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永磁電機(jī)成熟讓國產(chǎn)潛艇性能重大突破變神器

更新時(shí)間: 2017-11-07
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   永磁電機(jī)成熟讓國產(chǎn)潛艇性能重大突破變神器
  10月23日,中船重工*平臺發(fā)布消息《我國*艇用永磁推進(jìn)電機(jī)動車成功,具有*自主知識產(chǎn)權(quán)》,文中透露中國*臺*自主知識產(chǎn)權(quán)的永磁電機(jī)試車成功,引起了很多媒體和軍迷網(wǎng)友的關(guān)注,大家都在關(guān)心永磁電機(jī)技術(shù)突破之后,潛艇會有哪些性能上的提升。
  有些軍迷網(wǎng)友和媒體說永磁電機(jī)和傳統(tǒng)的勵(lì)磁電機(jī)相比噪音更小,永磁電機(jī)的使用將使中國的潛艇更加安靜。
  安靜性是潛艇zui關(guān)鍵的指標(biāo),如果永磁電機(jī)真的使?jié)撏У脑胍舸蠓冉档?,這無疑是一個(gè)巨大的進(jìn)步??墒沁@真的能實(shí)現(xiàn)嗎?這就要從永磁電機(jī)本身說起了。
  學(xué)過中學(xué)物理的人都知道,電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)是因?yàn)閮蓚€(gè)磁場相對的作用,這里頭就包括了定子和轉(zhuǎn)子,也就是定子要有一個(gè)磁場,轉(zhuǎn)子上也要有一個(gè)和定子相反的磁場,轉(zhuǎn)子的磁場怎么產(chǎn)生呢?我們知道電可以生磁,所以說傳統(tǒng)的電機(jī)是在轉(zhuǎn)子上繞上一大堆電線,術(shù)語叫做線圈繞組,通過線圈產(chǎn)生磁場,因?yàn)檫@個(gè)原理,這種傳統(tǒng)的電機(jī)又被叫做勵(lì)磁電機(jī)。而永磁電機(jī)用大型的永磁磁體替代了線圈繞組,轉(zhuǎn)子的磁場不是通過電機(jī)產(chǎn)生的,所以叫永磁電機(jī)。
  對永磁電機(jī)來說,轉(zhuǎn)子的線圈繞組和電刷都沒了,這意味著結(jié)構(gòu)更加簡單,尺寸上可以有較大幅度的縮小。另外沒有了線圈繞組,運(yùn)行時(shí)電流通過線圈繞組產(chǎn)生的電流嗡嗡聲就會大幅降低,這就是永磁電機(jī)降低噪音的原因。
  永磁電機(jī)和勵(lì)磁電機(jī)相比,還有其它的一些重要優(yōu)勢。它在低輸出的時(shí)候,效率會更高,因?yàn)樗恍枰娏鲃?lì)磁這一部分的消耗,所以它的總體運(yùn)行效率也會更高一些。
  研發(fā)運(yùn)用永磁電機(jī)的難點(diǎn)在什么地方呢?永磁電機(jī)早就有,但是永磁電機(jī)尺寸小的好做,尺寸大的不好做,因?yàn)樾枰銐虼蠛妥銐驈?qiáng)磁場的永磁體,才能做成輸出功率足夠大的電機(jī)。
  另外,永磁體的磁場會隨著時(shí)間減弱,特別是在的情況下,例如高溫、低溫這樣的情況下,永磁體的磁場會出現(xiàn)*性的減弱。而潛艇的主電機(jī)如果用永磁電機(jī)的話,就要有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)水平。
  永磁電機(jī)究竟可以給潛艇帶來哪些提升?所謂使?jié)撏Ц察o這種說法,更多的是媒體和網(wǎng)友們的誤解。如果到網(wǎng)上查一查會發(fā)現(xiàn)永磁電機(jī)噪音低確實(shí)是事實(shí),因?yàn)殡娏髀暃]有了,但是這種聲音對于潛艇降噪來說,幾乎是可以忽略不計(jì)的,對潛艇來說,噪音更主要來自于潛艇內(nèi)部機(jī)械部分的震動。
  勵(lì)磁電機(jī)的噪音水平就好像在潛艇當(dāng)中大聲說話一樣,聲音是傳不到艇外的,或者說傳到艇外的震動可以忽略不計(jì)。所以網(wǎng)傳永磁電機(jī)可以大幅降低潛艇噪音是一種誤解。
  對安靜性沒有大的提升,它的好處究竟體現(xiàn)在哪兒呢?首先體現(xiàn)在重量和體積的縮小。以需要跑20節(jié)以上的潛艇為例,以往潛艇的主電機(jī)可能需要7200-7500馬力,如果用直流電機(jī)的話,重量大概要有七八十噸,往小點(diǎn)說也得六七十噸,長度可能會有七八米,形象點(diǎn)說,它的體積大概和一個(gè)中巴車差不多大。
  如果說使用永磁電機(jī)的話,重量減輕和體積縮小,顯然會給潛艇的設(shè)計(jì)總布置帶來很多好處。
  永磁電機(jī)另一個(gè)特別值得關(guān)注的優(yōu)勢,在于它的可靠性大幅度提高,在低輸出時(shí)效率的提升也有很大的意義。
  潛艇的電機(jī),有時(shí)要跑高速,有時(shí)又要跑低速,*效率點(diǎn)是設(shè)在高速上還是設(shè)在低速上,這個(gè)很難平衡。過去的潛艇可能會有兩臺電機(jī)甚至更多的電機(jī),這個(gè)是充分考慮了低速的效能和高*能以及可靠性的因素。
  像老的俄羅斯基洛級潛艇,它的動力電機(jī)有三臺,一個(gè)主電機(jī),一個(gè)經(jīng)航電機(jī),還有一個(gè)備用電機(jī),要這么多電機(jī)主要為了解決大輸出和小輸出效率的問題,同時(shí)還要解決可靠性的問題。對于永磁電機(jī)來說,它總體的工作效率提高了,同時(shí)低輸出時(shí)候的效率有極大的改善,這樣一來經(jīng)航電機(jī)就可以取消了。而且它的可靠性大幅提升,那么備用電機(jī)是不是也就可以取消了呢?這對潛艇的設(shè)計(jì)顯然有很大幫助。
  從勵(lì)磁電機(jī)到永磁電機(jī),這是潛艇主動力電機(jī)的一個(gè)不小的進(jìn)步。當(dāng)然了,潛艇總體性能的提升,是由許許多多這些子系統(tǒng)、分系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步和提升綜合帶來的結(jié)果,單純的一個(gè)永磁電機(jī)不可能把一艘潛艇變成神器,但是許許多多像永磁電機(jī)這樣的進(jìn)步累計(jì)起來,就有可能把潛艇打造成一個(gè)神器。
  永磁電機(jī)這樣的技術(shù)進(jìn)步,顯然是可喜的,同時(shí)我們還需要更多這樣的技術(shù)進(jìn)步累加起來,才會使?jié)撏阅茏兊酶酉冗M(jìn),才能真正把潛艇變成神器。
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