毕业设计(论文)题目 水下无人航行器用永磁同步电机设计近年来随着科学技术的快速发展，我国的水下无人航行技术也愈来愈成熟。水下无人航行技术不仅在军用领域已取得巨大发展，在现代工业领域也逐渐投入使用，可以完成海洋水文和气象调查、海底环境监测、地形测绘和快速环境评估等任务。83566

在水下无人航行技术上，目前已经确定的六项关键技术，包括长续航力推进/能源、水下通信、大地和相关导航、任务管理/控制、传感器和信号处理以及航行体设计。

其中，长续航力推进/能源作为水下无人航行器顺利完成各种任务的基本保证，要求推进电机必须能够与高能量密度的大航程电源配合，实现较高的可靠性和可维性。而在众多电机类型中，永磁同步电动机（PMSM）因为具有体积小、效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等优点，是推进电机的首选类型之一。因此，对永磁同步电机的设计与改进是非常有必要的，通过对永磁同步电机性能的不断优化，实现永磁同步电机的稳定运行，才能满足水下无人航行器电力推进系统的运行要求。论文网

水下无人航行器UUV（UnmannedUnderseaVehicle）是航行器的一种，可分为遥控航行器ROV（RemotelyOperatedVehicle）和自主（治）式水下航行器AUV（AutonomousUnderwaterVehicle）两大类。自20世纪50年代起，发达国家率先开展了水下无人航行器的技术研究，并投入军工领域的应用。在军事应用方面，逐步由前期的打捞丢失海底的试验武器过渡到灭雷具和新式专用水中武器的发展。在工业应用上主要集中于海洋石油与天然气开发等方面，可以完成海洋水文和气象调查、海底环境监测、地形测绘和快速环境评估等任务。80年代末，自主式水下智能航行器因摆脱了系缆的束缚而在海上作战和作业更加便捷高效，成为发达国家军事海洋技术研究的前沿。目前，世界上已经有10多个国家在研究水下无人航行技术。我国虽然在水下无人航行器方面的研究起步较早，多年来也已经取得一定的成就，但较之当前的国外技术水平，仍然有很大的差距。

电力推进作为水下无人航行器的核心技术之一，对推进电机提出了严格要求。国外提高同步电动机效率的主要途径是：（1）优化设计，增加铜、铝、电工钢板等有效材料用量，降低绕组损耗和铁耗；（2）采用较好的磁性材料和工艺，以降低铁耗；（3）合理设计通风结构和选用高性能轴承，降低机械损耗；（4）通过改进设计和工艺，降低杂散损耗。国外已开发出高效同步电机，并且专用电机占有量达80%，通用电机占有量占20%，而我国正好相反。美国提出将电动机推至极限，将生产超高效电动机。我国沈阳工业大学开发的超高效稀土永磁电机效率为94。7%。根据不同负载特性而设计专用电机并不断优化其性能，在我国电机研发领域尚有巨大空间。

（1）研究常用永磁材料性能以及电机的等效磁路的解析方法，并分析永磁同步电机在结构和工作特性上与其他电机的异同点；

（2）分析和研究国内外优秀的永磁同步电机设计方法，并根据水下无人航行器驱动电机特性，采用磁路计算的方法确定电磁设计方案。基于Ansoft软件中RMxprt和Maxwell来建立并优化永磁同步电动机模型，主要研究电机结构、稳态性能、磁路和参数的计算与分析；

（3）本论文利用Matlab/Simulink平台对电机工作特性、起动性能进行仿真验证，并对结果进行分析。通过设置Simulink里永磁同步电机模型的参数来达到额定转速和额定转矩，实现永磁同步电机稳定运行。