水下航行器对转螺旋桨用双转子永磁推进电机研究.pdf

《水下航行器对转螺旋桨用双转子永磁推进电机研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第39卷第4期2017年4月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNoLOGYV01．39．No．4Apr．，2017水下航行器对转螺旋桨用双转子永磁推进电机研究周涛，朱志宇，尚明栋(江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003)摘要：为实现水下航行器高效稳定运行，将对转永磁同步电动机应用到对转螺旋桨推进系统中，不仅能够简化推进系统结构、减小体积、降低重量和成本，而且没有电刷滑环，运行更加安全可靠。本文模拟双转子在推进器不同扰动情况，观察电流、转速和转矩响应。针对双转子永磁电机的转速控制精度不高和解决两边转子带不平衡负载时转矩扰动问题，设计一种积分型

2、滑模变结构控制器。该仿真结果表明，控制器使系统具有快速性和精确性且对负载扰动具有较强的鲁棒性。关键词：对转螺旋桨；对转永磁电机；矢量控制；积分滑模中图分类号：TM35l；U674文献标识码：A文章编号：1672—7619(2017)04—0111—05doi：10．3404d．issn．1672—7619．2017．04．022Underwatervehiclewithdoublecontra-rotatingpropellerrotorpermanentmagnetpropulsionmotorresearchZHOUTao，ZHUZhi—yu，SHANGMi

3、ng—dong(SchoolofElectricalandInformation，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)Abstract：Toachievehighefficiencyandstableoperation，underwatervehiclewillcounterrotatingpermanentmagnetsynchronousmotorisappliedtothecontra—rotatingpropellerpropulsionsystem，notonlyc

4、ansimplifythestructureofthepropulsionsystem，reducingthevolume，reduceweightandcost，andthereisnobrushslipring，moresafetyandreliableop-eration．Forthemotorvectorcontrolsimulationanddesignofdoublerotorunderdisturbancesinthepropellerspeedfollow—ingtheplan．Inordertorealizehighprecisioncontr

5、olofdual—rotorpermanentmagnetmotorandonbothsidesoftherotorwithunbalancedloadtorquedisturbance，designedakindofintegraltypeslidingmodevariablestructurecontroller，thecon-trollermakesthesystemhasthequicknessandaccuracy，andhasstrongrobustnesstoloaddisturbances．Keywords：thecontra—rotatingp

6、ropeller；counterrotatingpermanentmagnetmotor；vectorcontrol；integralslidingmode0引言水下航行器在高速航行时，由于质量不大而动力较大以及外形原因，使得单边横滚转矩明显，严重影响航行器的稳定且易引起侧翻。所以像鱼雷等中小型水下航行器大都采用对转螺旋桨推进结构，由两同轴螺旋桨，1部正转1部反向旋转构成，分别产生2个大小相等方向相反的单边扭矩，如果电机控制合理，2个单边扭矩就可以完全抵消，达到消除横滚和侧翻且提高动力的目的⋯。在风力发电和水下航行器中常会用到此种对转结构，此外电动航模直升机等一

7、些需要消除横滚转矩的地方，都可考虑使用对转推进结构，但需要2个转子同时对转[2】。实现双转子对转目前有3种方法：1)反向安装2台完全一样的普通电机。此种方法简单易实现，但是体积过大，成本较高；2)只安装1台电机，通过复杂的机械变速结构将1台电机的动力转换成2个异向旋转的动力。但此方法使系统过于复杂机械磨损大，鲁棒性降和效率降低；3)采用新型结构的对转式双转子永磁同步电机，该电机由2根轴传递动力效率高、体积小，提高了航行器推进系数并可增强推进装置功能㈣。本文对水下航行器推进用新型对转式双转子永磁收稿日期：2016—08—18；修回日期：2016—09—22作者简介

8、：周涛(1992一)，男