Процесс и контроль сегодня

26.06.2023 Портескап СА

Компания Portescap предоставила мировому производителю оборонной продукции коллекторный двигатель постоянного тока и редуктор для контроля точности торпедных аппаратов, запускаемых с надводных кораблей. Контракт с компанией Portescap был заключен на основании ее точного управления, компактной конструкции двигателя с низким тепловыделением, а также способности соответствовать строгим военным спецификациям. Инженеры Portescap тесно сотрудничали с производителем оборонной продукции, чтобы оптимизировать индивидуальное решение для перемещения.

Точное управление шпинделем в системе запуска торпед жизненно важно для управления глубиной, на которой будет работать торпеда. При запуске из аппарата внутренняя система торпеды управляет плоскостями пикирования на ее хвосте, обеспечивая точную модуляцию глубины. Однако начальная точность угла запуска жизненно важна для обеспечения максимальной точности глубины торпеды, особенно когда дальность до цели может простираться на несколько миль. Шпиндель вращает торпедный аппарат и выравнивает его по направлению стрельбы, а двигатель жизненно важен для управления углом шпинделя при пуске, гарантируя, что торпеда сможет поразить цель.

Встреча MIL-SPEC

Лидеру обороны требовалось решение для движения, которое могло бы обеспечить высокоточное позиционное управление, а также обеспечить высокую долговечность. В морской среде решение должно было обеспечить защиту от проникновения воды и масла и соответствовать спецификации военного стандарта (MIL-STD), также известной как MIL-SPEC. Защита

Производитель обратился к Portescap, основываясь на своем опыте работы в аналогичных проектах, а также на своей способности эффективно управлять необходимым высоким уровнем настройки.

Компания Portescap предоставила для этого приложения коллекторный двигатель постоянного тока по ряду причин. Поскольку шпиндели торпедных аппаратов не будут работать постоянно, а вместо этого будут требовать нечастого, высокого ускорения и точного управления, коллекторный двигатель постоянного тока обеспечит долговечность, необходимую в течение нескольких месяцев в море. Поскольку щеточные двигатели постоянного тока проще по конструкции по сравнению с бесщеточными двигателями постоянного тока и не требуют внешнего электронного управления для коммутации, их будет легче обслуживать, что имеет решающее значение во время работы. Portescap выбрала свой щеточный двигатель 35NT с редуктором R32 в качестве платформы для индивидуальной настройки.

Неодимовый магнит и конструкция без сердечника

Чтобы обеспечить точное и плавное управление торпедным аппаратом, а также достижение необходимого ускорения, компания Portescap установила коллекторный двигатель постоянного тока, оснащенный неодимовым магнитом, генерирующим более сильное магнитное поле для увеличения крутящего момента, необходимого для высокого ускорения. Это также было объединено с подходом без сердечника, в результате которого традиционный железный сердечник был удален из оригинальной конструкции коллекторного двигателя постоянного тока.

Бессердечниковый двигатель также будет способствовать оптимизации точности. Двигатели без сердечника обеспечивают плавное движение, устраняя эффект зубчатого момента, неравномерной магнитной силы, создаваемой при вращении ротора с железным сердечником. Вместо этого использование в конструкции без сердечника ротора с проволочной катушкой и постоянными магнитами, расположенными вокруг него, обеспечит равномерную магнитную силу. Это обеспечит более плавное ускорение и высокую точность, а также за счет меньшей инерции, обеспечиваемой бессердечниковой конструкцией.

Выбор неодимового магнита позволит увеличить удельную мощность, оптимизировать крутящий момент, одновременно обеспечивая компактные размеры и меньшую массу, что имеет решающее значение для характеристик торпедного аппарата. Конструкция без сердечника помогает достичь этого требования, поскольку, несмотря на добавление постоянных магнитов, отсутствие железного сердечника приведет к снижению общей массы.

Минимизация нагрева в ограниченном пространстве также имела решающее значение. Неодимовые магниты помогут поддерживать низкую теплоотдачу за счет снижения потерь энергии из-за тепла и трения. Их более высокая напряженность магнитного поля требует меньшего тока для создания того же крутящего момента, что приводит к меньшим тепловым потерям. Кроме того, конструкция без сердечника минимизирует гистерезис, сопротивление, создаваемое намагничиванием и размагничиванием во время работы, а также снижает потери на вихревые токи, возникающие из-за индукции тока против собственного сопротивления статора. Железный сердечник является основным источником этих потерь энергии, поэтому конструкция без сердечника сведет к минимуму выделение тепла.