深海壓力自適應充油電機的研究.pdf

1、隨著我國海洋經濟的不斷發(fā)展，海洋監(jiān)測、勘探與開發(fā)能力不斷提高，對于深海電機的需求也越來越明顯地體現出來。目前國外僅少數幾家海洋科研機構按自己的需要自行試制部分適用于高環(huán)境壓力下的適應型小功率水下無刷直流伺服電機樣機，供自己科研使用；推向市場的產品，規(guī)格與數量都很少，且只有歐美、日本的少數幾家企業(yè)生產。國內則完全依賴進口，還沒有正式的產品。針對以上狀況，本論文研究設計了深海壓力自適應充油電機。所謂“壓力自適應”，就是指該電機在水下工作時，

2、電機內腔的壓力可以與外界的水壓相平衡。如果該電機的工作水深為2000米，則其內外壓均等于20MPa。 深海壓力自適應充油電機可以代替復雜的水下適應型液壓系統(tǒng)，直接驅動作業(yè)機械的各個執(zhí)行部件動作，可以簡化了水下系統(tǒng)的機構與結構，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彈簧壓力補償器來給深海電機補償海深產生的水壓，以及由于壓力補償產生的一系列關鍵技術問題，并自行設計開發(fā)了能夠在高壓艙環(huán)境下測試電機效率的

3、系統(tǒng)，達到了掌握、監(jiān)控深海電機水下運行特性的目標，為進一步拓展深海電機規(guī)格、并進行批量生產創(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、目的以及國內外相關的研究情況。第二章主要闡述了電機結構、密封的優(yōu)化設計方法。采用無刷直流電機為本體，對永磁體轉子進行導流設計，對定子電樞繞組采用真空環(huán)氧灌封，保證了由結構引起的電機轉子攪油功率損耗降到最低。針對樣機開發(fā)階段，采取了配油和供電一體化的方案，降低對密封性的要求。第

4、三章為流體動力建模研究，建立了永磁體轉子轉動攪油的有限元模型。對比了理論數據、仿真數據與實際數據的差異，提出了定轉子環(huán)形縫隙的大小以及介質油粘度、粘溫、粘壓指數是影響深海壓力適應型電機在深海能否運作乃至高效運作的重要因素；并選擇變壓器油作為充油電機的介質油。第四章為深海壓力模擬實驗設計和研究。作者詳細分析了測試系統(tǒng)中各個環(huán)境功率的分布，通過在各種環(huán)境下進行實驗，對比實驗數據，得出了電機功率損耗的構成以及在模擬深海情況下的實際工作效率，找