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原文传递集成电机推进器驱动装置的研究

论文题名：	集成电机推进器驱动装置的研究
关键词：	集成电机推进器;动态负载;水动力性能;PID技术
摘要：	随着科技的发展和国防需要,对水面水下航行器的动力装置要求越来越高。传统的船舶动力推进装置都是分体式设计的,体积重量大,机构复杂,维护不方便。集成电机推进器的出现解决了以上问题。集成电机推进器是一种集电机本体及其控制器、螺旋桨于一身的电力推进装置。它已经广泛地应用在军事以及海洋探测等领域,其主要特点是体积小,推进效率高。集成电机推进器已经成为国内外研究的热点,具有广泛的应用前景。目前对集成电机推进器的研究主要涉及到电气科学以及流体科学两个方面。在电气方面,多为对直流无刷电机控制技术的研究;在流体方面,多为对螺旋桨水动力性能的研究。大多的论文只是分别侧重其中的某一个方面进行研究,而很少把两个部分结合起来研究。　　集成电机推进器在水下工作,海洋环境如来流速度、流向、兴波等都给推进电机带来了扰动,而且目前大部分对集成电机推进器的研究采用的都是恒定静态负载,这与实际系统的动态负载相比显然会有一定的误差。本文以讨论集成电机推进器的实际负载情况作为研究目的,主要做了以下研究。　　首先,在流体力学知识的基础上,对不可压流体运动的连续方程和动量方程进行介绍,针对湍流的求解问题做了重点分析。建立集成电机推进器螺旋桨的机械模型,分析其水动力性能,获得电机运行动态负载的受力和转矩等参数。　　其次,根据直流无刷电机理论,采用PID技术调节的转速、电流双闭环控制方式,在Simulink平台下搭建电机模型,整定PID系数,通过对IMP运行中各种实际情况下电机动态负载和恒定负载的对比,总体分析IMP电机运行时动态负载对直流无刷电机的影响,模拟直流无刷电机的实际运行。　　最后,搭建硬件电路,采用TI公司的DSP作为控制核心搭建控制电路,采用CONCEPT公司的2SD106AI作为驱动模块搭建驱动电路。其它硬件电路还设计了位置检测电路、保护电路和A/D转换电路等等。在CCS软件平台下按照流程图的思想完成软件设计。软硬件联合调试、对电机波形进行分析。验证所设计的硬件电路的正确性。　　本文采用的流体计算方法可以正确的分析集成电机推进器的螺旋桨水动力性能,对直流无刷电机的仿真研究也取得了较好效果,结果表明采用动态负载研究的系统更接近实际系统。
作者：	王选卓
专业：	电力电子与电力传动
导师：	姚绪梁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文