电机/推进器一体化装置(IMP)介绍

简要介绍了目前世界上最新的、也是技术含量非常高的一种电力推进装置,即电机/推进器一体化装置(IMP),给出一些模型图和原理图。该装置新颖独特,具有优越的特性,可用于无人潜行器、电动鱼雷和潜艇电力推进系统。

IMP推进器多种网格技术融合生成方法

为提高集成电机泵喷推进器(IMP)水力性能的研究精度与求解效率,提出一种基于交界面网格生成技术、微分法空间贴体网格生成技术以及分块耦合技术的多种网格技术融合IMP推进器网格划分方法。首先,采用椭圆型微分方程法进行了重要子块三维贴体网格的自动生成;其次,根据模型几何特征及流场特性对绕流流场进行了区域分解并构造其块边界,在此基础上采用数值方法进行相应的分块网格生成以及耦合;最后进行数值模拟,计算验证网格的正确性。结果表明,采用该方法得到的结果与试验结果吻合良好,说明网格质量是可信的。

集成电机推进装置应用综述

综合电力技术是舰船动力系统的一次重大变革,其以模块化、集成化为技术思想,构造了新一代高性能舰船动力系统平台,并逐步成为舰船动力重要的发展方向。集成电机推进装置随着综合电力技术的发展应运而生,在进一步实现电力推进的高功率密度、高效率、低噪声和高机动性能等方面,将起到重要作用。该文从集成电机推进装置的工作原理和特点出发,分析其关键技术研究现状和主要应用构型,并对其应用发展趋势进行探讨。

新型水下集成电机推进器的特种电机研究

介绍了一种新型水下电力推进装置,即集成电机推进器。文章着重讨论了这种新型推进装置中所使用的特种电机的结构和设计方法,并对所设计的电机利用AN SYS有限元分析软件进行了磁场分析计算,验证了设计的结果满足集成电机推进器的设计要求。

集成电机推进器用无刷直流电机齿槽转矩削减新方法

为消减集成电机推进器用无刷直流电机存在的齿槽转矩以保证整个推进器的性能,综合考虑了推进器的性能要求、尺寸要求、加工工艺等实际情况,以消减齿槽转矩并尽可能减小其对电机输出转矩的影响为目标,提出了一种槽口倾斜综合优化方法。采用Box-Behnken设计了实验,并利用响应面法处理实验数据,得到了齿槽槽口倾斜角度、极弧系数和槽口宽度3个因素间关系的数学模型,从而计算出了使齿槽转矩最小的槽口倾斜角度、极弧系数和槽口宽度最优解组合。最后,用电磁场分析软件infolytica/MagNet求解了各个实验点的参数值,并验证了最优组合预测值。计算结果表明,对于所设计的功率为2kW的集成电机推进器用无刷直流电机,优化后的槽口倾斜角度为5°,极弧系数为0.65,槽口宽度为3mm,采用此优化参数可使电机齿槽转矩减小28.69%。

美国新一代电动力轻型鱼雷研发策略分析

鉴于电动力鱼雷训练成本低、噪声低、隐蔽性好、可灵活配置模块化电池组以及系统可靠性较高等优势,近些年,美海军开始着力研发新一代电动力轻型鱼雷,其中的集成电机推进器(IMP)新概念技术有所突破。文中在介绍美国新一代电动力轻型鱼雷研发背景的基础上,重点分析了美海军水下战中心研发的IMP的性能优势,并从以下3方面综合分析了美国电动力轻型鱼雷研发策略及其带给我们的启示:应保持对不同动力技术的跟踪与适度研发,以保持长久的竞争力;新型武器装备应强调作战适用性和使用保障成本,以提高综合效益;应从水下战装备体系角度来筹划武器技术的研发,充分重视技术和产品的通用性。

新型水下集成电机推进装置的泵喷射推进器结构原理及特点分析

介绍了一种新型水下集成电机推进装置(IMP)中应用的泵喷射推进器。文中详细阐述了泵喷射推进器的结构、原理及其技术特点,并把其与传统的螺旋桨推进方式作比较:泵喷射推进器具有推进效率高、噪声低、操纵性好和适应性强等优点。展望了泵喷射推进技术的应用前景,泵喷射推进器与特种电机集成为一体(IMP)后具有效率高、所占空间小等优点,可用于无人潜航器、轻型鱼雷、重型鱼雷和潜艇等的推进系统。

环驱式集成电机推进器用永磁无刷直流电动机设计与分析

开展集成电机推进器技术研究,对水下航行器性能的提高及相关领域研究的进步具有非同寻常的意义。为了提高环驱式集成电机推进器性能,对环驱式集成电机推进器用永磁无刷直流电动机的结构及设计方法进行了研究。利用解析方法计算永磁无刷直流电动机气隙磁场分布,使用等效磁路法的相关结论获取电机电磁参数,给出定转子参数、电气参数以及电机损耗的确定方法,并对所设计的电机利用电机电磁场有限元分析软件Mag Net进行了磁场分析计算,给出电机空载磁场分布、额定运行时反电势波形、电机负载电压波形及电机负载转矩波形,验证了设计的结果满足集成电机推进器的设计要求。

基于混沌蚁群算法的鱼雷集成电机推进器电机优化设计

针对集成电机推进器(IMP)一体化结构要求电机功率密度大,效率高的特点,采用将混沌优化算法嵌入蚁群算法的混合智能优化算法——混沌蚁群算法(CACA)对集成电机推进器特种电机设计方案进行优化,该方法充分利用以上2种优化算法的优点,即蚁群算法的高精度和混沌算法的快速性。优化结果显示,优化后的设计方案使电机效率提高了1.6%,有效体积缩小了5.6%,使电机能更好地适应高启动场合要求,优化效果良好,可为鱼雷IMP特种电机的设计提供参考。

集成电机推进器叶轮转子流体动力学性能CFD分析

针对集成电机推进器一体化结构导致的推进器过流面积小,工作效率低的问题,首先在对特种电机磁场分析的基础上,设计了八对极和十二对极电机转子,并通过改进的升力法设计了叶轮叶片以改善推进器性能。然后,采用高质量结构化网格对推进器数值模拟系统各部件进行区域离散,利用CFD方法预报其扬程和效率等外特性,分析其内部流动情况。在设计工况附近,计算结果与实验数据的吻合良好,并由计算结果得出:十二对极叶轮转子推进器效率要比八对极在各个工况下平均高约3.9%。通过计算叶片压力分布,验证了该叶轮转子叶片设计中采用的线型;通过观察叶轮转子速度矢量分布,分析了叶轮转子设计中存在的缺陷,为其改进设计提供了参考。

环驱式集成电机推进器定常水动力性能CFD分析

为了提高水下航行器性能,文中利用商用CFD软件ANSYSCFX对某环驱式集成电机推进器水动力性能进行分析,基于SSTk-ω湍流模型,建立了包括控制方程、计算域、网格生成、边界条件在内的集成电机推进器三维流场数学模型。给出环驱式集成电机推进器敞水特性规律,计算结果显示进速系数为0.9时,敞水效率可以到达58.32%。

波浪推进艇的集成电机推进器设计及航速预报

为了给现有的波浪推进无人艇研制辅助动力装置,对有桨轴型集成电机推进器进行了相关的设计,包括电机设计、水动力性能和桨叶结构强度计算。首先进行电机的设计和螺旋桨的选型,并通过流固耦合方法对集成电机推进器周围的流场和桨叶应力场进行了计算。然后使用Star ccm+重叠网格法计算了水翼抬离水面工况无人艇模型的静水阻力,并与拖曳试验结果进行比较,验证了CFD计算方法的可行性。最后使用体积力法替代螺旋桨的作用,对安装了首固定水平翼和一个集成电机推进器的波浪推进无人艇在静水和迎浪规则波中航行时的航速进行了预报。

对转集成电机推进器研究

集成电机推进器是一种新型的推进装置,它由电机直接带动螺旋桨旋转,具有诸多优点。本文简述集成电机推进器的发展历程和结构设计特点。介绍对转电机的设计思路和方法。为满足超小型水下机器人的实际需要,设计了1个对转集成电机推进器,基于磁路方法设计了驱动用直流永磁无刷电机,然后在Ansoft软件中建立直流无刷电机的模型进行仿真分析。结果表明设计是合理的,满足设计要求,证明集成电机推进器的可行性。

机桨一体化推进电机的设计与分析

设计了一种新型的适用于机桨一体化水下推进器的大气隙永磁电机,电机转子磁极采用Halbach结构。针对该新型永磁电机的特点,采用有限元法对电机进行了电磁场分析,在计及定转子相对运动及定子斜槽等因素的条件下,计算了电动机的空载及负载磁场分布、空载气隙磁密、空载反电势以及负载运行特性,计算结果表明电机的各项指标均能满足工程需要。

间隙流动对集成电机泵喷推进器水动力性能影响研究

集成电机泵喷推进器在水下工作时,由于压差,当水流流过间隙流道时,会在间隙中产生摩擦功耗。为了更加准确地了解集成电机泵喷推进器的水动力性能,首先对轮缘摩擦扭矩的影响因素进行分析,确定不同影响因素的几何参数对轮缘摩擦扭矩的影响规律,计算结果与经验值吻合良好。基于此,分析有无间隙流动对推进器敞水性能的影响情况,进而分析在间隙流动状态下,不同间隙参数对推进器敞水性能的影响规律。结果表明,可通过减小轴向间隙等方法达到降低轮缘的摩擦扭矩,有无间隙流动时效率都随着转速的增加先减小再增大,有间隙模型时的效率总是大于无间隙模型。

水下机器人的集成电机推进器流固热耦合分析

集成电机推进器是一种高技术含量的电力推进器。推进器中的电机工作温度,会影响定子绕组导线的电阻和永磁体的磁密度,从而影响电机的性能。本文通过流固耦合传热法,来分析有桨轴型集成电机推进器的散热情况,得到进速系数、转速和轴向间隙对推进器散热的影响关系。