme. De är lämpliga för kompakt men värmekrävande ventilatormotorer. En liten mängd vätska fylls i värmeledningen, som snabbt överför värme genom värmeabsorption och kondensation. Värmeledningar kan kombineras med luftkylning eller naturlig konvektion för att förbättra den totala värmeavledningseffektiviteten. Värmrörskylning kräver strikta krav på motorisk layout, och värmesimuleringsmodellering krävs under den initiala designfasen. Denna metod är lämplig för applikationer som kräver centraliserad kylning av värmekänsliga motordelar.
Att lägga till kylflänsar till motorhuset eller styrskortet är en kostnadseffektiv, pålitlig och traditionell metod. Denna metod påskyndar värmeväxlingen genom att öka värmeavledningsområdet. Kylflänsar är vanligtvis tillverkade av aluminium eller koppar och har ofta nålformade, finformade eller honungskakformade former. I kombination med naturlig konvektion eller luftkylning erbjuder denna metod optimal kylprestanda. Denna metod är lämplig för inbäddade ventilatorsystem med begränsat utrymme men krav på hög värmeavbrott.
Nyckelfaktorer för att välja en kylmetod
Att välja lämplig kylmetod för en ventilatormotor kräver omfattande övervägande av flera faktorer:
Motorkraft
Omgivande driftstemperatur och fuktighet
Utrustningens driftsbelastningsfrekvens
Dimensionella och installationsutrymmebegränsningar
Systembullkrav
Kostnadsbudget
Tillförlitlighet och underhållscykel
I den faktiska produktutvecklingen utförs ofta termisk simuleringsanalys för att utvärdera temperaturökningen för olika kylkonstruktioner under olika belastningar för att säkerställa att motorns driftstemperatur förblir under dess isoleringsklassstandard (t.ex. klass F, klass H).
Medicinska industristandarder för värmeavledning
Som medicintekniska produkter måste ventilatorerna följa flera elektriska säkerhets- och temperaturökningsstandarder, såsom IEC 60601-1 och ISO 80601-2-12. Dessa standarder ställer stränga krav på motorens värmeavledningsprestanda och dess kontrollkomponenter, inklusive övre gränser för motorytemperaturer, överhettning av skyddsanordningar och isoleringsåldringslivslängd. Konstruktionen måste se till att motorn inte överhettas under de hårdaste driftsförhållandena och därmed upprätthålla luftflödesnoggrannheten och den långsiktiga driftstabiliteten hos enheten.
