深海壓力自適應(yīng)充油電機(jī)的研究.pdf

1、隨著我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，海洋監(jiān)測(cè)、勘探與開(kāi)發(fā)能力不斷提高，對(duì)于深海電機(jī)的需求也越來(lái)越明顯地體現(xiàn)出來(lái)。目前國(guó)外僅少數(shù)幾家海洋科研機(jī)構(gòu)按自己的需要自行試制部分適用于高環(huán)境壓力下的適應(yīng)型小功率水下無(wú)刷直流伺服電機(jī)樣機(jī)，供自己科研使用；推向市場(chǎng)的產(chǎn)品，規(guī)格與數(shù)量都很少，且只有歐美、日本的少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)則完全依賴進(jìn)口，還沒(méi)有正式的產(chǎn)品。針對(duì)以上狀況，本論文研究設(shè)計(jì)了深海壓力自適應(yīng)充油電機(jī)。所謂“壓力自適應(yīng)”，就是指該電機(jī)在水下工作時(shí)，

2、電機(jī)內(nèi)腔的壓力可以與外界的水壓相平衡。如果該電機(jī)的工作水深為2000米，則其內(nèi)外壓均等于20MPa。 深海壓力自適應(yīng)充油電機(jī)可以代替復(fù)雜的水下適應(yīng)型液壓系統(tǒng)，直接驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)械的各個(gè)執(zhí)行部件動(dòng)作，可以簡(jiǎn)化了水下系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)，成倍地降低水下系統(tǒng)的重量，系統(tǒng)可靠性得以大幅度提高。本論文研究的是通過(guò)彈簧壓力補(bǔ)償器來(lái)給深海電機(jī)補(bǔ)償海深產(chǎn)生的水壓，以及由于壓力補(bǔ)償產(chǎn)生的一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了能夠在高壓艙環(huán)境下測(cè)試電機(jī)效率的

3、系統(tǒng)，達(dá)到了掌握、監(jiān)控深海電機(jī)水下運(yùn)行特性的目標(biāo)，為進(jìn)一步拓展深海電機(jī)規(guī)格、并進(jìn)行批量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。 論文共分為五章。第一章為綜述，介紹了課題的研究意義、目的以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究情況。第二章主要闡述了電機(jī)結(jié)構(gòu)、密封的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。采用無(wú)刷直流電機(jī)為本體，對(duì)永磁體轉(zhuǎn)子進(jìn)行導(dǎo)流設(shè)計(jì)，對(duì)定子電樞繞組采用真空環(huán)氧灌封，保證了由結(jié)構(gòu)引起的電機(jī)轉(zhuǎn)子攪油功率損耗降到最低。針對(duì)樣機(jī)開(kāi)發(fā)階段，采取了配油和供電一體化的方案，降低對(duì)密封性的要求。第

4、三章為流體動(dòng)力建模研究，建立了永磁體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)攪油的有限元模型。對(duì)比了理論數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)的差異，提出了定轉(zhuǎn)子環(huán)形縫隙的大小以及介質(zhì)油粘度、粘溫、粘壓指數(shù)是影響深海壓力適應(yīng)型電機(jī)在深海能否運(yùn)作乃至高效運(yùn)作的重要因素；并選擇變壓器油作為充油電機(jī)的介質(zhì)油。第四章為深海壓力模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究。作者詳細(xì)分析了測(cè)試系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)境功率的分布，通過(guò)在各種環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了電機(jī)功率損耗的構(gòu)成以及在模擬深海情況下的實(shí)際工作效率，找