永磁電機成熟讓國產潛艇性能重大突破變神器 10月23日,中船重工*平臺發布消息《我國*艇用永磁推進電機動車成功,具有*自主知識產權》,文中透露中國*臺*自主知識產權的永磁電機試車成功,引起了很多媒體和軍迷網友的關注,大家都在關心永磁電機技術突破之后,潛艇會有哪些性能上的提升。
有些軍迷網友和媒體說永磁電機和傳統的勵磁電機相比噪音更小,永磁電機的使用將使中國的潛艇更加安靜。
安靜性是潛艇zui關鍵的指標,如果永磁電機真的使潛艇的噪音大幅度降低,這無疑是一個巨大的進步??墒沁@真的能實現嗎?這就要從永磁電機本身說起了。
學過中學物理的人都知道,電機能夠運轉是因為兩個磁場相對的作用,這里頭就包括了定子和轉子,也就是定子要有一個磁場,轉子上也要有一個和定子相反的磁場,轉子的磁場怎么產生呢?我們知道電可以生磁,所以說傳統的電機是在轉子上繞上一大堆電線,術語叫做線圈繞組,通過線圈產生磁場,因為這個原理,這種傳統的電機又被叫做勵磁電機。而永磁電機用大型的永磁磁體替代了線圈繞組,轉子的磁場不是通過電機產生的,所以叫永磁電機。
對永磁電機來說,轉子的線圈繞組和電刷都沒了,這意味著結構更加簡單,尺寸上可以有較大幅度的縮小。另外沒有了線圈繞組,運行時電流通過線圈繞組產生的電流嗡嗡聲就會大幅降低,這就是永磁電機降低噪音的原因。
永磁電機和勵磁電機相比,還有其它的一些重要優勢。它在低輸出的時候,效率會更高,因為它不需要電流勵磁這一部分的消耗,所以它的總體運行效率也會更高一些。
研發運用永磁電機的難點在什么地方呢?永磁電機早就有,但是永磁電機尺寸小的好做,尺寸大的不好做,因為需要足夠大和足夠強磁場的永磁體,才能做成輸出功率足夠大的電機。
另外,永磁體的磁場會隨著時間減弱,特別是在的情況下,例如高溫、低溫這樣的情況下,永磁體的磁場會出現*性的減弱。而潛艇的主電機如果用永磁電機的話,就要有相當的技術水平。
永磁電機究竟可以給潛艇帶來哪些提升?所謂使潛艇更安靜這種說法,更多的是媒體和網友們的誤解。如果到網上查一查會發現永磁電機噪音低確實是事實,因為電流聲沒有了,但是這種聲音對于潛艇降噪來說,幾乎是可以忽略不計的,對潛艇來說,噪音更主要來自于潛艇內部機械部分的震動。
勵磁電機的噪音水平就好像在潛艇當中大聲說話一樣,聲音是傳不到艇外的,或者說傳到艇外的震動可以忽略不計。所以網傳永磁電機可以大幅降低潛艇噪音是一種誤解。
對安靜性沒有大的提升,它的好處究竟體現在哪兒呢?首先體現在重量和體積的縮小。以需要跑20節以上的潛艇為例,以往潛艇的主電機可能需要7200-7500馬力,如果用直流電機的話,重量大概要有七八十噸,往小點說也得六七十噸,長度可能會有七八米,形象點說,它的體積大概和一個中巴車差不多大。
如果說使用永磁電機的話,重量減輕和體積縮小,顯然會給潛艇的設計總布置帶來很多好處。
永磁電機另一個特別值得關注的優勢,在于它的可靠性大幅度提高,在低輸出時效率的提升也有很大的意義。
潛艇的電機,有時要跑高速,有時又要跑低速,*效率點是設在高速上還是設在低速上,這個很難平衡。過去的潛艇可能會有兩臺電機甚至更多的電機,這個是充分考慮了低速的效能和高*能以及可靠性的因素。
像老的俄羅斯基洛級潛艇,它的動力電機有三臺,一個主電機,一個經航電機,還有一個備用電機,要這么多電機主要為了解決大輸出和小輸出效率的問題,同時還要解決可靠性的問題。對于永磁電機來說,它總體的工作效率提高了,同時低輸出時候的效率有極大的改善,這樣一來經航電機就可以取消了。而且它的可靠性大幅提升,那么備用電機是不是也就可以取消了呢?這對潛艇的設計顯然有很大幫助。
從勵磁電機到永磁電機,這是潛艇主動力電機的一個不小的進步。當然了,潛艇總體性能的提升,是由許許多多這些子系統、分系統的技術進步和提升綜合帶來的結果,單純的一個永磁電機不可能把一艘潛艇變成神器,但是許許多多像永磁電機這樣的進步累計起來,就有可能把潛艇打造成一個神器。
永磁電機這樣的技術進步,顯然是可喜的,同時我們還需要更多這樣的技術進步累加起來,才會使潛艇性能變得更加先進,才能真正把潛艇變成神器。