[实用新型]基于变气隙电磁吸振器的船用推进装置

说明书

本实用新型提供一种基于变气隙电磁吸振器的船用推进装置，能够有效解决电磁吸振器零漂问题、提高吸振器输出力精度。船用推进装置包括：发动机、弹性联轴器、尾部推力轴承、推进轴系、螺旋桨以及电磁吸振器；其中电磁吸振器采用变气隙式电磁吸振器，通过对动子和定子之间的气隙宽度进行调整，使动子产生位移时不产生静磁力，进而保障船用推进装置工作的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种船用推进装置，具体涉及一种基于变气隙电磁吸振器的船用推进装置，属于船舶海洋产业技术领域。

背景技术

现代舰艇非常重视设计、研制、建造、使用及维修等全寿命周期噪声治理工作，随着减隔振、管路包裹、消声瓦及新型推进器等手段应用，机械噪声、水动力噪声和推进器噪声得到显著控制，舰艇总体声学性能不断向低噪声方向发展。与此同时，舰艇螺旋桨-推进轴系-壳体结构耦合振动已经越来越受重视，此类振动频带范围广、响应力度大、破坏能力强，严重影响舰艇尾部结构强度和船员工作环境。

以图1所示的某型船体结构为例，主要有指挥舱室1、居住舱室2、甲板区域3和轮机舱室4等区域，其常用推进装置的工作原理为：发动机9通过弹性联轴器5向尾部传递动力，动力通过尾部推力轴承6传递给尾轴，再通过推进轴系7将动力传递给螺旋桨8，由螺旋桨8转动产生反推力作用于尾部推力轴承6和舰船壳体结构，最终使舰船获得向前运动推力。该过程中，推进轴系7受螺旋桨激振作用将产生扭振和弯曲，并通过尾部推力轴承6传递至舰船壳体结构。为保持推进轴系7良好推进效率，必须确保尾部推力轴承6与船体结构刚性连接，但同时会将轴系振动全部传递至船体结构，并可能诱发复杂的桨-轴-船体耦合振动，进而影响舰船隐身性和安全性。主动吸振技术以其可有效隔离设备运转所致低频线谱振动而备受关注，若将其用于舰船推力轴承振动轴承控制，将能有效降低桨-轴-船体耦合振动不利影响。

目前，主动吸振技术主要集中在控制策略开发和执行机构设计两个方面，且后者对控制效果影响更为直接。常用执行机构主要有电磁吸振器、惯性质量作动器和压电陶瓷作动器等，其中电磁吸振器具有线性度好、承受载荷大、功耗低等特点，针对舰船等大型机械设备振动具有较好控制效果，但在输出力精度、单位体积输出力及输出频带范围等静态和动态性能，已经成为制约主动吸振技术应用的重要因素。

然而，现有对电磁吸振器的研究主要考虑输出力、反应灵敏度和功耗等因素，进而对电磁吸振器进行优化改进，还尚未有效解决吸振器输出力零漂与精度问题，这将导致主动吸振技术应用存在失效风险。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种基于变气隙电磁吸振器的船用推进装置，能够有效解决电磁吸振器零漂问题、提高吸振器输出力精度，从而保障船用推进装置工作的可靠性。

本实用新型的技术方案为：基于变气隙电磁吸振器的船用推进装置，包括：通过尾部推力轴承支撑的推进轴系以及安装在所述尾部推力轴承上的两个以上电磁吸振器；

所述尾部推力轴承刚性固接在船壳体结构上；

至少一个所述电磁吸振器的轴向与所述尾部推力轴承的轴向平行，以控制所述尾部推力轴承的轴向振动；

至少一个所述电磁吸振器的轴向与所述尾部推力轴承的径向平行，以控制所述尾部推力轴承的径向振动；

所述定子同轴套装在动子外部，所述线圈位于所述定子中心的内凹环形面内；所述定子内圆周面与动子外圆周面之间的间隙为气隙；所述动子包括：动子铁芯；定子包括：上定子铁芯、上永磁体、下永磁体、下定子铁芯和C型铁芯；

所述上定子铁芯与动子外圆周面之间的气隙宽度从上往下递增，所述下定子铁芯与动子外圆周面之间的气隙宽度从上往下递减；所述C型铁芯上端与动子外圆周面之间的气隙宽度从上往下递减，下端与动子外圆周面之间的气隙宽度从上往下递增。