[發(fā)明專利]用于控制血泵電動機的磁場定向控制

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780058627.4
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN109789258A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·卡薩斯;C·雷耶斯;J·沃爾曼
• 申請（專利權(quán)）人: 心臟器械股份有限公司
• 主分類號: A61M1/12
• 分類號: A61M1/12;A61M1/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民;張欣

一種心室輔助設(shè)備包括被配置成泵送患者血液的泵。電動機被配置成操作所述泵。第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和第三導(dǎo)體耦合到所述電動機并且被配置成相應(yīng)地在第一相、第二相和第三相中從電源向所述電動機供應(yīng)電流。控制器被配置成使用磁場定向控制(FOC)方法來操作所述電動機，并且如果來自由第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和第三導(dǎo)體組成的組中的一個導(dǎo)體變得不能向所述電動機供應(yīng)電流，則所述控制器使用所述FOC方法使用能夠向所述電動機供應(yīng)電流的兩個導(dǎo)體的相來繼續(xù)操作所述電動機。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及由電動機驅(qū)動的血泵，更具體地涉及心室輔助設(shè)備。

背景技術(shù)

經(jīng)常有必要提供一種植入泵來輔助具有血液循環(huán)的人類或非人類動物對象的心臟、或作為對象心臟的替代品。這樣的植入泵的示例包括植入患者身體內(nèi)以接管心臟的部分或全部泵送功能的心室輔助設(shè)備(VAD)、以及其他心臟輔助設(shè)備和人工心臟泵。

具有無刷電動機的VAD是已知的。在已知的構(gòu)型中，VAD可以包括殼體和定子，定子具有圍繞殼體布置的多個電動機繞組。VAD還包括布置在殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括磁體，典型地是永磁體。定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成無刷電動機。通過使用適當(dāng)?shù)亩嘞鄤畲判蛄袑Χㄗ酉喙╇妬懋a(chǎn)生和維持旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子中的磁體傾向于使其自身與磁場對齊，并且因此轉(zhuǎn)子繞其軸線旋轉(zhuǎn)并推動血液穿過殼體。使用梯形換向的變化來操作VAD的方法和控制器是已知的。例如，使用三相的120°梯形方法涉及對每個繞組勵磁或驅(qū)動持續(xù)360°電旋轉(zhuǎn)周期中的120°并且使所述繞組持續(xù)60°不被驅(qū)動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明有利地提供了一種心室輔助設(shè)備，所述心室輔助設(shè)備包括被配置成泵送患者血液的泵。電動機被配置成操作所述泵。第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和第三導(dǎo)體耦合到所述電動機并且被配置成相應(yīng)地在第一相、第二相和第三相中從電源向所述電動機供應(yīng)電流。控制器被配置成使用磁場定向控制(FOC)方法來操作所述電動機，并且如果來自由第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和第三導(dǎo)體組成的組中的一個導(dǎo)體變得不能向所述電動機供應(yīng)電流，則所述控制器使用所述FOC方法使用能夠向所述電動機供應(yīng)電流的兩個導(dǎo)體的相來繼續(xù)操作所述電動機。

在本實施例的另一方面，所述控制器被配置成計算電壓矢量和電流矢量，并且其中，所述控制器被配置成基于所計算出的電壓矢量和電流矢量來使所述電動機換向。

在本實施例的另一方面，所述設(shè)備進(jìn)一步包括分別連接到所述第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和第三導(dǎo)體的第一分流器、第二分流器和第三分流器，其中所述控制器被配置成使用所述第一分流器、第二分流器和第三分流器來計算所述電流矢量。

在本實施例的另一方面，當(dāng)由所述第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和第三導(dǎo)體組成的組中的一個導(dǎo)體不能向所述電動機供應(yīng)電流時，所述控制器被配置成使用能夠向所述電動機供應(yīng)電流的導(dǎo)體的兩相來開始對所述電動機的操作。

在本實施例的另一方面，所述控制器被配置成輸出表示矢量控制變量的信號，所述矢量控制變量包括所述電動機的轉(zhuǎn)矩和滑移角。

在本實施例的另一方面，所述泵包括殼體，所述殼體被配置成用于植入所述患者的身體內(nèi)，所述殼體具有用于連接到所述患者的心室的血液入口和用于連接到所述患者的動脈的血液出口，其中所述電動機布置在所述殼體內(nèi)。

在本實施例的另一方面，所述控制器布置在遠(yuǎn)離所述電動機的外殼中，并且其中，所述控制器電連接到所述電動機。

在本實施例的另一方面，所述電動機是無刷DC電動機，并且其中，連接到所述電動機的電源是DC電源。