轮缘驱动无轴推进器冷却方案设计与多物理场耦合计算

2016-10-13胡鹏飞靳栓宝魏应三兰任生庄双江

船电技术 2016年3期

胡鹏飞，靳栓宝，沈洋，魏应三，兰任生，庄双江

胡鹏飞，靳栓宝，沈洋，魏应三，兰任生，庄双江

（海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室，武汉430033）

针对轮缘驱动无轴推进器中集成化永磁电机的散热问题，设计了自然循环的海水冷方案，即在无轴推进器桨叶的前、后端开槽，并与电机定、转子间的气隙连通，形成闭合的、与推进器进出流方向相反的自然水循环通道，冷却通道的流量由推进器桨叶前后截面的压力差、气隙的高度等参数决定。文章基于有限元方法计算了永磁推进电机的电磁性能，并采用有限体积法对轮缘驱动式集成化永磁电机推进器的冷却方案进行了电磁场、温度场与流场的耦合计算，校验了集成化永磁推进电机冷却方案的有效性。

无轴推进器永磁推进电机海水冷却多物理场耦合分析数值计算

0 引言

无轴推进是将推进电机集成于推进器中，取消推进轴系及相关配套系统、设备，利用电流传递功率输出的一种新型推进技术。根据永磁推进电机的布置位置（如图1所示），可将无轴推进器分为轮毂驱动式和轮缘驱动式[1,2]。进入新世纪后，随着高性能永磁材料的开发，以及大容量高功率密度永磁无刷电机技术的日趋成熟，轮缘式集成电机推进器逐渐从实验室走向工程应用[3-6]。