Введение к работе
Актуальность темы. Расширение масштабов научно-исследовательских и разведочных работ в глубинах Мирового океана, интенсивное освоение месторождений нефти ті газа на шельфе многих стран, необходимость добычи марганцевых конкреций с глубин до 6000 м потребовали разработки подводных аппаратов (ПА) нового поколения.
Одной из актуальных задач является создание погруятлс электроприводов для движктельнс-рулевых когоиексов (ДРК) ПА, работающих при больших гидростатических давлениях. При создании обитаемых, длительно функционирующее ПА к электроприводам предъявляются повышенные требования по надежности, ресурсу и экономичности, В некоторых случаях требуется обеспечить заданные зибро-акустиче-ские характеристики (ВАХ) ПА. Наилучшим образом этим требованиям отвечает бесконтактный вентильный электродвигатель (ВД), получающий все больпее распространение на зарубежных ПА, представляшций собой совокупность бесконтактной синхронной электрической машины (БСД) И полупроводникового преобразователя частоты (ПЧ), объединенных обратной связью (ОС) по положению ротора или по магнитному потоку и получающий питание от аккумуляторной батареи (АБ), установленной на борту ПА.
В нашей стране ВД также получает все большое распространение в авиационной л космической технике. В области подводной техники этот опыт невелик, а предъявляемые к глубоководному электрооборудованию специфические требования делают весьма актуальной задачу исследования возможности создания ВД погружного исполнения с приемлемыми технико-экономическими показателями.
Цель работы. Разработка бесконтактного погружного вентильного электродвигателя мощностью 1,1 кВт на 300 об/глин с приемлемыми массо-габаритными, энергетическими и виброакустическими параметрами.
В работе поставлены и решались следующие задачи:
анализ электроэнергетических установок (ЭЗУ) существующих ПА и выбор электромеханического преобразователя для ДРК;
исследование магнитного поля в рабочем зазора БСД с индуктором на основе высококоэрцитивных постоянных магнитов;
разработка конструкции к изготовление макетного образца БСД б натуральном масштабе,.заполненного кидким диэлектриком и его испытания;
разработка волоконно-оптического датчика положения ротора (ДПР) аналогового типа, работавшего в среде жидкого диэлектрика, его изготовление и испытания;
выбор структурной схеш БД, обеспечивающего 'заданные энергетические и вибро-акустические характеристики;
изготовление ВД с частотно-токовым управлением и его экспериментальные исследования;
разработка инженерно"! методики оптимизации параметров ВД.
' Методика исследовании. Исследования выполнены, в основном, на натурных объектах методом физического моделирования магнитных систем БСД и привода в целом, о последующей экспериментальной проверкой правильности выбранного подхода к проектированию БД.
Научная новизна работы. Па основе полученной экспериментально зависимости интегрального значения магнитной индукции в рабочем зазоре от протяженности зазора, при условии наилучшего использования высококоэрцитивного магнита по энергии, создана простая инженерная методика оптимизация параметров БСД. Рассмотрены вопросы параметрической оптимизации ВД мощностью 1,1 кВт на-300 об/мин в системе АБ-ЇЇЧ-БСД.
Практическая ценность. Предложенная структура ВД с частотно-токовым управлением, включающая оригинальна! ДПР, позволяет создать погружные ВД для ПА, удовлетворяющіе требованиям по массо-габаритным показателям, Щ, ресурсу и вябро&ктивкостк. Предложенные технологические приемы и примененные материалы будут прюя-нены при выпуске установочной партии ВД.
Реализация работы. Основная часть полученных в диссертации результатов использована организациями ЩШСЭТ и СПМНЛ "Малахит" (г. Ленинград) при разработке ЗД. Для получения заданных характеристик разработанного ЗД использованы технические решения, изложенные в диссертации /7/.
Аггггпобация работы. Основные результаты работы и ее отдельные разделы докладывались и обсуждались на 2-х московских городских конференциях: "Повышение надежность, экономичности и мощности энергетического и электротехнического оборудования" (Москва,
- о -
-
г.. "Повышение надежности, экономичности и поишостн энергетического, электротехнического и радиоэлектронного оборудования"- (Москва, 1983 г.), а такте на двух Всесоюзних конференциях: "Автоматизированный электропривод переменного тока" (Четлбинск,
-
г.) и "Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами" (Черноголовка, 1989 г.)
Публикации, По результатам исследовании, выполненных в диссертации, опубликовано 7 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников информации из 71 наименования, содержит ТІ9 страниц машинописного текста, 63 рисунка на 60 страницах и 8 приложений.
