本文為在深海3000m處航行的自主水下航行器設(shè)計(jì)一款永磁同步推進(jìn)電機(jī),為節(jié)省艙內(nèi)空間,電機(jī)采用直接掛在航行器外面的安裝方式。由于電機(jī)直接浸入深海中運(yùn)行,在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮其運(yùn)行環(huán)境的特殊性:高壓、防腐、密封絕緣等問(wèn)題。針對(duì)深海巨大的壓強(qiáng)問(wèn)題,電機(jī)采用腔內(nèi)充滿絕緣油、端部使用膠囊來(lái)平衡水壓;電機(jī)機(jī)殼采用鈦合金材料,用于防止海水的腐蝕;對(duì)電機(jī)的靜密封采用橡膠圈,軸部的動(dòng)密封采用帶副唇式的油封。在確定電機(jī)電磁方案時(shí),本文充分考慮了電磁參數(shù)對(duì)電磁振動(dòng)噪聲的影響。電機(jī)采用8極48槽整數(shù)槽結(jié)構(gòu),這種結(jié)夠可以使徑向電磁力波除0階外,最低階徑向電磁力波階數(shù)為8;為增加電機(jī)定子軛部剛度,定子槽采用槽底與定子外徑平行的圓弧形結(jié)構(gòu),槽底與槽身用小圓弧連接。本文提出兩種措施抑制永磁同步推進(jìn)電機(jī)的電磁振動(dòng)噪聲。一種是從優(yōu)化徑向氣隙磁密,降低徑向電磁力諧波角度出發(fā),在電機(jī)轉(zhuǎn)子上做不均勻氣隙;另一種是考慮到電機(jī)特殊的運(yùn)行環(huán)境,具備良好的冷卻條件,可以通過(guò)適當(dāng)提高熱負(fù)荷,進(jìn)而增加定子軛厚,來(lái)降低電機(jī)電磁振動(dòng)噪聲。由于電機(jī)的電磁振動(dòng)噪聲不僅與徑向電磁力有關(guān),還與電機(jī)固有頻率有關(guān),本文亦對(duì)電機(jī)定子固有頻率進(jìn)行了計(jì)算。... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

扇形槽Fig.2.1Flabellateslot通過(guò)選取適當(dāng)?shù)牟坌纬叽�，使電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)定子齒部磁密不大于

海水壓力很容易使電機(jī)機(jī)殼壓壞，如果采用承壓式殼體，電機(jī)整體的質(zhì)量會(huì)大大增加。而本文設(shè)計(jì)的推進(jìn)電機(jī)在質(zhì)量上會(huì)受到一定的限制，所以從平衡海水壓力的角度出發(fā)，采用薄壁殼體。常用的壓力補(bǔ)償方式有三種。第一種如圖 2.2(a)所示，在電機(jī)的一端加橡膠罩，橡膠罩可以伸縮變形來(lái)平衡海水壓力。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、容易加工、在壓力補(bǔ)償較小時(shí)不易發(fā)生斷裂變形，整體體積小。第二種如圖 2.2(b)所示，在電機(jī)外加一個(gè)皮囊來(lái)平衡海水壓力。這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償?shù)捏w積大，且皮囊便于更換，但會(huì)增加整個(gè)電機(jī)的體積。第三種如圖 2.2(c)所示，在電機(jī)的一端安裝活塞，利用活塞的移動(dòng)，來(lái)平衡海水和內(nèi)部絕緣油的壓力。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，但缺點(diǎn)是需要良好的密封與潤(rùn)滑來(lái)保證活塞在腔內(nèi)的移動(dòng)。以上三種方案都可以較好的平衡海水壓力。由于電機(jī)內(nèi)部充滿絕緣液，絕緣液的體積變化主要是由壓力和溫度變化引起，體積變化量小，變化的頻率低。從減小整機(jī)的體積出發(fā)，采用第一種補(bǔ)償方式來(lái)平衡海水壓力。

第 2 章 推進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)圖 2.3 為直浸式永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。在電機(jī)內(nèi)部充入絕緣油，把電機(jī)殼用密封件封住。由于電機(jī)采用了動(dòng)態(tài)壓力補(bǔ)償裝置，所以電機(jī)內(nèi)部平衡液的機(jī)機(jī)殼、輸出軸外的海水壓力相等，使殼體內(nèi)外受力平衡，給電機(jī)在深海環(huán)工作提供了有利條件。這樣電機(jī)殼體和輸出軸在抗壓受力上就可以按普通永機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)，不需要特殊的加工制作[28]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]整數(shù)槽同步電機(jī)低振動(dòng)噪聲定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 杜萌,羅建,馬鴻泰,范應(yīng)鵬,汪丹妮.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(09)
[2]小功率表貼式永磁同步電機(jī)徑向電磁力波特性研究[J]. 黃厚佳,李全峰,徐余法.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(08)
[3]深海AUV發(fā)展趨勢(shì)研究[J]. 胡慶玉,舒國(guó)平,馮朝.  數(shù)字海洋與水下攻防. 2018(01)
[4]電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁噪聲的仿真分析[J]. 岳東鵬,夏洪兵,高輝,閆永健.  噪聲與振動(dòng)控制. 2018(S1)
[5]無(wú)人水下航行器的發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 王童豪,彭星光,潘光,徐德民.  宇航總體技術(shù). 2017(04)
[6]轉(zhuǎn)子偏心對(duì)永磁同步電機(jī)振動(dòng)噪聲的影響分析[J]. 左曙光,張耀丹,劉曉璇,吳雙龍,鐘鴻敏.  機(jī)電一體化. 2017(06)
[7]黃海海域海水熱物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李曉辰,林日億,徐偉棟,唐振.  化學(xué)工程與裝備. 2017(05)
[8]考慮定子各向異性的永磁同步電機(jī)振動(dòng)噪聲優(yōu)化[J]. 左曙光,張耀丹,閻礁,張國(guó)輝,林福,吳雙龍.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]基于定子齒削角的近極槽永磁同步電機(jī)振動(dòng)噪聲削弱方法[J]. 李巖,李雙鵬,周吉威,李龍女.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]具有凸極效應(yīng)的永磁同步電機(jī)電磁振動(dòng)特性[J]. 張磊,高春俠,張加勝,溫旭輝.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(11)

博士論文
[1]多極少槽盤式永磁同步電動(dòng)機(jī)電磁噪聲的計(jì)算與抑制[D]. 王巍.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]表貼式永磁同步電動(dòng)機(jī)振動(dòng)與噪聲研究[D]. 杜曉彬.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[2]新能源汽車用分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)振動(dòng)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 魏家明.安徽大學(xué) 2018
[3]水下航行器永磁同步推進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)與分析[D]. 劉偉民.大連海事大學(xué) 2018
[4]非理想永磁同步電機(jī)的電磁振動(dòng)分析[D]. 劉銘傳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]低振動(dòng)噪聲正弦繞組永磁同步電機(jī)研究[D]. 田孟嬌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]永磁同步電機(jī)電磁振動(dòng)及噪聲分析研究[D]. 時(shí)方敏.貴州大學(xué) 2017
[7]永磁輔助同步磁阻電機(jī)振動(dòng)與噪聲研究[D]. 張楊.湖北工業(yè)大學(xué) 2016
[8]深海推進(jìn)用永磁無(wú)刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 任雙華.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2016
[9]永磁同步電主軸電磁噪聲影響因素研究[D]. 鮑萌.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2016
[10]小功率永磁同步電機(jī)電磁振動(dòng)與嗓聲分析[D]. 何志偉.上海電機(jī)學(xué)院 2016



本文編號(hào)：3352203