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舰船舱室内典型大功率传动系统电磁效应仿真研究
| 论文题名： | 舰船舱室内典型大功率传动系统电磁效应仿真研究 |
| 关键词： | 舰船舱室;传动系统;电磁效应;模拟仿真 |
| 摘要： | 舰船是一个电子装置布置密集在有限空间内的典型平台，随着一系列的新型电子设备，尤其一些典型大功率设备等相继安装在舰船上，导致舰船有限空间内电磁辐射和电磁环境极其恶劣，因此工作人员和放置在舰船上的其他设备会由于强大的电磁辐射和电磁干扰带来的一系列综合效应，产生严重的电磁安全性问题。在这些大功率设备中，舱室内的大功率传动设备带来的影响更容易受到人们关注，这些设备有着高功率和强辐射能量，如果针对其电磁干扰的处理不当，将直接对舱室其他设备的正常运行造成影响，甚至会在可能的情况下导致设备瘫痪或者损毁。本文基于计算电磁学方法对舰船舱室内以电机为代表的大功率传动设备进行了研究，主要包括对基础的定子永磁型同步旋转电机、平板型直线永磁电机以及在直线电机基础上改进而来的电磁发射装置做仿真分析。本论文的具体工作归纳如下: 首先，在分析定子永磁型同步旋转电机工作原理的基础上，对电机电磁场仿真计算的理论基础进行了研究，包括三维网格剖分单元的介绍和选择和进行系数矩阵的计算。然后将一种永磁同步旋转电机作为全文研究的基础，分析了其内外场的磁场分布情况。 其次，根据项目需要和相关参数创建了一款工作频率为50Hz，功率为2000kW的三相平板型永磁直线电机的三维仿真模型，采用有限元法对其进行电磁场计算研究，然后基于计算电磁学方法得出电机三相绕组的磁链和力矩随时间的变化情况，以及动子磁场强度和磁感应强度变化，最后模拟直线电机放置在舱室内的情况，量化分析各个网格点上的数据。 最后，在平板型永磁直线电机模型的基础上创建出一种电磁轨道传动发射装置的简单模型，根据其基本结构模型和外加电路图推导出了电枢运动过程的一个一阶非线性微分方程，采用龙格-库塔法对微分方程进行编程分解得出轨道电流、电枢速度和位移的数值解，并将其进行图形化处理。随后构建合适的求解域，并创建舰船舱室模型，对轨道发射器放置在舱室内时的电磁辐射进行仿真，然后基于剖分后的网格进行场数据的提取量化分析，通过跟相应标准进行比对，结果表明，发射器的电磁辐射没有超过规定限值。 |
| 作者： | 石晓洁 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 周凯;裴洪超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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