充油条件对深海永磁同步电机设计的影响
2021-05-22赵继敏
微特电机 2021年5期
年 少,朱 莉,罗 响,赵继敏
(上海交通大学 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海 200240)
0 引 言
深海中的环境压强随深度增加而增大,当深度达到11 000 m时,环境压强可达到110 MPa。勘察取样型深海作业设备通常使用电力推进器提供动力,由于作业环境的特殊性,电力推进器电机一般采用内部充油的方式平衡电机内外压力,以降低对电机机械强度的要求。在电机制造时,动密封装置通常安装在电机输出轴上,以防止电机内部油的泄露及外部海水的渗透。深海充油电机的电磁设计和传统电机的设计方法基本相同[1]。而在机械方面,除充油及密封结构外,充油电机显著的特征是气隙内充油会带来额外机械损耗——油摩损耗,高压条件下的油粘度将大大增大,由此带来的油摩损耗非常明显,不可忽略。油摩损耗作为机械损耗的主要组成部分,是深海电机设计中不得不考虑的一个方面。电机的定转子结构、气隙形状及外部环境如压强、温度都会对油摩损耗产生影响[2-5],深海中环境温度常年保持在2 ℃~4 ℃,有利于电机的散热,因此本文的研究前提是电机处于恒温及良好散热条件下。
目前,已有一定文献对充油电机内部油摩损耗进行了研究。文献[2]给出油摩损耗与摩擦系数的关系并通过流体力学(CFD)的方法计算出摩擦系数,进而计算油摩损耗。文献[3-4]中作者通过CFD方法计算了将气隙等效为同心旋转圆筒时的油摩损耗以及考虑定子开槽情况下的油摩损耗,并讨论了温度对油摩损耗的影响。……
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