大型船用推进异步电动机振动与噪声优化设计

摘要

随着我国综合经济实力的增长以及海洋蓝色产业的飞速发展，人们对出海的理解已经不单单停留在运输这一传统概念上。人们开始越来越多的关注大型船舶的平稳性、低噪性、以及舒适性对船员长期海洋生活的影响。同样军用船舶也开始关注大型机械部件振动噪声对于其隐身性能的影响。在这些众多船舶核心部件中，大型船用推进电机作为船舶的动力之源，其对振动噪声的要求尤为突出。由于国外发达国家对大功率船用推进电机的研制起步较早，在国内市场上已经长期处于垄断地位，所以目前我国急需自己研制出适合远洋出海并具有高可靠性、低振动噪声的大型船用电机。
　　本论文依托于国产某船装配的5MW级推进异步电动机项目，该项目前期方案为H900中心高电机，后因尺寸超过船体限制而全新设计了H800中心高电机方案。根据国内外电机振动与噪声标准及当今市场需求，对该新方案提出了振动噪声考核高于GB/T7060一个等级的设计目标，即振速值不大于1.5mm/s、噪声值不超过102dB。在优化设计中，电磁方面通过计算电磁力波来避免因径向力波导致的电磁振动和噪声，同时利用有限元手段对电机定子固有频率进行分析计算，避免共振的产生。机械方面针对船用电机运行特点，优化设计了船用轴承，并对可能引发振动的旋转部件的挠度、临界转速等进行了计算分析。电机生产结束后，通过定子模态试验、振动频谱测量试验对前期理论模态分析进行了验证，最终结合电机出厂试验数据，证明了本论文优化设计的正确性以及以此为设计依据的可行性。

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上海交通大学硕士学位论文答辩决议书

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第一章 绪论

1.1国内外船用大型异步电动机研究和开发的现状

1.2船用异步电动机振动噪声的危害

1.3 国内外船用设备振动噪音标准简介

1.4本课题来源及主要研究内容

第二章 船用大型异步电动机振动与噪声源

2.1 电磁振动噪声源

2.2机械振动噪声源

2.3流体振动噪声源

2.3本章小结

第三章 抑制振动与噪声的电磁优化设计

3.1 技术性能要求

3.2电磁设计中采取的减振降噪措施

3.3本章小结

第四章 抑制振动与噪声的结构优化设计

4.1 轴承优化设计

4.2 电机轴临界转速与挠度

4.3通风噪声优化

4.4其他优化设计

4.5 本章小结

第五章 试验结果与分析

5.1 定子模态测量试验

5.2 电机振动频谱测量试验

5.3出厂试验

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文