0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

【解决方案】电机制氧-剖析便携制氧机的工作原理

AGk5_ZLG_zhiyua 来源:厂商供稿 作者:ZLG致远电子 2022-11-15 11:55 次阅读

新冠肺炎肆虐全球,便携式制氧机能让病人在康复阶段随时随地吸上高纯度的氧气!无需化学物,更不用电解水,以空气为原料,通过无刷电机等加工就有氧气!

新冠肺炎肆虐全球,如何让病人在康复阶段随时随地都能吸到90%以上纯度的氧气,成为摆在面前的难题!便携式制氧机的横空出世完美地解决此问题。无需化学物,更不用电解水,以空气为原料,通过无刷电机等加工就能源源不断地输出氧气!本文将剖析其中的电机制氧的原理!

制氧机工作原理

空气中的主要成分有氮气和氧气,并且氮气的分子直径远大于氧气。如果有一种办法将氮气过滤出来,剩下的就是高纯度的氧气了。

330eaee6-6499-11ed-8abf-dac502259ad0.png

图1 空气比例

利用变压吸附法即可实现!此方法利用分子筛物理吸附和解吸技术,在加压时将直径大的氮分子吸附,剩余直径小的氧分子通过分子筛被收集起来,经过净化处理后即成为高纯度的氧气。分子筛在减压时将所吸附的氮排放回环境空气中,在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气,整个过程为周期性的动态循环过程,分子筛并不消耗。制氧机用的分子筛呈粉末状,是一种在分子水平上筛选物质的多孔材料,主要是由沸石材料构成。正因为它可以在分子水平上过滤不同直径的气体,人们将它装进罐中,做成为分子筛罐。

制氧机按下面的步骤循环工作:

空气被过滤后进入压缩机,经过冷凝器,随后在电磁阀的选择下,轮流进入分子筛罐1和2。

电磁阀让高压空气只进入分子筛罐1,不进入分子筛罐2;氮分子被分子筛罐1吸附,而氧分子直接通过进入储氧罐;同时打开分子筛罐2的排气阀,在低压下,原来被吸附的氮气分子被解吸出来,排放到大气中。

电磁阀让高压空气只进入分子筛罐2,不进入分子筛罐1;氮分子被分子筛罐2吸附,而氧分子直接通过进入储氧罐;同时打开分子筛罐1的排气阀,在低压下,原来被吸附的氮气分子被解吸出来,排放到大气中。

储氧罐中的高纯度的氧气通过流量计对外输出。

这样,在分子筛罐1和2轮流工作下,即可输出恒定的氧气。

331878b8-6499-11ed-8abf-dac502259ad0.png

图2制氧机框图(图片源自网络侵删)

制氧机出来的就是90%以上的高纯度氧气,人要是直接吸入这样的氧气,用不了多久,鼻粘膜就会因为太干燥而流血。所以需要在出口处通过湿化瓶,用纯净水湿润氧气,人吸氧时才会舒服。而对于便携式制氧机,因为不方便携带湿化瓶,所以采用脉冲供氧的方式,流量计测量到人要吸气时才通过单向阀对外供氧,同时也能节省电量。

便携制氧机介绍

便携制氧机是在传统插电的制氧机的基础上进行小型化。主要将传统的基于交流异步电机的压缩机,改为基于直流无刷电机的微型压缩机,工作电压在12~24V,并且使用锂电池供电,小小一个背包在身,一般可以连续4个小时以上供氧。 基于无刷电机的微型压缩机是整台便携制氧机的“心脏”,需要它在保证供养量的情况下,尽可能省电、安静。普遍采用的微型无油空气压缩机,大概拳头大,因为内部没有任何机油,保证空气不会被污染。采用直流无刷电机为动力,一般额定12V~18V/30~60W/3000RPM。需氧量越大,电机速度要越高,但耗电也越快。在遇险时,例如登山缺氧,可以将电机速度调得尽量低,虽然制氧量降低,但能延长使用时间,等待救援。

便携制氧机驱动板

致远电子针对微型无油空气压缩机,出品了便携制氧机专用的无刷直流电机驱动板,具有以下特点:

优化的算法,根据制氧机深度改进的无感FOC算法,传统无感FOC算法在此运行会剧烈震动、无法使用;

大范围转速无感FOC算法支持低速大扭矩,能在50~3500RPM大范围转速稳定工作,制氧机能轻松实现多档位选择;其他方案一般只能在1000~3000RPM小范围转速下工作;

稳定的转速,ADRC算法替换传统的PID算法,在1000~3000RPM满载下,转速波动仅为5RPM左右;其他基于PID的FOC方案约50RPM;方波方案一般无法匀速,速度会受吸氧量的影响而波动;转速越稳定,震动越小,更安静、更省电;

优化加减速,采用工业伺服的S曲线控制加减速,换挡平顺、不抖动;

稳定且灵活,医疗产品级,基于高性能ARM处理器DC12~24V/120W,1~2ms PWM脉冲输入调速,过流、过压、欠压、堵转、缺相、功率保护等等。

33614444-6499-11ed-8abf-dac502259ad0.png
图3便携制氧机驱动板演示DEMO

下一期我们将深度剖析ADRC算法如何让制氧机稳定工作。敬请留意!

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电机
    +关注

    关注

    142

    文章

    8874

    浏览量

    144821
  • 制氧机
    +关注

    关注

    1

    文章

    34

    浏览量

    11639

原文标题:【解决方案】电机制氧-剖析便携制氧机的工作原理

文章出处:【微信号:ZLG_zhiyuan,微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    调速电机的主要工作原理是什么?它有什么特点?

    调速电机是一种可以根据需要调整转速的电机,广泛应用于工业自动化、交通运输、家用电器等领域。其主要工作原理是通过改变电机的输入电压、电流或频率,从而实现对
    的头像 发表于 10-23 10:12 170次阅读

    什么是伺服电机?伺服电机工作原理是什么?

    伺服电机是一种高精度的电机,广泛应用于自动化控制、机器人、精密机械等领域。它能够根据输入的控制信号,精确地控制电机的转速、位置和力矩,实现对机械系统的精确控制。伺服电机
    的头像 发表于 10-22 10:58 177次阅读

    电机工作原理和特性是什么

    工作原理与特点,并探讨其在实际应用中的表现。 一、普通电机工作原理 普通电机工作原理基于电磁感应定律。当交流电流流经
    的头像 发表于 08-23 11:34 603次阅读

    分子筛制氧机数据采集运维管理物联网平台解决方案

    分子筛制氧机作为一种先进的气体分离技术,通过物理吸附的方式从空气中提取高纯度的氧气。它不仅具有能耗低、运行成本低廉的优点,而且操作简便、安全性高,被广泛应用于医院、养老院以及偏远地区的应急供。然而
    的头像 发表于 07-25 17:23 121次阅读
    分子筛<b class='flag-5'>制氧机</b>数据采集运维管理物联网平台<b class='flag-5'>解决方案</b>

    三电极无铅氧气传感器助力制氧机设计

    等因素,以确定是否需要使用制氧机,并进行相应的设置。 二、什么是制氧机制氧机,顾名思义,就是用于制取氧气的机器。其中,分子筛制氧机是目前最为成熟且符合国际和国家标准的
    发表于 06-26 14:46

    伺服电机压力机工作原理是什么

    伺服电机压力机是一种利用伺服电机驱动的精密压力机,广泛应用于电子、汽车、航空、医疗等行业。其工作原理主要包括以下几个方面: 伺服电机工作原理
    的头像 发表于 06-17 10:33 1127次阅读

    直流无刷电机工作原理 直流无刷电机的基本结构

    直流无刷电机工作原理和基本结构。 一、直流无刷电机工作原理 直流无刷电机工作原理与传统的直
    的头像 发表于 06-04 17:04 2241次阅读

    制氧机数据采集远程监控物联网解决方案

    至关重要,出现故障如何快速维护?如何优化设备产能?这些问题成为设备制造商必须解决的问题。 为了解决上述问题,我们提出了一种制氧机数据采集远程监控物联网解决方案。该方案通过在制氧机现场内
    的头像 发表于 03-20 13:33 327次阅读
    <b class='flag-5'>制氧机</b>数据采集远程监控物联网<b class='flag-5'>解决方案</b>

    制氧机原理及使用方法 空气制氧机工作原理

    制氧机是一种能够从空气中提取出高纯度氧气的设备,广泛应用于医疗机构、养老院、家庭等多个领域。制氧机的原理和使用方法对于使用者来说非常重要,下面将详细介绍。 一、制氧机工作原理
    的头像 发表于 02-03 14:50 6817次阅读

    ev电机工作原理是什么

    作为电动汽车的核心部件,电动机(EV电机)的工作原理是实现车辆驱动力的转换,将电能转变为机械能。EV电机工作原理主要包括电磁感应定理、电磁场、电流控制等方面。下面将从原理、结构和
    的头像 发表于 01-08 10:04 1378次阅读

    电机失速的原因及解决方案

    电机失速的原因及解决方案  电机失速是指电机在正常工作过程中速度突然降低甚至停转的现象。电机失速
    的头像 发表于 12-25 11:32 3141次阅读

    力矩电机工作原理是什么

    工作原理非常重要,它决定了电机的性能和特点。本文将详细介绍力矩电机工作原理,包括其结构组成和工作过程。通过对力矩
    的头像 发表于 12-20 09:38 3828次阅读

    电机驱动电路工作原理

    电机驱动电路的工作原理 电机驱动电路是控制电机运行的核心部分,其工作原理涉及到电机的运行和控制。
    的头像 发表于 12-13 10:54 6526次阅读

    滑差电机工作原理、结构及特点

    滑差电机是一种广泛应用于工业领域的电机,它具有独特的工作原理和结构,能够实现精确的转速控制和调节。本文将详细介绍滑差电机工作原理、结构以及
    的头像 发表于 11-21 17:14 4328次阅读

    电机定子和转子的工作原理及区别

    电机定子和转子是电机的重要组成部分,它们协同工作实现电机的运转。本文将详细介绍电机定子和转子的工作原理
    的头像 发表于 11-18 16:30 1.3w次阅读