stringtranslate.com

Электродвигатель с низким магнитным полем

Электродвигатель с низким магнитным полем (или немагнитный электродвигатель ) — это двигатель переменного или постоянного тока с уменьшенной сигнатурой магнитного поля рассеяния .

Описание

Различные типы морских мин

Низкомагнитные или немагнитные электрические [1] двигатели используются на борту противоминных судов , минных охотников , тральщиков и определенных типов подводных лодок . Около ста лет морские мины или морские мины были устоявшимся элементом морской войны. Современные морские мины в настоящее время реагируют на магнитные, акустические и сигналы давления. Безусловно, самым важным шагом в их развитии было изобретение принципа срабатывания магнитного воздействия, который использует магнитное поле помех проходящих судов. Морские мины с магнитными взрывателями эффективны, недороги и просты в установке. Электродвигатель создает два типа магнитных полей: динамическое переменное поле рассеяния во время работы и статический остаток или остаточное магнитное поле во время простоя. Чтобы избежать обнаружения, необходимо максимально уменьшить [2] [3] [4] [5] эти сигнатуры у источника.

Подпись

Магнитные поля

Электродвигатели генерируют внутренние магнитные поля для вращения ротора в статоре . Значительная часть этих магнитных полей рассеяния выходит наружу корпуса электродвигателя и может быть измерена и/или обнаружена. [6] Во время работы электродвигатель также создает воздушные и структурные шумы. Основная цель, чтобы избежать обнаружения, состоит в том, чтобы максимально уменьшить эти сигнатуры, чтобы иметь возможность работать в скрытом режиме. Измерения сигнатуры судов в целом обычно выполняются на установке магнитной локации.

Низкий магнитный

Маломощные двигатели или немагнитные электродвигатели разработаны для обеспечения сниженной сигнатуры излучаемого магнитного поля рассеяния. [7] [8] Эти электродвигатели изготавливаются из как можно меньшего количества магнитного материала. Детали и компоненты, используемые для изготовления этих электродвигателей, выбираются из материалов с низкой магнитной проницаемостью . Существует три основных способа снижения излучаемых магнитных полей рассеяния электродвигателя: специальная электрическая и магнитная компоновка, электромагнитное экранирование и дополнительные компенсирующие катушки. [9] [10] Уменьшение и способы его достижения описаны в американском стандарте DOD-STD-2146, [11] британском оборонном стандарте [12] 02-717 [13] и немецком стандарте BV3013. [14] Дальнейшее снижение магнитной сигнатуры электродвигателей, а также снижение магнитной сигнатуры кораблей может быть достигнуто с помощью дополнительных размагничивающих катушек.

Воздушный шум

Основным источником воздушного шума от электродвигателя является охлаждающий вентилятор, подающий воздух к электродвигателю. Снижение воздушного шума может быть достигнуто за счет снижения скорости охлаждающего воздуха. Альтернативой является использование электродвигателей с водяным или масляным охлаждением. Уровни воздушного шума для различных типов оборудования на борту судов ВМС изложены в американском военном стандарте [15] MIL-STD-1474D, [16] британском оборонном стандарте 02-813 [17] или индийском военно-морском инженерном стандарте NES 847.

Структурный шум

Структурный шум в электродвигателе является результатом неточностей роликовых подшипников, частот прохода стержня ротора, магнитного дисбаланса, несоответствия комбинаций пазов ротора и статора, что обеспечивает акустические сигналы. Уменьшение структурного шума может быть достигнуто различными способами. Правильная комбинация пазов ротора/статора, выбранные прецизионные роликовые подшипники , уменьшенное магнитное насыщение в статоре могут помочь снизить уровни структурного шума. Методы измерений и критерии приемки определены в американском военном стандарте MIL-STD-740-2(SH) [18] и британском оборонном стандарте 02-813 [19].

Вибрация (внутренне возбужденная)

Механический дисбаланс ротора будет генерировать вибрацию. Вибрация приведет к структурному шуму, а также нежелательным силам ускорения или резонансу , которые в конечном итоге повредят или повредят части электродвигателя. Для уменьшения сил дисбаланса необходима прецизионная балансировка , как описано в американском военном стандарте MIL-STD-167-1A, [20] тип I (с внутренним выходом).

Вибрация (внешнее воздействие)

Электродвигатели на борту военно-морского судна могут испытывать удары и вибрацию. Специальная жесткая конструкция позволит электродвигателям выдерживать эти воздействия окружающей среды и обеспечит достаточное активное упрочнение. Пассивное упрочнение осуществляется путем установки ударных и вибрационных опор на двигатель и/или систему. Метод и пределы испытаний описаны в американском стандарте MIL-STD-167-1A, тип II (экологический).

Шок

Машина для испытания на ударопрочность

Из-за характера применения на море оборудование на борту судов противоминной обороны и подводных лодок может подвергаться подводным взрывам. Поэтому электродвигатели с низким магнитным полем должны быть ударопрочными или ударопрочными. [21] Требования к ударопрочности на кораблях указаны в стандартах, таких как американский стандарт NAVSEA-908-LP-000-3010 (Rev 1). [22] Оборудование на борту военных судов указано в различных стандартах, таких как американский военный стандарт MIL-S-901D , британский и индийский [23] [24] военно-морской стандарт BR3021 или немецкий стандарт BV 0230. Большая часть испытаний и измерений на воздействие окружающей среды предусмотрена в американском стандарте MIL-STD-810 . Испытания на ударопрочность оборудования проводятся специализированными институтами, такими как TNO , [25] NTS Navy, Thales-ECC или QinitiQ.

Пользователи

Ударное воздействие на военно-морское судно

Ссылки

  1. ^ MIL-DTL-17060G(SH), ДВИГАТЕЛЬ, ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ИНТЕГРАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ, ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА БОРТУ, немагнитные двигатели.
  2. ^ Холмс, Джон Дж. (2006). Эксплуатация сигнатур магнитного поля корабля . Morgan & Claypool Publishers. ISBN 9781598290745.
  3. ^ Холмс, Джон Дж. (2008). Уменьшение сигнатуры магнитного поля корабля . Morgan & Claypool Publishers. ISBN 9781598292480.
  4. ^ ТРЕБОВАНИЯ К МАГНИТНОМУ ГЛУШЕНИЮ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ НЕМАГНИТНЫХ КОРАБЛЕЙ И СУДОВ (МЕТРИЧЕСКИЕ), Министерство обороны
  5. ^ B. Froidurot, L.-L. Rouve, A. Foggia, J.-P. Bongiraud, G. Meunier (2002). "Magnetic Discretion of Naval Propulsion Machines" (PDF) . Institute of Electrical and Electronic Engineers . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-09-06 . Получено 2017-09-06 .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Кларк, Дэвид (апрель 2006 г.). «Магнитная сигнатура бесщеточных электродвигателей». Министерство обороны правительства Австралии, Организация оборонной науки и технологий .[ мертвая ссылка ]
  7. ^ Хаспер, Х. (сентябрь 1999 г.). "«Уменьшение магнитного поля рассеяния асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором», документ COMBIMAC, 02 91». Труды IEEE по преобразованию энергии . 14 (3): 628–632. Bibcode : 1999ITEnC..14..628L. doi : 10.1109/60.790926.
  8. ^ Le Coat, G. (1999). «Электромагнитная сигнатура индукционных машин». Труды IEEE по преобразованию энергии . 14 (3): 628–632. Bibcode : 1999ITEnC..14..628L. doi : 10.1109/60.790926.
  9. ^ Коуп, К. (1996). "Система движения с низкой магнитной сигнатурой" (PDF) . Engineering Matters .
  10. ^ "Электрическая машина с плохим полем рассеяния". Google Patents . 17 ноября 1988 г.
  11. ^ ГЕНЕРАТОРЫ И ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, С НИЗКИМ ПОЛЕ РАССЕЯНИЯ, ПРОЕКТ (МЕТРИЧЕСКИЙ), Министерство обороны
  12. ^ "Стандартизация обороны Великобритании". Министерство обороны .
  13. ^ Руководство по проектированию и требования к оборудованию для достижения низкой магнитной сигнатуры, Министерство обороны.
  14. ^ AMAGNETISCH UND STREUFELDARME BAUWEISE, Zur Bauvorschrift für Schiffe der Bundeswehr.
  15. ^ "Военные стандарты". Assist .
  16. ^ ПРЕДЕЛЫ ШУМА, КРИТЕРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, Министерство обороны
  17. ^ Требования к испытаниям на вибрацию конструкций и воздушный шум оборудования военных кораблей, Министерство обороны
  18. ^ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОЙ ВИБРАЦИИ И КРИТЕРИИ ПРИЕМКИ СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ, Министерство обороны
  19. ^ «Требования к испытаниям на вибрацию конструкций и воздушный шум оборудования военных кораблей». Министерство обороны .
  20. ^ МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ, Министерство обороны
  21. ^ ANG Boon Hwee, HAN Mingguang Jeremy (2013–2014). «УПРАВЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЯМИ К УДАРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ» (PDF) . Агентство оборонной науки и технологий, Сингапур .
  22. ^ "Критерии проектирования ударопрочности для надводных кораблей (PDF)". Assist .
  23. ^ "Руководство по стандарту ударопрочности и ударным испытаниям военно-морского электронного/электрического оборудования" (PDF) . DGQA . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-11-07 . Получено 2017-07-20 .
  24. ^ "Стандарт военно-морской инженерии (NES) / ВМС Индии (IN)". ВМС Индии .
  25. ^ "УДАР И ВИБРАЦИЯ" (PDF) . TNO .[ постоянная мертвая ссылка ]

Внешние ссылки