本文為在深海3000m處航行的自主水下航行器設(shè)計一款永磁同步推進電機,為節(jié)省艙內(nèi)空間,電機采用直接掛在航行器外面的安裝方式。由于電機直接浸入深海中運行,在電機設(shè)計時應(yīng)充分考慮其運行環(huán)境的特殊性:高壓、防腐、密封絕緣等問題。針對深海巨大的壓強問題,電機采用腔內(nèi)充滿絕緣油、端部使用膠囊來平衡水壓;電機機殼采用鈦合金材料,用于防止海水的腐蝕;對電機的靜密封采用橡膠圈,軸部的動密封采用帶副唇式的油封。在確定電機電磁方案時,本文充分考慮了電磁參數(shù)對電磁振動噪聲的影響。電機采用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電機的電磁振動噪聲。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),在電機轉(zhuǎn)子上做不均勻氣隙;另一種是考慮到電機特殊的運行環(huán)境,具備良好的冷卻條件,可以通過適當提高熱負荷,進而增加定子軛厚,來降低電機電磁振動噪聲。由于電機的電磁振動噪聲不僅與徑向電磁力有關(guān),還與電機固有頻率有關(guān),本文亦對電機定子固有頻率進行了計算。... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

扇形槽Fig.2.1Flabellateslot通過選取適當?shù)牟坌纬叽�，使電機帶額定負載運行時，電機定子齒部磁密不大于

海水壓力很容易使電機機殼壓壞，如果采用承壓式殼體，電機整體的質(zhì)量會大大增加。而本文設(shè)計的推進電機在質(zhì)量上會受到一定的限制，所以從平衡海水壓力的角度出發(fā)，采用薄壁殼體。常用的壓力補償方式有三種。第一種如圖 2.2(a)所示，在電機的一端加橡膠罩，橡膠罩可以伸縮變形來平衡海水壓力。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)非常簡單、容易加工、在壓力補償較小時不易發(fā)生斷裂變形，整體體積小。第二種如圖 2.2(b)所示，在電機外加一個皮囊來平衡海水壓力。這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點是補償?shù)捏w積大，且皮囊便于更換，但會增加整個電機的體積。第三種如圖 2.2(c)所示，在電機的一端安裝活塞，利用活塞的移動，來平衡海水和內(nèi)部絕緣油的壓力。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但缺點是需要良好的密封與潤滑來保證活塞在腔內(nèi)的移動。以上三種方案都可以較好的平衡海水壓力。由于電機內(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。從減小整機的體積出發(fā)，采用第一種補償方式來平衡海水壓力。

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

【參考文獻】：
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本文編號：3352203