基于永磁同步電機(jī)無(wú)人水下航行器電力推進(jìn)研究.pdf

1、伴隨著電力電子技術(shù)、新型控制技術(shù)和現(xiàn)代化電氣設(shè)備的日新月異，人類對(duì)海洋的探索范圍和海面作業(yè)方式不斷深入和多樣化。無(wú)論是對(duì)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(jī)械可靠性、推進(jìn)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(jìn)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷深入發(fā)展，同時(shí)也決定未來(lái)電力推進(jìn)發(fā)展方向。由于具有低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩和高效率，使得永磁同步電機(jī)成為各種船舶電力推進(jìn)的理想裝置。但是由于水下

2、航行器作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變且受干擾多樣化，并隨著產(chǎn)生的非線性、強(qiáng)耦合和不可預(yù)測(cè)振蕩等。如何提高水下航行器推進(jìn)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(jìn)的發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)對(duì)永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)理論分析和電力推進(jìn)螺旋槳負(fù)載建模。對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出幾種改進(jìn)其抖振的方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。由于其具有高魯棒性和易實(shí)現(xiàn)，所以廣泛用于電機(jī)控制。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水下航行器永磁同步電機(jī)電力推進(jìn)建模，并實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、停車與倒車三種

3、典型運(yùn)動(dòng)特性。
　　結(jié)合航行器自身特點(diǎn)和普通永磁同步電機(jī)的不足，本文提出新型雙轉(zhuǎn)子對(duì)轉(zhuǎn)推進(jìn)永磁電機(jī)，一臺(tái)電機(jī)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)雙機(jī)械端口輸出，不僅體積小、重量輕，降低了成本，而且沒(méi)有電刷，安全可靠性高。經(jīng)研究表明，對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)的節(jié)能效果明顯提高。對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)可減小橫滾力矩，防止航行器發(fā)生側(cè)翻現(xiàn)象。電機(jī)矢量控制可以很好解決雙轉(zhuǎn)子速度調(diào)節(jié)問(wèn)題，響應(yīng)快，只是在雙轉(zhuǎn)子帶不平衡負(fù)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)擾動(dòng)。
　　最后深入對(duì)雙轉(zhuǎn)子永磁推進(jìn)電機(jī)