我国首台潜艇永磁电机试验成功

本报特约记者　张亦驰　本报记者　刘扬

“我国首台艇用永磁推进电机动车成功，具有完全自主知识产权。”适逢十九大召开之际，中国造船工业传出重磅消息。据“中船重工”微信公众号23日报道，10月18日上午，由中船重工七一二所首套实艇安装的永磁推进电机动车成功，各项性能指标均满足技术要求。据军事专家介绍，永磁电机将对潜艇特别是核潜艇的静音性能带来很大提高，这标志着中国核潜艇将有望成为世界上最安静的潜艇之一。

中国首台艇用永磁推进电机

中船重工微信公众号报道称，为满足时间节点要求，七一二所于9月29日赶赴三亚，开始连续20天夜以继日的调试工作。相继完成设备单机恢复、设备通电检查、设备间通信等工作后，10月8日，整个分系统功能基本恢复。10月16日晚，完成静态报检，永磁推进电机具备了动车条件。10月18日上午11时，螺旋桨缓缓运转，逐渐达到规定转速，永磁推进电机动车成功。至此，我国首台拥有完全自主知识产权的艇用永磁推进电机动车成功，为后期试验奠定了基础，向十九大献上了一份厚礼。

中船重工并未透露永磁电机安装的潜艇型号以及其基本性能。但专家认为，一般是按照功率由小到大，安装对象由简单到复杂的原则进行试验，尽管三亚部署有核潜艇和引进自俄罗斯的636型潜艇，但作为首台艇用永磁推进电机，应该是安装在常规动力潜艇上，而且相对来说，改装国产潜艇要比改装进口潜艇更顺手一些。通常而言，常规潜艇使用的永磁推进电机功率有几兆瓦，但尚不能确定此次装机试验型号的确切功率。

永磁电机优势巨大

常规潜艇是军用舰船中首先开始全电力推进的。早期的潜艇受限于蓄电池容量，为节省电能，在水面或者通气管状态航行时，采用柴油机直接推进。随着技术进步，上世纪60年代以后设计的常规潜艇几乎全都采用全电力推进，即水下水面都用电动机推进。不过，最初各国常规潜艇的全电力推进以交-直流推进为主，也就是在水面或者通气管状态时，柴油机带动交流发电机发电，经整流器整流后直接驱动直流推进电机。直流推进电机易于制造、坚固耐用，但体积大、重量大、控制响应慢而且极限功率小、维护费用高、机械换向噪声大，可靠性低，这促使人们把目光转向总体性能更为优越的交流电机。

上世纪70年代，带桥控整流和含空气-海水热交换器的闭式循环冷却系统的自激式同步交流电机开始装艇。后来这类同步电机经过优化，成为由海水直接冷却电机机壳。但这些交流电机需要由铜线绕组的叠片铁芯、集电器或滑环等，结构复杂，能量损失较大。而永磁技术将消除可能的故障源和能量损失。通过程序设备的匹配，经过电子、电气设备的控制可很容易地优化能量输出，更利于提高舰艇航程。总体上看，永磁同步电机体积小、重量轻、噪声低、效率高，特别是在低速工况下，效率比常规直流电机高出很多，而且结构简单、可靠性好、维护简便。更重要的是，其转子比普通电机轻，结构振动小；永磁电机转子不发热，定子可用水冷，因此消除了通风噪声，也减少了热信号。

大幅提高核潜艇静音性

正是由于永磁电机的优势巨大，上世纪80年代以来，德美英法等国积极研制永磁电机，并已装艇使用。

专家表示，由于永磁电机及其控制系统具有优良性能，尤其是电机重量下降，轻载时效率高等对于潜艇用电力推进系统非常重要。一项研究显示，在转速、功率相同情况下，永磁电机的体积、重量比常规电机分别减少约60%和40%。德国212级潜艇的永磁电机功率达到6.5兆瓦，体积和重量与209级3.6兆瓦电机相差不多。永磁推进电机对核潜艇的静音效果提高更显著。传统核潜艇通过核反应堆驱动汽轮机，汽轮机又通过减速箱向螺旋桨输出动力，机械振动噪音较大，能量损失也较大。永磁电机技术将有助于核潜艇的全电力推进，取消减速齿轮这个主要噪声源，使得核潜艇的噪声降低一个级别。

一位中国军事专家表示，我国上世纪90年代开始推进永磁电机的研制工作，中船重工公布的消息表明，我国在艇用永磁电机研制方面取得突破性进展。从世界范围来看，永磁电机未来将向大功率方向发展，以满足核潜艇全电推进的需求。▲