集成電機推進器驅(qū)動裝置的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和國防需要,對水面水下航行器的動力裝置要求越來越高。傳統(tǒng)的船舶動力推進裝置都是分體式設(shè)計的,體積重量大,機構(gòu)復雜,維護不方便。集成電機推進器的出現(xiàn)解決了以上問題。集成電機推進器是一種集電機本體及其控制器、螺旋槳于一身的電力推進裝置。它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在軍事以及海洋探測等領(lǐng)域,其主要特點是體積小,推進效率高。集成電機推進器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點,具有廣泛的應(yīng)用前景。目前對集成電機推進器的研究主要涉及到電氣科學以及流體科學兩個

2、方面。在電氣方面,多為對直流無刷電機控制技術(shù)的研究;在流體方面,多為對螺旋槳水動力性能的研究。大多的論文只是分別側(cè)重其中的某一個方面進行研究,而很少把兩個部分結(jié)合起來研究。
　　集成電機推進器在水下工作,海洋環(huán)境如來流速度、流向、興波等都給推進電機帶來了擾動,而且目前大部分對集成電機推進器的研究采用的都是恒定靜態(tài)負載,這與實際系統(tǒng)的動態(tài)負載相比顯然會有一定的誤差。本文以討論集成電機推進器的實際負載情況作為研究目的,主要做了以下研究

3、。
　　首先,在流體力學知識的基礎(chǔ)上,對不可壓流體運動的連續(xù)方程和動量方程進行介紹,針對湍流的求解問題做了重點分析。建立集成電機推進器螺旋槳的機械模型,分析其水動力性能,獲得電機運行動態(tài)負載的受力和轉(zhuǎn)矩等參數(shù)。
　　其次,根據(jù)直流無刷電機理論,采用PID技術(shù)調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方式,在Simulink平臺下搭建電機模型,整定PID系數(shù),通過對IMP運行中各種實際情況下電機動態(tài)負載和恒定負載的對比,總體分析IMP電機運行

4、時動態(tài)負載對直流無刷電機的影響,模擬直流無刷電機的實際運行。
　　最后,搭建硬件電路,采用TI公司的DSP作為控制核心搭建控制電路,采用CONCEPT公司的2SD106AI作為驅(qū)動模塊搭建驅(qū)動電路。其它硬件電路還設(shè)計了位置檢測電路、保護電路和A/D轉(zhuǎn)換電路等等。在CCS軟件平臺下按照流程圖的思想完成軟件設(shè)計。軟硬件聯(lián)合調(diào)試、對電機波形進行分析。驗證所設(shè)計的硬件電路的正確性。
　　本文采用的流體計算方法可以正確的分析集成電機推