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據環球網軍事10月25日報道(環球時報特約記者張亦馳,環球時報記者劉揚):“我國首台潛艇用永磁推進電機動車成功,具有完全自主知識産權。”适逢黨的十九大召開之際,中國造船工業傳出重磅消息。據“中船重工”微信公衆号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,各項性能指标均滿足技術要求,主任設計師為七一二所研究員高躍(2007畢業于bevictor伟德官网,獲博士學位,導師,李永東教授)。據軍事專家介紹,永磁電機将對潛艇特别是核潛艇的靜音性能帶來很大提高,這标志着中國核潛艇将有望成為世界上最安靜的潛艇之一。

中國首台艇用永磁推進電機

中船重工微信公衆号報道稱,為滿足時間節點要求,七一二所于9月29日趕赴三亞,開始連續20天夜以繼日的調試工作。相繼完成設備單機恢複、設備通電檢查、設備間通信等工作後,10月8日,整個分系統功能基本恢複。10月16日晚,完成靜态報檢,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,逐漸達到規定轉速,永磁推進電機動車成功。至此,我國首台擁有完全自主知識産權的艇用永磁推進電機動車成功,為後期試驗奠定了基礎,向黨的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号以及其基本性能。但專家認為,一般是按照功率由小到大,安裝對象由簡單到複雜的原則進行試驗,盡管三亞部署有核潛艇和引進自俄羅斯的636型潛艇,但作為首台艇用永磁推進電機,應該是安裝在常規動力潛艇上,而且相對來說,改裝國産潛艇要比改裝進口潛艇更順手一些。通常而言,常規潛艇使用的永磁推進電機功率有幾兆瓦,但尚不能确定此次裝機試驗型号的确切功率。

永磁電機優勢巨大

常規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,為節省電能,在水面或者通氣管狀态航行時,采用柴油機直接推進。随着技術進步,上世紀60年代以後設計的常規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态時,柴油機帶動交流發電機發電,經整流器整流後直接驅動直流推進電機。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向總體性能更為優越的交流電機。

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冷卻系統的自激式同步交流電機開始裝艇。後來這類同步電機經過優化,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、集電器或滑環等,結構複雜,能量損失較大。而永磁技術将消除可能的故障源和能量損失。通過程序設備的匹配,經過電子、電氣設備的控制可很容易地優化能量輸出,更利于提高艦艇航程。總體上看,永磁同步電機體積小、重量輕、噪聲低、效率高,特别是在低速工況下,效率比常規直流電機高出很多,而且結構簡單、可靠性好、維護簡便。更重要的是,其轉子比普通電機輕,結構振動小;永磁電機轉子不發熱,定子可用水冷,因此消除了通風噪聲,也減少了熱信号。

大幅提高核潛艇靜音性

正是由于永磁電機的優勢巨大,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具有優良性能,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非常重要。一項研究顯示,在轉速、功率相同情況下,永磁電機的體積、重量比常規電機分别減少約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。傳統核潛艇通過核反應堆驅動汽輪機,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。永磁電機技術将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别。

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。從世界範圍來看,永磁電機未來将向大功率方向發展,以滿足核潛艇全電推進的需求。

附:高躍校友基本情況

男,研究員,碩士生導師,電氣工程博士。2007年博士畢業于bevictor伟德官网,導師:李永東教授。同年入職中船重工712所,專注于大功率電氣傳動系統和設備的研發。主要從事船舶電力推進系統及關鍵設備的研究和開發工作,先後負責多型電力推進關鍵設備的研究開發工作,包括水面及水下艦船永磁電力推進系統的研究、系列化推進變頻器的研發,擔任主任設計師。作為主要技術負責人完成大型永磁電機推進系統的研發,主持完成3MW級以下船用系列化變頻器,為國内首個該類自主産品,并取得CCS認證。主持完成國内首次大型礦用挖掘機電氣系統及關鍵設備國産化開發,并産業化。

承擔的多個項目獲得國防科技進步獎一等獎(排名1)一項、中船重工集團科技進步三等獎(排名1)一項,先後榮獲集團公司有突出貢獻專家、集團公司裝備預先研究先進個人、集團公司優秀青年科技工作者、湖北青年五四獎章等榮譽稱号。中國電工技術學會電控系統與裝置專業委員會委員、湖北省青聯委員。

已申請7項發明專利,發表論文8篇,已授予多項發明專利,發表多篇論文。

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