舰船永磁电机推进系统概述.pdf

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1、船电技术l综述舰船永磁电机推进系统概述范昕(海装驻武汉地区军事代表局综合计划处，武汉430064)摘要：本文介绍了永磁电机及其推进技术的特征、优势，并与传统推进形式进行了比较，介绍了相关技术国外应用情况以及分析发展我国永磁推进技术的主要方向。关键词：舰船电力推进永磁同步电动机中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1003．4862(2012)09．0046．04ReviewsonShipPropulsionSystemwithPermanentMagnetMotorFanXin(WuhanNavalRepresentativesBur

2、eau，Wuhan430064)Abstract：Thispaperintroducesthebasiccharacteristicsanditsadvantagesofpermanentmagnetmotorandshippropulsionsystem，comparesthemwitholdoneswithrespecttotheircompositionfo．andpresentstheirapplicationsanddevelopingdirectionsinhomeandabroadKeywords：shipelectricpro

3、pulsionsystem；permanentmagnetsynchronizationmotor1983年NdFeB稀土永磁材料的问世，再次引发0引言了人们研究永磁电机的热情。特别是NdFeB，由舰船采用电动机作为推进动力带动螺旋桨的于它不含战略物质Co，价格较低，而磁性能很高，工作方式，至今已有约170年的历史。随着控制极大地扩大了永磁电机的应用领域。理论的优化以及电气与电力电子器件的发展，舰永磁电动机有多种结构，随着电动机功率／船电力推进方式以明显的优势正在逐步取代传统重量比等性能的不断改进，一带有径向、横向或轴的机械推进方式。永磁电机

4、(PMSM)与常规电向磁通永磁转子的多相交流永磁电动机在不断发机相比具有功率密度高、转矩密度高的特点，由展，传统的径向磁通永磁的概念为永磁电动机结其构成的推进系统噪声低效率高、维护性好，构方面的进一步发展奠定了基础。能显著减小舰船电力推进装置、特别是吊舱装置的空间和重量，而且可直接采用水冷去代替吊舱中电机的空冷，简化结构与设备的安装施工，因此对于舰船来说更具有发展潜力。1永磁电机的特点嚣普。毒嚣20世纪中期，随着铝镍钻和铁氧体永磁材料桓向叠违轴内誓重囊lI硼(a)(b)(c)的发展，各种微型永磁电机不断出现。但铝镍钻和铁氧体的磁性能还是偏低，

5、限制了永磁电机的图1永磁推进电机三种基本拓扑结构发展。1967年SmCo稀土永磁材料的问世，以及以轴向磁通永磁同步电动机为例，这种电机的显著特点是转子的转动惯量小，机电时间常数收稿B期：2012．08—13小，峰值转矩和堵转转矩高，转矩／重量比大，低作者简介：范昕(1965一)，男，硕士。研究方向：舰速运行平稳，具有优越的动态性能，并且还可以船电气工程。制成多气隙组合式结构，进一步提高转矩，特别46船电技术l综述适用于大力矩直接驱动装置。下表列出几种常用转矩密度、高功率密度、高电压方向发展，使其电机性能的比较。更加适应舰船推进的需要。表1各种

6、电机的性能比较图2是舰船永磁同步电动机电力推进系统的一般结构框图。柴油机同步发电机转换器永磁同步电动机推进器图2舰船电力推进系统框图永磁电机电力推进系统舰船，具有如下优越性：与传统电励磁电机相比，永磁电机具有以下a．永磁电机推进系统具有转矩密度大、设备优点：简化、适艇性好、推进效率高的显著优势，在总(1)功率密度高体约束条件相同的条件下，可增大舰船最大航速，由于高性能的稀土永磁体的不断发展，与电提高舰船续航力，从而进一步提升舰船总体性能。励磁磁极相比，永磁磁极体积和重量明显减少。b．永磁电机推进系统具有振动、噪声小的显(2)特征信号小著特点，

7、可明显降低舰船自噪声水平，能满足特关系到舰船推进的主要特征信号是电磁、振定舰船的隐蔽性要求。动、噪声和热信号。从噪声和振动上看，由于永C．永磁电机推进系统具有结构简单、操作简磁电机与一般电机在电磁激振力没有什么大的区便的特点，系统运行可靠性、可维护性、生命力，别，因此电磁振动相差无几。但是永磁电机转予都大大增加。比普通电机轻，结构振动要小。另外，永磁电机d．永磁电机采用无换向器结构，无换向火转子不发热，定子可用水冷，因此消除了通风噪花，避免了石墨粉对电机绝缘造成的不良影响，声，也减少了热信号。维护保养要求相对简单。(3)取消了励磁系统损耗，提

8、高了效率e．减少容积和重量，航速性、机动性更好；效率的提高至少有着三个方面的优点，一个全寿命费用更低；能实现更紧凑的模块化、标准是增加舰船的续航力，二是减少燃油和全