集成電機(jī)推進(jìn)器驅(qū)動(dòng)裝置的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和國防需要,對(duì)水面水下航行器的動(dòng)力裝置要求越來越高。傳統(tǒng)的船舶動(dòng)力推進(jìn)裝置都是分體式設(shè)計(jì)的,體積重量大,機(jī)構(gòu)復(fù)雜,維護(hù)不方便。集成電機(jī)推進(jìn)器的出現(xiàn)解決了以上問題。集成電機(jī)推進(jìn)器是一種集電機(jī)本體及其控制器、螺旋槳于一身的電力推進(jìn)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(diǎn)是體積小,推進(jìn)效率高。集成電機(jī)推進(jìn)器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景。目前對(duì)集成電機(jī)推進(jìn)器的研究主要涉及到電氣科學(xué)以及流體科學(xué)兩個(gè)

2、方面。在電氣方面,多為對(duì)直流無刷電機(jī)控制技術(shù)的研究;在流體方面,多為對(duì)螺旋槳水動(dòng)力性能的研究。大多的論文只是分別側(cè)重其中的某一個(gè)方面進(jìn)行研究,而很少把兩個(gè)部分結(jié)合起來研究。
　　集成電機(jī)推進(jìn)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(jìn)電機(jī)帶來了擾動(dòng),而且目前大部分對(duì)集成電機(jī)推進(jìn)器的研究采用的都是恒定靜態(tài)負(fù)載,這與實(shí)際系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)負(fù)載相比顯然會(huì)有一定的誤差。本文以討論集成電機(jī)推進(jìn)器的實(shí)際負(fù)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(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上,對(duì)不可壓流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)方程和動(dòng)量方程進(jìn)行介紹,針對(duì)湍流的求解問題做了重點(diǎn)分析。建立集成電機(jī)推進(jìn)器螺旋槳的機(jī)械模型,分析其水動(dòng)力性能,獲得電機(jī)運(yùn)行動(dòng)態(tài)負(fù)載的受力和轉(zhuǎn)矩等參數(shù)。
　　其次,根據(jù)直流無刷電機(jī)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(tái)下搭建電機(jī)模型,整定PID系數(shù),通過對(duì)IMP運(yùn)行中各種實(shí)際情況下電機(jī)動(dòng)態(tài)負(fù)載和恒定負(fù)載的對(duì)比,總體分析IMP電機(jī)運(yùn)行

4、時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)載對(duì)直流無刷電機(jī)的影響,模擬直流無刷電機(jī)的實(shí)際運(yùn)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(dòng)模塊搭建驅(qū)動(dòng)電路。其它硬件電路還設(shè)計(jì)了位置檢測電路、保護(hù)電路和A/D轉(zhuǎn)換電路等等。在CCS軟件平臺(tái)下按照流程圖的思想完成軟件設(shè)計(jì)。軟硬件聯(lián)合調(diào)試、對(duì)電機(jī)波形進(jìn)行分析。驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的硬件電路的正確性。
　　本文采用的流體計(jì)算方法可以正確的分析集成電機(jī)推