Ship electric propulsion system represents the direction and mainstream of ship power development. The key propulsion component of electric machines, especially those for the direct-drive shaft-connecting propulsion system and the podded propulsion system, are still under the initially developing stage. This project aims to develop the hybrid-structure double-stator permanent-magnet (HSDS-PM) machines with self-owned intellectual property rights, including the DS PM-inset vernier type and the DS PM-interior magnetic-geared flux-reversal type. Both double-stator PM machines have artfully integrated the magnetic-gearing effect into the PM machine designs, and thus forming the distinct type of double-stator machines. Thus, the distinct type of double-stator machines have the attractive merits of compact structure and rational configuration, as well as the nature for low-speed high-torque output, hence well suitable for ship electric propulsion. Specifically, the project is to investigate the optimal topologies for proposed double-stator PM machines; calculate their electromagnetic characteristics, steady-state and transient performances, and design criteria and optimization principles; study the machine control strategies, two-set of winding connected philosophies, and fault-tolerant operating approaches; evaluate the overall performances for ship electric propulsion via the co-simulation platform and experimental platform; and finally investigate the corresponding six-phase topologies and the cooling strategy.
船舶电力推进系统代表了船舶先进动力的主流趋势和发展方向。其核心推进电机,特别是适用于直驱轴系推进系统和吊舱推进系统的永磁电机目前还处于研究的初级阶段。本项目拟研究具有自主知识产权的新型复合结构双定子永磁电机,包括一种双定子永磁插入式游标电机和一种双定子永磁嵌入式磁齿轮磁通反向电机。这两种双定子永磁电机巧妙地融合了磁齿轮效应的设计理念和现有永磁电机的结构特点,形成了独特的双定子电机结构,其整体结构紧凑、合理和规整,具有低速大转矩输出的自然属性,尤其适合作为船舶推进电机使用。项目主要研究这两种双定子永磁电机的最佳拓扑;研究作为船舶电力推进系统核心的电机的电磁参数和静动态数学模型、设计原理和优化方法;研究该类双定子永磁电机的控制策略,两套绕组协调控制的效果,探讨其实现容错控制功能的特点;通过样机试验研究和联合仿真对比其进行船舶电力推进运行的综合分析和评估;预研采用六相绕组的拓扑设计以及冷却方法。
船舶电力推进系统代表了船舶先进动力的主流趋势和发展方向。其核心推进电机,特别是适用于直驱轴系推进系统和吊舱推进系统的永磁电机目前还处于研究的初级阶段。本项目主要研究了具有自主知识产权的新型复合结构双定子永磁电机,包括两种双定子永磁插入式游标电机、一种双定子永磁嵌入式磁齿轮磁通反向电机和一种双定子混合励磁永磁嵌入式磁通切换电机。这四种双定子永磁电机巧妙地融合了磁齿轮效应的设计理念和现有永磁电机的结构特点,形成了独特的双定子电机结构,其整体结构紧凑、合理和规整,具有低速大转矩输出的自然属性,尤其适合作为船舶推进电机使用。项目主要研究新型双定子永磁电机的最佳拓扑;研究作为船舶电力推进系统核心的电机的电磁参数和静动态数学模型、设计原理和优化方法;研究该类双定子永磁电机的控制策略,两套绕组协调控制的效果,探讨其实现容错控制功能的特点;通过样机试验研究和联合仿真对比其进行船舶电力推进运行的综合分析和评估;预研采用六相绕组的拓扑设计。
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数据更新时间:2023-05-31
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