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在各种医疗应用中，功能强大的直流电机扮演着不可或缺的角色。它们广泛用于医疗床和手术台的升降、旋转和倾斜等重型操作，精密手术机器人的操纵以及呼吸机的气压控制。直流电机凭借其出色的功率重量比、高可靠性和低速高扭矩等特性，成为机械臂和病床机械装置的理想之选。通过与合适的传动装置配合，还可用于透析和输血设备中精确泵送液体。
图 1：直流电机启动浪涌电流（蓝色曲线）
然而，在静止状态下，静止转子并不提供发电机的功能，此时电机驱动电流仅受绕组直流电阻的限制。因此，浪涌电流很容易达到运行电流的三倍，即使只在电机启动阶段出现且持续时间很短（如图 1 所示）。
为降低电机启动电流峰值，其中一种方法是在电机上串联一个 PTC（正温度系数）电阻器。PTC 电阻器在低温时电阻值较高，因此在初始时会限制浪涌电流。随着电阻器温度上升，其电阻值逐渐降低，并允许标称电流通过。
以下示例中，采用 24 VDC、125W 电机，其浪涌电流为标称电流的三倍，持续时间为 200 ms。目标是将峰值电流降低 50%（图 1 中的绿色曲线）。
为确定所需的 PTC 电阻器规格，可按以下步骤进行计算：
步骤一：计算标称电流和浪涌电流。
步骤二：计算 PTC 的能量额定值：
步骤三：计算将浪涌电流峰值降低 50% 所需的 PTC 电阻：
阻值为 3 欧姆的 NTC 热敏电阻是合适的浪涌电流限制装置，其能量额定值至少为 100 J，稳定电流额定值至少为 6 A。即使将浪涌电流峰值限制为其原始值的 50%，电源仍需具备提供短时高启动电流的能力。
因此，我们需要的是提供高浪涌电流的 200 W 电源，而非提供稳定功耗的 125 W 电源。增加 PTC 的电阻值以进一步降低浪涌电流并非明智之举，因为这会导致串联电阻增加，进而影响电机性能，并可能在高负载条件下导致电机失速。与单纯为了应对浪涌电流而增加电源尺寸相比，更合理的方案是选择既能提供短时高浪涌电流，又能在负载故障时提供短路保护功能的电源。
RECOM 新推出的 RACM140E 系列电源正是这样的理想之选。它能持续提供 140 W 功率，并在长达 10 秒的时间内提供高达 210 W 的增强功率，从而轻松应对启动电流峰值和其他短暂的电机失速电流。此外，该电源还具备全面的保护机制，以应对连续输出短路和过流等情况。直流电动机在特定条件下，如负载突然断开或急剧减速时，会产生反电动势。此时，电动机和传动机构的动能会使电机变为发电机，导致反电动势超过驱动电动势，进而使电机两端的电压升高。
图 2：配备浪涌电流限制 PTC 电阻器和制动电阻电路（可选）的直流电机
虽然可以通过在电机上跨接电容器 (C1) 来吸收多余的能量，但这也会增加电机启动时的浪涌电流，因此电容器的电容必须控制在合理范围内。更优化的解决方案是，在电机两端安装一个制动电阻，用于消耗反电动势电压。只有当电机电压超过驱动电压时，该电阻才会通过 Q1 接入电路（如图 2 所示）。
AC/DC 电源 必须能应对反电动势产生的电机电压，无论是采用简单的电机电容器，还是更复杂的开关制动电阻方案。
RACM140E 系列具有输出过电压保护功能，其设置值远高于标称输出电压，因此能够安全应对电机产生的反电动势电压（详见表 1）
| 参数 | 型号 | 输出电压 | 过电压保护电平 |
|---|---|---|---|
| 过电压保护 （暂停模式） |
RACM140E-12SK | 12V | 30V |
| RACM140E-15SK | 15V | 30V | |
| RACM140E-24SK | 24V | 40V | |
| RACM140E-36SK | 36V | 48V | |
| RACM140E-48SK | 48V | 65V |
RACM140E-K 名称中的“M”代表“医疗 (Medical)”。该系列已通过医疗应用认证，具备 2MOPP 增强医疗隔离等级，为患者提供双重保障。同时，该系列还通过了 EN IEC 60601-1 和 ANSI/AAMI ES 60601-1 医疗安全认证，并符合 EMC 医疗标准 EN 60601-1-2。其对地输出泄漏电流低于 300 µA，适合与患者相连的身体绝缘 (BF) 应用，正常运行时触电流小于 100 µA。
图 3：RACM140E-K（封闭式和开放式型号）
RACM140E 电源配有 Molex 型连接器、推入式配件或扁形接头，支持面板或机柜安装。其高度不超过 40 mm，完美适配 1HE 机架安装外壳。除医疗认证外，RACM140E 还通过了家庭 和工业安全认证以及 EMC 标准认证。在海拔 2000 米以下的运行条件下，其过压类别为 OVC III，在海拔 5000 米以下的运行条件下，其过压类别为 OVC II。
外形尺寸：
- 封闭式： 147 x 81.5 x 40 mm
- 开放式： 147 x 81.5 x 38 mm
为了简化系统集成，RACM140E 系列提供了充足的余量，轻松满足 EN55032“B 级”EMC 性能标准，并提高了浪涌和突发抗扰度保护等级。该系列支持通用输入电压范围，从 80 至 264 VAC 或 120 至 370 VDC，并可通过板载微调电位计将 12、15、24、36 或 48 VDC 的标称输出电压调高 20%。
RACM140E 电源结构紧凑，具有强大的峰值负载能力，通过医疗、家庭和工业安全认证及 EMC 标准认证，为用户提供卓越的成本效益。除了为直流电机供电外，该系列产品还在楼宇和家庭自动化、医疗机器人、数据和电信、工业自动化、内部物流以及测试和测量等众多领域拥有广泛用途。
