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        我國首臺潛艇永磁電機試驗成功

        2017-10-25 07:44:39張亦馳劉揚
        環(huán)球時報 2017-10-25
        關(guān)鍵詞:核潛艇潛艇永磁

        本報特約記者 張亦馳 本報記者 劉揚

        “我國首臺艇用永磁推進電機動車成功,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)?!边m逢十九大召開之際,中國造船工業(yè)傳出重磅消息。據(jù)“中船重工”微信公眾號23日報道,10月18日上午,由中船重工七一二所首套實艇安裝的永磁推進電機動車成功,各項性能指標均滿足技術(shù)要求。據(jù)軍事專家介紹,永磁電機將對潛艇特別是核潛艇的靜音性能帶來很大提高,這標志著中國核潛艇將有望成為世界上最安靜的潛艇之一。

        中國首臺艇用永磁推進電機

        中船重工微信公眾號報道稱,為滿足時間節(jié)點要求,七一二所于9月29日趕赴三亞,開始連續(xù)20天夜以繼日的調(diào)試工作。相繼完成設(shè)備單機恢復(fù)、設(shè)備通電檢查、設(shè)備間通信等工作后,10月8日,整個分系統(tǒng)功能基本恢復(fù)。10月16日晚,完成靜態(tài)報檢,永磁推進電機具備了動車條件。10月18日上午11時,螺旋槳緩緩運轉(zhuǎn),逐漸達到規(guī)定轉(zhuǎn)速,永磁推進電機動車成功。至此,我國首臺擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的艇用永磁推進電機動車成功,為后期試驗奠定了基礎(chǔ),向十九大獻上了一份厚禮。

        中船重工并未透露永磁電機安裝的潛艇型號以及其基本性能。但專家認為,一般是按照功率由小到大,安裝對象由簡單到復(fù)雜的原則進行試驗,盡管三亞部署有核潛艇和引進自俄羅斯的636型潛艇,但作為首臺艇用永磁推進電機,應(yīng)該是安裝在常規(guī)動力潛艇上,而且相對來說,改裝國產(chǎn)潛艇要比改裝進口潛艇更順手一些。通常而言,常規(guī)潛艇使用的永磁推進電機功率有幾兆瓦,但尚不能確定此次裝機試驗型號的確切功率。

        永磁電機優(yōu)勢巨大

        常規(guī)潛艇是軍用艦船中首先開始全電力推進的。早期的潛艇受限于蓄電池容量,為節(jié)省電能,在水面或者通氣管狀態(tài)航行時,采用柴油機直接推進。隨著技術(shù)進步,上世紀60年代以后設(shè)計的常規(guī)潛艇幾乎全都采用全電力推進,即水下水面都用電動機推進。不過,最初各國常規(guī)潛艇的全電力推進以交-直流推進為主,也就是在水面或者通氣管狀態(tài)時,柴油機帶動交流發(fā)電機發(fā)電,經(jīng)整流器整流后直接驅(qū)動直流推進電機。直流推進電機易于制造、堅固耐用,但體積大、重量大、控制響應(yīng)慢而且極限功率小、維護費用高、機械換向噪聲大,可靠性低,這促使人們把目光轉(zhuǎn)向總體性能更為優(yōu)越的交流電機。

        上世紀70年代,帶橋控整流和含空氣-海水熱交換器的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的自激式同步交流電機開始裝艇。后來這類同步電機經(jīng)過優(yōu)化,成為由海水直接冷卻電機機殼。但這些交流電機需要由銅線繞組的疊片鐵芯、集電器或滑環(huán)等,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,能量損失較大。而永磁技術(shù)將消除可能的故障源和能量損失。通過程序設(shè)備的匹配,經(jīng)過電子、電氣設(shè)備的控制可很容易地優(yōu)化能量輸出,更利于提高艦艇航程??傮w上看,永磁同步電機體積小、重量輕、噪聲低、效率高,特別是在低速工況下,效率比常規(guī)直流電機高出很多,而且結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、維護簡便。更重要的是,其轉(zhuǎn)子比普通電機輕,結(jié)構(gòu)振動?。挥来烹姍C轉(zhuǎn)子不發(fā)熱,定子可用水冷,因此消除了通風(fēng)噪聲,也減少了熱信號。

        大幅提高核潛艇靜音性

        正是由于永磁電機的優(yōu)勢巨大,上世紀80年代以來,德美英法等國積極研制永磁電機,并已裝艇使用。

        專家表示,由于永磁電機及其控制系統(tǒng)具有優(yōu)良性能,尤其是電機重量下降,輕載時效率高等對于潛艇用電力推進系統(tǒng)非常重要。一項研究顯示,在轉(zhuǎn)速、功率相同情況下,永磁電機的體積、重量比常規(guī)電機分別減少約60%和40%。德國212級潛艇的永磁電機功率達到6.5兆瓦,體積和重量與209級3.6兆瓦電機相差不多。永磁推進電機對核潛艇的靜音效果提高更顯著。傳統(tǒng)核潛艇通過核反應(yīng)堆驅(qū)動汽輪機,汽輪機又通過減速箱向螺旋槳輸出動力,機械振動噪音較大,能量損失也較大。永磁電機技術(shù)將有助于核潛艇的全電力推進,取消減速齒輪這個主要噪聲源,使得核潛艇的噪聲降低一個級別。

        一位中國軍事專家表示,我國上世紀90年代開始推進永磁電機的研制工作,中船重工公布的消息表明,我國在艇用永磁電機研制方面取得突破性進展。從世界范圍來看,永磁電機未來將向大功率方向發(fā)展,以滿足核潛艇全電推進的需求?!?/p>

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