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弹射用直线电机,不是直流电机
送交者: 道友 2018月04月10日06:23:12 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话
回  答: 拜托!直流电是不辐射电磁波的! 教兽 于 2018-04-10 06:05:44

“福特级”航母的电磁弹射器

美国海军正在研究用电磁弹射器取代当前和未来航空母舰上使用的蒸汽弹射器的工作。目前,电磁弹射器设计的着重点放在线性同步电动机上,由脉冲盘式交流发电机通过循环变换器供电。平均功率由主平台独立电源供给,在盘式交流发电机的转子中贮存的动能,可在弹射的2~3s脉冲时间内释放出来。这种高功率可给予循环变换器提高电压和弹射电动机的频率。线性同步电动机利用循环变换器输出的功率将加速飞机下面的弹射滑块的行程。始终提供“实时”闭合回路控制。从主电源得到的平均功率经过整流后提供给反向变换器。利用反向变换器输出的功率,在弹射的45s循环时间内,4台盘式交流发电机像电动机转子那样运转。盘式交流发电机是双重定子,轴向磁场的永磁机。转子既作为动能贮存部件也作为产生电力的磁场源,把它放在2个定子之间。在定子上有2个分开的绕组,一组供电动机;另一组供发电机使用。电动机的绕组放在深糟中旨在便于向机壳外更好地散热;发电机绕组接近空气隙以减少脉冲时产生的电抗。采用高强度永磁体可以使用20对磁极,以便较好地利用整个有效面积。转子由加预应力的Inconel合金锻件箍提供,4台盘式交流发电机安装在扭转框内,并且成对以反向转动的安装,目的在于减少扭矩和旋转效应。转子以最大6400r/m的速度旋转,每个转子可贮存总计121MJ的能量,该能量可使转子具有18.1kJ/kg的能量密度,不包括扭矩框。每台盘式交流发电机有6相,每相电阻和阻抗分别为8.6mΩ和10.4mH。在最大转速下,每台盘式交流发电机输出81.6MW的匹配负载。在最大弹射速度时,输出的频率是2133Hz,而在脉冲结束时,频率则会降低到1734Hz。电机的励磁由放在转子罩内的磁能积为35高·奥斯特的NdFeB永磁体提供的。该磁体在40℃下有剩磁感应1.05T,并在工作气隙产生平均磁通量密度0.976T,齿的磁通密度约1.7T。定子由240个有效槽,沿着径向槽的叠层芯和液态冷却板组成。背铁产生的最大电动势(EMF)是1122V。最大输出电压是1700V(峰值),每相的峰值电流是6400A。每台盘式交流发电机的总效率是89.3%,每台发电机总损耗为127kW。发电机的散热是通过定子外面的冷却板进行的。冷却的WEG混合剂流量为151L/min。铜的平均温度是84℃,这时背铁温度达61℃[2]
循环变换器或功率电子装置一般是实现电磁弹射器安装到舰上的关键技术。103m长的电动机,即功率电子装置只有在通过线圈的特定时间内才起作用,而不是整个电动机。通过改变供电电压和频率,可使电磁弹射器在最有效位置内以全速移动。循环变换器是可换向的3f-1f桥式电路,通过一条桥式线路与另一条桥式线路的并联/串联的输出而得到所要求的功率水平,并且本身不需要开关。这种设计取消了共用电流电抗器和串联电容器。循环变换器的输出频率和电压分别是0~644Hz和0~1520V。目前已完成循环变换器的模拟试验,最大弹射速度时循环变换器输出波形的峰值电流是6400A


就目前掌握的资料来看,“福特”级航母上的电磁弹射系统需要并正在克服的问题主要体现在以下几个方面。


电磁屏蔽减少人体伤害和电磁干扰问题。如同磁悬浮列车一样,电磁弹射装置也会产生强大的脉冲式电磁辐射波,对人体造成一定程度的伤害。航母上的电磁弹射产生的脉冲辐射波不仅会对人体造成伤害,而且会产生强烈的电磁干扰,影响其他电子设备的正常运行。由于产生电磁波的主体是开缝的电磁轨道,更是增加了辐射的强度和屏蔽的难度。如何屏蔽降低辐射,减轻电磁辐射对人体产生的伤害和对其他电磁设备产生的干扰,也是“福特”级航母电磁弹射系统必须面临并解决的问题。

快速散热减少弹射间隔期提高弹射效率问题。电磁弹射系统运行过程中,巨大功率施加到电磁模块后,设备温度会急剧升高,温度升高导致弹射所需要的力量源磁场强度不断下降,只有温度恢复常态后,才能再次进行舰载机弹射。否则,高温会损坏产生磁场的导轨。



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  中国用直流线性,酶国是交流线性  /无内容 - 落后份子 04/10/18 (513)
    就算是那样也没多大区别, - 道友 04/10/18 (527)
  Direct Current Linear Motor - 教兽 04/10/18 (686)
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