水下航行器辅机电机振动分析及控制对策.pdf

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1、第35卷第10期2013年10月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．35，No．10Oct．，2013水下航行器辅机电机振动分析及控制对策彭威，范则阳，夏伟，曹晨，邢剑(中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064)摘要：控制水下航行器辅机产生的机械噪声一直是水下航行器减振降噪研究的热点。从能量传递方面来看，这类噪声均来源于作为驱动源的电机振动。本文从电机理论的角度讨论水下航行器辅机电机的振动原因，重点分析产生电磁振动的径向电磁力，论述水下航行器辅机用3种常用电机径向电磁力的产

2、生特点。结合水下航行器设计使用特点，介绍辅机电机振动控制的3个对策。关键词：电机；振动；对策中图分类号：U665文献标识码：A文章编号：1672—7649(2013)10—0074—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649：2013．10．017PrimarystudyonvibrationandcontrolstrategyinmotorofauxiliarymachineforunderwatervehiclePENGWei，FANZe—yang，XIAWei，CAOChen，XIN

3、GJian(ChinaShipDevelopmentandDesignCenter，Wuhan430064，China)Abstract：Controllingthemechanicalnoiseofauxiliarymachineisalwaysthepivotofrestrainvibrationandacousticnoiseinunderwatervehicle．Fromtheviewoftransferringenergy，allofthiskindofnoiseisbroughtwiththev

4、ibrationofmotorasthedrivingsource．Thereasonofvibrationinmotorofauxiliarymachineforunderwatervehicleisdiscussedwiththeviewofmotortheory．Onthebasisofanalyzingtheradialelectromagneticforcewhichproducingtheelectromagneticvibration，dissertatethecharacteristicof

5、theradialelectromagneticforceinthreetypesgeneralmotorforunderwatervehicle．Combiningthedesigningandtheusingofunderwatervehicle，introducethreecontrolstrategiesaboutthemotor7Svibrationofauxiliarymachine．Keywords：motor；vibration；strategy0引言工程上，水下航行器噪声源被分为机械噪声、

6、螺旋桨噪声和水动力噪声等3类。在中低速状态下，机械噪声对水下航行器辐射噪声的影响最大⋯。降低机械噪声一直是水下航行器减振降噪的研究热点，其中辅机是产生机械噪声的主要来源之一。对于水下航行器辅机来说，无论是直接的机械设备振动噪声，还是通过空气向舱室辐射的空气噪声，都来源于作为驱动源的电机振动，因此，对辅机配套电机的振动原因进收稿日期：2012—10—08；修回日期：2013—01—10作者简介：彭威(1984一)，男，工程师，研究方向为船舶电气。行分析，从源头上开展辅机振动噪声的控制，是水下航行器减振降噪研究

7、的重要内容，也是下一步开展振动噪声“精细化”控制的方向之一。本文从理论角度讨论水下航行器辅机电机的振动原因，结合现实条件和实际使用情况，提出几种较可行的控制对策。l水下航行器辅机电机的振动原因1．1电机振动的分类电动机作为一种广泛应用的驱动装置，其振动第10期彭威，等：水下航行器辅机电机振动分析及控制对策·75·主要包括电磁振动、机械振动及流体动力振动等3类。由电机气隙磁场产生的电磁力激发的振动称为电磁振动；机械振动由电机转子机械不平衡、轴承及其他机械接触部件的摩擦等产生；流体动力振动主要指因电机运行而导致

8、的与电机各部件接触的流体扰动，包括转子旋转、风扇旋转等引起的空气振动或水等液态介质的流体振动。水下航行器辅机电机功率不大，且较多地应用于风机、水泵类负载，不采用水冷即可满足散热要求，因此，流体动力振动主要指空气振动。1．2电磁振动的产生根源及径向电磁力分析按机电能量转换的原理，任何电机都是通过定、转子磁势在气隙中产生的气隙磁场传递电磁功率，以电磁转矩(或电磁力)的形式将电磁功率传递给负载。但气隙磁场除产生驱动负载