随着永磁材料和电力电子器件的不断发展,永磁技术的应用范围日益广泛,它可用于公共汽车,火车甚至军用陆地交通车上海军舰船上很快也将装备永磁推进电动机这里本文不叙述关于永磁发电机技术方面的问,仅仅讨论永磁发电机在潜艇上装备的可能性。 2永磁电机的功能原理永磁技术是种用永久磁铁替代励磁装置的技术。永磁。电机中带有铜绕组的叠片铁心没有了碳刷和滑环,因此从根本上消除了能量大量损失的缺陷。1简单地显了同步发电机与永磁发电机的区别永磁发电机的定子基本上与同步发电机的相同,但转子含有1可安装永久磁铁的支座,这些永久磁铁替代了装有励磁绕组的叠片铁心利用永磁技术既可实现定子最佳化的设计,也可实现转子最佳化的设计以满足不同的耍求,如转子可制成盘状,钟形或被设在绕组外侧运行,2展了装在特殊用途的军用研究试验船上的口00永磁发电叽。 3潜艇用发电机的短暂历程本世纪,十年代末潜艇上直采用直流发电机这些发电机制造简易,坚固耐用。缺点就是体积大,重量大,控制响应慢以及碳刷的不断磨损容易产生粉尘到七年代,艇上使用了桥式整流器和用空气或海水进行闭式冷却的自励同步发同步发电机永磁发电机电机,现在这些同步发电机采用海水直接冷却方式冷却。下面将上述所用的发电机与永磁发电机进行比较随着高磁导率磁体性能的不断改进,永磁发电机的技术发展更上了层楼。能很好控制永磁发电机输出功率的电子系统也在近十至十年内得到了推广和应用。 我们寻求新的技术目的不是要安装新无可否认,常规同步发电机虽然坚固可靠但却有极大的缺陷相对重量比较大;相对体积比较大;控制响应慢;短路电流大。 对比位06和212,可看出212中增加了大量的电力和自动驱动电路,能够全面监视和控制大量的资料都在潜艇的工程控制中心进行交换和应用的。使用连接辅助驱动线路和其它设备的标准接口和总线系统之类的新型通讯设备不仅很方便,而且能确保控制和监视的安全性。当然若使用那些常规的现行标准部件可以省很多钱,但需要经常连接线路或安装复杂的接口转接器,其结果是需付出相当昂贵的代价去适应这些接口。 永磁发电机的部件由微处理器控制,并配有通讯链路。 4使用永磁技术和新型电网由于在潜艇推进领域开辟了新的道路,那些大而笨重的铅酸电池将失去它们昔曰航行速度显得更为重要。燃料电池开始取代过去的推进电池。在新型潜艇中使用燃料电池可为潜艇提供稳定的电压。由于电子电源只能提供很低的短路电流,只比额定电流大几安培,所以常用的电流保护装置已不再适用了,如有时间等级的电流鉴别器,只有设计出种新的电力装置保护系统,用它来快速地找到短路位置并排除故障。 用开关电器或在特殊的仪上用互感器可进行短路测量。而用微处理器处理这些数值就可以很快地计算出短路的位置并提供选用方案,使系统在最短的时间内最大命度地恢复其可用性。 永磁技术采用集中冷却方式冷却绕组,这样就不会有很多的能量以热的形式被辐射掉。由于永磁发电机的重量很轻,所以整个柴油发电机组的重量也减轻了。永磁发电机同样也能满足常规发电机的噪声要求。 永磁技术的模块化思想可以装配出多种型式的发电机,其输出功率不同但特性相同。根据不同的功率需求,可以装配不同的模块。例如在军事研究试验船上,5501. 120和170的永磁电机系列既可以被用作发电机又被用作电动机。 发电机可以分成两个独立运行的部分。 绕组和电子线路被分成组,每组都能形成相回路。当套子系统出故障时,发电机通过下降功率来维持运行。因此永磁发电机的可靠性非常高。美中不足的是发电机节省出来的空间部分被电源柜占用了。此柜可以安放在船上的任意位置。在新设计中电子设备占用的是由主开关板上电力开关节省下来的空间。未来的发展将会进步增加高性能电子设备的能量密度,减小电子设备柜的占用空间。 5在军用研究实验船上的驱动5贾01技术此船于1999年底在3,01概6如船厂开始建造,预计2002年中期完工。中准和潜艇上的差不多。噪声指标也可达到潜艇上的要求。 所有的永磁驱动装置均由阽,6,设计制造。4为推进系统供电给个推进母线。在设计的早期,2台发电机独立工作,台供电给母线另台供电给母线现在为了确保高可靠性和高监测性,将2台独立工作的发电机并联运行同时供电给同个母线。 将发电机的定子绕组制成内插式,转子制成钟形,这种设计可以很简单地替换定子绕组而不需要从机壳中拆除转子。发电机被安装在个紧凑的隔音密闭箱中,可以大大地减少基座的撞击。这对具有特殊性的小水线面双体积船是最有益的永磁技术在传输同样的功率时重量减轻4,吨,并减小丁所需空间船中的发电机重量和体积的对比。这种比较不很确切,因为他们不仅特性不同,而且在实验船上永磁发电机的电子设备也不需要空间最优化,所以过多的部分可以安装在船上的任何合适的位置,即可采用拆去电源开关的办法腾出空间。正5,永磁发电机所占的空间要稍大些。但中永磁发电机的重量优势却显而易,6传统技术与永磁技术的对比7展望即将配备永磁推进电动机。永磁电机的灵活性和紧凑性证明了它们适用于未来的驱动系统。永磁电机比常规电机造价要高些,但随着科学技术的发展,其价格将会降低。紧凑的永磁驱动也可以取代液压驱动,因为它既高效又易于控制。由于永磁电机的紧凑性好,冗余度高,它将会被越来越广泛地应用在未来潜艇的设计中。 吴海鹰,梅端经编译自3,以99上接第37页5结论单相桥式整流改进型滤波电路较电容,滤波电路的每臂导通角20有明显增大,各次谐波都得到了定的抑制,输人电流波形谐波畸变率下降,从而使电路输入功率因数有较大的提高。 参考女献张占松,蔡宣。开关电源的原理与设计。电子工业出版社,1998. 谢章贵。单相桥式整流电容滤波负载的功率因数分析。电源技术应用,20006.