磁悬浮心脏泵转子径向位移检测霍尔元件

人工心脏泵具有重量轻、体积小、悬浮稳定、功耗低等优点，已成为医学工程和磁悬浮控制领域的重要课题。心脏泵的控制方法一般分为电磁控制、永磁控制和混合控制。永磁控制不需要控制系统，属于被动悬浮，稳定性差；电磁控制通过电磁力实现主动悬架，控制智能字，消耗大量能量；混合控制结合了两者的优点。磁偏磁降低了系统功耗。在磁悬浮控制系统中，磁悬浮轴承转子位移检测是实现精确稳定控制的关键环节。由于位置检测结果中存在转子两个径向自由度偏移以及径向偏移与轴向偏移之间的耦合关系，增加了径向两自由度位置检测的难度。

离心式磁悬浮心脏泵结构如图1所示。定子绕组和转子叶轮构成双定子单转子开关磁阻电动机，其中转子叶轮作为开关磁阻电动机转子导磁电路，同时作为转子叶轮驱动液体流动；定子绕组在轴向的每侧各设有一组，每组绕组包括主绕组和浮力绕组，主绕组提供驱动转矩，浮力绕组提供转子的径向调整力；左右径向永磁轴承位于轴向两侧，与开关磁阻电机离心式心脏泵的混合磁悬浮，通过开关磁阻电机实现磁悬浮轴承转子的旋转驱动和径向位移调节，定子轴向端有两个端口，出口位于定子罩的径向外壁。

离心式磁悬浮心脏泵在径向永磁轴承永磁偏置作用下,完成转子径向和轴向被动悬浮，又在开关磁阻电动机悬浮力绕组的电磁力作用下,实现径向2自由度主动悬浮;由开关磁阻电动机主绕组产生电磁力，驱动转子叶轮旋转，使血液经人口流人，出口流出，实现血液驱动功能。

永磁轴承外部某点处磁感应强度值与内永磁环微小位移量的关系特性。根据4个霍尔元件在空间中的分布位置,给出了解耦方法,准确实现了磁悬浮轴承转子径向2自由度的位移检测,且操作简单、计算量小。人工心脏泵磁悬浮轴承转子径向位移检测研究,对实现磁悬浮轴承转子的径向稳定悬浮。