基于永磁同步電機無人水下航行器電力推進研究.pdf

1、伴隨著電力電子技術、新型控制技術和現代化電氣設備的日新月異，人類對海洋的探索范圍和海面作業(yè)方式不斷深入和多樣化。無論是對于水下探索工作還是軍事打擊的需要，都凸顯航行器的重要作用。為保證其航行的快速穩(wěn)定性，航行器在機械可靠性、推進穩(wěn)定性和自身抗干擾能力都必須有突破性發(fā)展。這使得航行器電力推進技術的應用領域不斷深入發(fā)展，同時也決定未來電力推進發(fā)展方向。由于具有低轉速大轉矩和高效率，使得永磁同步電機成為各種船舶電力推進的理想裝置。但是由于水下

2、航行器作業(yè)環(huán)境復雜多變且受干擾多樣化，并隨著產生的非線性、強耦合和不可預測振蕩等。如何提高水下航行器推進穩(wěn)定性和高效性變得尤為重要。
　　全文首先介紹水下航行器與電力推進的發(fā)展狀況，通過對永磁同步電機數學理論分析和電力推進螺旋槳負載建模。對滑模變結構理論進行詳細分析，并提出幾種改進其抖振的方法進行仿真驗證。由于其具有高魯棒性和易實現，所以廣泛用于電機控制。在此基礎上實現水下航行器永磁同步電機電力推進建模，并實現起動、停車與倒車三種

3、典型運動特性。
　　結合航行器自身特點和普通永磁同步電機的不足，本文提出新型雙轉子對轉推進永磁電機，一臺電機就可實現對轉雙機械端口輸出，不僅體積小、重量輕，降低了成本，而且沒有電刷，安全可靠性高。經研究表明，對轉螺旋槳推進系統(tǒng)的節(jié)能效果明顯提高。對轉螺旋槳推進系統(tǒng)可減小橫滾力矩，防止航行器發(fā)生側翻現象。電機矢量控制可以很好解決雙轉子速度調節(jié)問題，響應快，只是在雙轉子帶不平衡負載時會出現擾動。
　　最后深入對雙轉子永磁推進電機