无轴推进电机技术应用研究

对可用于水面及水下航行器无轴推进系统4种推进电机工作原理、特点、转矩强度、电力变换器要求、声学性能等技术方面的研究分析比较,得出采用交流永磁同步电机是当前无轴推进器应用的最佳选择。     

潜艇新型高效动力系统研究

本文分析了ＡＩＰ系统,永磁同步电力推进系统国内外发展概况,提出了一种由ＡＩＰ系统,产同步电力推进系统组成的潜艇新型高效动力系统,并对该系统进行了研究。提出了需进行研究的关键技术,展望了应用前景。     

水下航行器动力系统装配质量量化评估及优化

水下航行器电动力系统的装配质量优化问题是一个包含多变量和多约束的多目标优化问题,为了提高水下航行器动力系统装配质量,提出一种基于粒子群进化寻优的装配质量量化评估及优化方法。分析水下航行器动力系统的结构组成,并对电磁力、功率损耗和效率等相关参数解算。以水下航行器电动力系统的材料成本、装配效率、功率损耗、性能以及体积/重量等参量为约束指标,采用支持向量机模型进行动力系统装配质量指标参数自适应量化特征分解,构建装配质量优化的控制目标函数,采用粒子群进化寻优方法进行目标函数的最优解求解,提高了整个水下航行器动力系统装配质量评估和全局稳定性。仿真结果表明,采用该方法进行水下航行器动力系统装配质量量化评估的准确性较高,全局收敛性较好,实现状态过程质量优化预测,改善了系统装配质量。     

水下航行器的电力推进变频器二次调频自适应PID控制

为解决传统水下航行器电力推进变频器二次调频控制方法,存在电力推进变频器输出效率较低的不足,提出了水下航行器的电力推进变频器二次调频自适应PID控制,基于电力推进变频器二次调频参数阈值的确定;依托PID控制参数的计算,以及PID控制程序的执行,实现了水下航行器的电力推进变频器二次调频自适应PID控制,试验数据表明,提出的二次调频自适应PID控制方法较传统控制方法,输出效率提高47.41%,适合水下航行器电力推进变频器的二次调频控制。     

无人水下航行器与操雷

对未来水下信息战中用途广泛的无人水下航行器(UUV)与操雷进行了比较,分析了操雷的动力系统、控制系统、自导系统、内测系统、线导系统、操雷系统及操雷仪表等,提出应用成熟的操雷技术研究开发UUV,以及把操雷改装为UUV的技术捷径。介绍了成本低廉的人控水下航行器(MUV),建议利用MUV来部分替代UUV的技术。     

基于矢量控制技术的舰船电力推进系统电机建模与仿真

电力推进系统作为一种新型的动力系统,目前在船舶领域获得了非常广泛的应用。船舶电力推进系统具有转矩高、调速方便、体积小等优点,本文主要针对舰船电力推进系统的三相同步电机控制技术进行研究,利用矢量控制技术建立了舰船永磁同步电动机的模型,并详细介绍了舰船永磁三相同步电机控制的原理。     

基于混合网格的水下航行器系统航行特性研究

水下航行器系统是包含主体、推进系统和其余附体的整体结构,其航行特性研究是水下航行器系统设计的重要内容.为研究水下航行器系统的航行性能和航行时的表面压力特征和流场特性,基于CFD方法,使用重叠网格和滑移网格相结合的混合网格技术对某自主研发水下航行器系统模型进行直接模拟.结果表明:水下航行器系统在不同大小的推力作用下,会表现出不同的航行性能,通过推力-速度曲线可以插值得到不同推力下的航行点;水下航行器在来流速度不同时其所受表面压力大小不同,但分布规律相似,且具有相同的流场分布特性.     

水下喷水推进器工作特性分析

在充分研究固体燃料涡轮机和高速轴流泵的基础上,提出了应用于水下航行器的喷水推进系统。研究了设计工况时,航行器、轴流泵、发动机的运动学和动力学平衡关系;在定深工况下,分析喷嘴数目变化时航行器的稳定速度;以及不同喷嘴数目时,航行器的变深和变速特性。研究结果表明,喷水推进器能够实现水下航行器大航深、高航速的性能目标。研究结果对喷水推进水下航行器具有重要的参考价值。     

安静型潜艇的AIP动力系统及其废气管理

介绍了常规动力潜艇推进系统及不依赖于空气的动力系统(AIP),比较了闭式循环柴油机、斯特林发动机、闭式蒸汽轮机装置以及燃料电池等4种基本AIP系统各自的特点,分析了自主式水下动力系统废气排放对潜艇性能,尤其是隐蔽性的影响,最后阐述了AIP系统废气的吸收、压缩式处理方法。     

舰船推进用永磁同步电动机数学模型及控制系统研究

本文分析了永磁同步电动机用于舰船电力推进系统的可能性，分析了永磁同步电动机用于舰船电力推进系统的优点，导出了舰船推进了用永磁同步电动机数学模型，并对其控制系统进步了分析研究。     

舰船电力推进用发电机/电机驱动器集成优化

基于多级脉宽调制技术的电机驱动器有着高质量的功率输出,加之永磁电动机和先进感应电动机技术使舰船全电力推进得以实现。系统的输入电源通常会选择常规的工频三相交流同步发电机组,然而事实上突破该限制会给推进系统带来更多的好处。发电机和电机驱动器之间的最优化设计会使电力推进系统受益匪浅。本文对使用高频率、高转速、多相和集成整流器的发电机性能和布置优势进行了描述,各种发电机的优化设计使得电力推进系统在尺寸、重量和效率上都得到了重大的改进。     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统.根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性.仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性.     

基于滑模变结构的船用永磁同步电机直接转矩控制

电力推进在船舶动力系统中应用得越来越多,本文对船用永磁同步电机直接转矩控制进行仿真研究.针对传统永磁同步电机直接转矩控制中存在的磁链和转矩脉动较大,逆变器开关频率不稳定等问题,将滑模变结构控制策略引入.设计转矩和磁链2个滑模控制器,取代传统直接转矩控制中的2个滞环比较器,再运用空间矢量脉宽调制方法,控制电机运行.仿真结果表明这种控制策略能有效减小传统直接转矩控制存在的磁链和转矩脉动,实现逆变器开关频率恒定,并且对系统参数变化及外界扰动具有鲁棒性强的优点.     

多相永磁电机H桥形变频调速系统的模糊控制

方波永磁同步电动机由于其良好的性能而在舰船的电力推进领域得到了越来越广泛的应用.本文从控制方式、调速方法等方面对方波永磁同步电动机调速系统进行了分析研究.     

船舶大功率齿轮传动装置的技术发展现状与展望

通过对船用大功率齿轮传动装置的主要传动方式介绍和应用分析,表明船用齿轮传动装置技术正向着高承载、高可靠性、安静型、多种传动形式及高功率密度的方向发展。讨论了舰船传动装置减振安装装置的系统设计思想,并给出电力推进装置采用齿轮传动的选择方案。     

永磁推进电机振动分析

采用永磁推进电机是舰艇综合电力推进系统发展趋势,推进电机的振动直接影响舰艇的振动噪声指标,从而影响舰艇的隐身性。本文通过对50kW永磁推进电机的仿真和样机试验,提出降低推进电机振动的思路,对永磁推进电机的设计具有借鉴意义。     

舰船永磁同步推进电机负载仿真控制器的存储器扩展技术

大容量永磁同步电动机(PMSM)因其具有良好的性能在舰船电力推进领域得到愈来愈广泛的应用,因此,开发驱动电机负载特性仿真控制器的研究成为热点。本文在分析80C196KC单片机存储空间分配和4种总线方式的基础上,结合负载仿真控制器的系统应用,给出了相应扩展方法的地址定位表及控制电路,实验结论很好地验证了设计的正确性。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连。通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。     

水下航行器对转螺旋桨用双转子永磁推进电机研究

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.     

船舶电力推进的自控式同步电动机驱动控制

本文从同步电机矢量控制原理出发,在MATLAB/Simulink环境下建立了自控式同步电机驱动控制系统,用于船舶电力推进的系统建模与仿真,通过对船舶螺旋桨转速控制的数字仿真,表明设计的控制系统具有转速响应快、稳定性好和指令跟踪能力强等特点,能满足电力推进船舶主动力的要求。