高低温电机在医用无油压缩机中的应用

1,管洪安,2,管福斌,3,姜爱务

2、管洪安身份证号：330326********3816  管福斌身份证号：330326********0747

姜爱务身份证号：330326********0767

摘要：概述了高低温电机在医用无油压缩机上应用的现状，并对该技术在无油压缩机等产品的应用特点进行了描述，提出我国电机行业应抓住这一契机，利用行业的优势，研究和研发于我国无油压缩机设备需要的高低温电机及其控制系统。

关键词：电机、压缩机、伺服电机、美工泵、真空泵、无油压缩机、牙科电动无油空压机

引言：高低温电机是医用无油压缩机中的主要组件（相当于人体的心脏一样重要），其质量直接关系到医用无油压缩机的使用质量、寿命、及安全使用期限等。目前，小型分子筛制氧机中的医用无油压缩机为主机，均采用高低温电机技术来确保医用无油压缩机在西藏等高原地区的恶劣环境下正常使用的要求。近年，国内外医用压缩机市场需求量逐年提高。其出口量占60%以上，为此给高温升电机带来了巨大的商机，也满足了当前适用于高原地区的医用无油压缩机的市场需求。

一、产品主要技术参数：

型号	额定电压及频率	额定功率	额定电流	额定电容	功率 因素	适用环境温度	噪音	空载 转速	重量	安全使用期限	温升
WJ-A820	220V/50Hz	820W	3.8A	25μF	≥98.5%	-60℃~+50℃	≤50dB(A)	≥1420转/分	8kg	10年	环境温度+30℃
WJ-A380	220V/50Hz	380W	1.8A	8μF	≥95%	-60℃~+50℃	≤45dB(A)	≥1450转/分	4.1kg	10年	环境温度+30℃

二、产品的结构图：

三、产品的外形尺寸：

              

        211mm×120mm×138mm                         265mm×132mm×148.5mm

WJ-A380                                  WJ-A820

四、高低温电机应用发展现状：

国内生产的医用无油压缩机，若应用于小型制氧机的均采用高低温电机产品(见表一)的技术。特别是近年（2020、2021、2022）国内外疫情期间。其医用无油压缩机配套于医用小型制氧机所用，总需求达到了1000万/年台以上，并且该产品也可以应用于其他压缩机产品上，出口到国外市场，因此其市场前景广阔。

五、高低温电机技术的优点：

该高低温电机共有以下优点

1该电机属高精密产品，其功率因素高，达到温升低，其有关零部件材料均采用进口件，达到产品寿命长和可在高温环境及低温环境下使用，并且该电机符合在高原地区应用。

2在高原地区(含西藏、新疆)和其它环境下，使用该电机产品可以采用以下方式启动本电机:

2.1 斜坡升压软起动，该起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管道通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是：由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

2.2 斜坡恒流软起动，该起动方式在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定，直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。

2.3 跃阶起动，开机即以最短时间使起动电流迅速达到设定值，即为跃阶起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。

2.4 脉冲冲击起动，在起动开始阶段，让晶闸管在极短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方式，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

2.5 电压双斜坡起动，在起动过程中，电机的输出力矩随电压增加，在起动时提供一个可调的初始起动电压，当调到起动力矩大于负载静摩擦力矩，使负载开始转动。这时输出电压从开始按可调的斜率上升，电机不断加速。当输出电压达到达速电压时，电机也基本达到额定转速。软起动器在起动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。

2.6 限流起动：

限流起动，就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增长，直到输出电流达到预先设定的电流限值，然后保持输出电流。这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整。对电网影响小，其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间。

采用软起动器，可以控制电动机电压在起动过程中逐渐升高，从而控制起动电流，使电动机平稳起动，机械和电应力降至最小。因此软起动器在市场上得到广泛应用。

3产品结构简单：本产品自动化生产程度高，制造成本低。

4产品使用范围广、应用前景广阔。

5可应用于牙科电动无油空压机等产品。

6高低温电机在医用无油压缩机等产品的应用验证：

6.1  我公司于2009年开始研发生产无油压缩机产品，于2012年成功开发出低温升医用无油压缩机产品和高低温电机产品。

6.2  我公司在2013年生产牙科电动无油空压机产品，应用了该高低温电机，投放市场至今(2023年)，其使用效果良好，安全使用期效可达10年。

6.3 我公司于2013年把该高低温电机产品配套于国内江苏鱼跃医疗设备股份有限公司的10升制氧机产品上，大部分发货于西藏等高原地区所用。至今(2012年)其数量达到5万台以上，其电机产品出厂使用的合格率达到99%以上。为此，该电机产品应用验证结论为：

6.3.1  安全使用期限10年。

6.3.2  符合小型制氧机产品在高原地区上使用的技术要求。

6.3.3  连续运转20000小时无故障。

结论：

目前，我国空压机的生产基地在于浙江台州市。其空压机产品营销于国内外市场，年产值达到百亿元，有很多企业均生产的无油直联式空压机，适用于工业、建材领域、其价格低、质量一般，连续工作时间小于3000小时，并时有故障发生。近年来，据市场对无油空压机的需求量增大，其制造无油空压机的厂家也随之增加，其空压机产品均采用普通电机为主，安装于直联式空压机上，其采用的电机定子温升大于环境温度+50℃以上，故不符合国内外小型分子筛制氧机产品对电机产品温升的使用技术要求。

据近年（2020、2021、2022年）国内生产小型制氧机厂家增多，市场需求量逐年提高30％以上。随中国老龄化时代来临，据有关报道2025年，中国60岁老人将占比例20%以上，和疫情之后对某些人身体伤害等情形，及中国（含全球）将每年对制氧机的需求量增加使之小型制氧机的市场具有广阔的市场前景。因此，我国电机行业抓住这一契机，利用行业优势来研究和研发一批适用于我国小型制氧机设备需求的高低温电机产品和其控制系统，为小型制氧机行业和无油压缩机行业全面升级换代提供强有力的技术支持。