[發(fā)明專利]一種永磁式直線同步電機加速的水池試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010568491.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111751079A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚巍巍;馬銳;陳曉歡;潘輝;趙翠娜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國艦船研究設(shè)計中心
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;H02K41/03
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;李丹

本發(fā)明公開了一種永磁式直線同步電機加速的水池試驗裝置，其特征在于，包括：水池、水下軌道、水下航行體和直線同步電機；所述水下軌道為直線軌道；所述直線同步電機包括初級和次級；初級為定子，安裝在軌道上，次級為動子，安裝在水下航行體底部；初級采用分段結(jié)構(gòu)，由多個初級單元等間距沿軌道布置構(gòu)成，每個初級單元由初級鐵芯和繞組構(gòu)成；所述水下軌道內(nèi)還安裝有用于根據(jù)監(jiān)測航行體的運動狀態(tài)，實時進行電流參數(shù)調(diào)整使得水下航行體勻速運動穩(wěn)定的電流控制裝置。本發(fā)明使用直線電機對水下航行體進行直接驅(qū)動，噪聲較低，避免了傳統(tǒng)的機械拖車結(jié)構(gòu)帶來的噪聲、振動對水下航行體運動性能的試驗結(jié)果的影響以及拖曳結(jié)構(gòu)對于運動的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下航行體運動性能測試技術(shù)，尤其涉及一種永磁式直線同步電機加速的水池試驗裝置。

背景技術(shù)

水下航行體(如潛艇)隱蔽性能好、突擊能力強使其具有強大的軍事威懾力，目前已經(jīng)成為世界各國海軍作戰(zhàn)的重要力量，

開展對水下航行體運動性能的研究，對水下航行體的隱蔽性、機動性、耐波性等性能的提高具有重要意義。

傳統(tǒng)的水下航行體試驗水池裝置中，一般是使用拖曳水池對水下航行體進行試驗。水下航行體位于水池中，外部拖曳驅(qū)動裝置位于水上。驅(qū)動裝置一般采用采用拖車，拖車是拖曳試驗水池裝置中最重要的技術(shù)設(shè)備。試驗過程中，拖車與水下航行體要連接固定，拖車移動的過程中會拖曳水下航行體在試驗水池裝置中作勻速運動，以測量速度穩(wěn)定后水下航行體性能相關(guān)參數(shù)。

使用拖車拖曳水下航行體時需要使用連接件將拖車和航行體固定，該連接件隨同航行體一同運動，會影響水下航行體運動性能試驗結(jié)果。如連接件的存在會擾亂航行時產(chǎn)生的熱尾流分布、影響水下航行體的阻力測量。而且傳統(tǒng)的拖車機械結(jié)構(gòu)振動強，噪聲大，會對水下航行體振動噪聲測量造成極大影響，影響試驗獲得數(shù)據(jù)的準確性。

直線電機是一種直接把電能轉(zhuǎn)換為直線運動機械能，它不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。直線電機能直接產(chǎn)生直線運動，動子一般和負載直接相連，省去了絲杠、齒輪或者鏈條等中間傳動機構(gòu)，傳遞效率高。直線電機利用繞組電流或永磁鐵在氣隙中形成行波磁場，通過載流導體或?qū)l與氣隙磁場的相互作用產(chǎn)生電磁推力，使得次級或動子沿著磁場運動。對于直線電機而言，運動部分稱為動力，靜止部分稱為定子。

直線電機在許多領(lǐng)域都有著大規(guī)模的應用，軍事領(lǐng)域中，美國海軍基于直線電機設(shè)計了電磁彈射系統(tǒng)(EMALS)用于替代傳統(tǒng)的蒸汽彈射裝置，各國也開展了利用直線電機驅(qū)動的電磁炮、軌道炮的研究。交通領(lǐng)域中，應用于磁懸浮列車的直線電機更是一個典型的范例。除此之外，直線電機在工業(yè)自動化、現(xiàn)代物流等各個領(lǐng)域中都得到了大量的研究和使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種永磁式直線同步電機加速的水池試驗裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種永磁式直線同步電機加速的水池試驗裝置，包括：

水池、水下軌道、水下航行體和直線同步電機；

所述水下軌道為直線軌道；

所述直線同步電機包括初級和次級；初級為定子，安裝在軌道上，次級為動子，安裝在水下航行體底部；

初級采用分段結(jié)構(gòu)，由多個初級單元等間距沿軌道布置構(gòu)成，每個初級單元由初級鐵芯和繞組構(gòu)成；

所述水下軌道內(nèi)還安裝有用于根據(jù)監(jiān)測航行體的運動狀態(tài)，實時進行電流參數(shù)調(diào)整使得水下航行體勻速運動穩(wěn)定的電流控制裝置。

按上述方案，所述次級采用分段結(jié)構(gòu)，由n段次級單元通過旋轉(zhuǎn)副連接構(gòu)成，每個次級單元由次級鐵芯和按N、S極交替布置的偶數(shù)個永磁體組成，其中，n為大于等于3的整數(shù)。

按上述方案，所述次級單元的數(shù)量根據(jù)航行體體積、重量和預期運動速度設(shè)置。