TCSNAME 089-2024 T型吊舱推进器推进电机设计方法.docx

ICS

47.020.20

CCS

K20

团 体 标 准

T/CSNAME089—2024

T型吊舱推进器推进电机设计方法

DesignmethodsofthrustermotorforTpoddedpropulsor

2024-06-30发布 2024-10-01实施

中国造船工程学会 发布

T/CSNAME089

T/CSNAME089—2024

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前 言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国造船工程学会标准化学术委员会提出。

本文件由中国造船工程学会归口。

本文件起草单位：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所。本文件主要起草人：赵泰然、李姗、杨智、张家玉、陈琳。

T/CSNAME089

T/CSNAME089—2024

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T型吊舱推进器推进电机设计方法

范围

本文件规定了T型吊舱推进器推进电机（以下简称电机）的设计输入、设计内容、设计程序和设计要求。

本文件适用于船舶电力推进系统中T型吊舱推进器推进电机的设计。

规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T755-2019 旋转电机 定额和性能

GB/T21466.3-2008 稳态条件下流体动压径向滑动轴承 圆形滑动轴承 第3部分：许用的运行参

数

GB/T22720.2-2019 旋转电机 电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构(Ⅱ型)的

鉴定试验

术语和定义

GB/T755-2019、GB/T22720.2-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

推进电机 thrustermotor

用于直接驱动螺旋桨的电机。

3.2

T型吊舱推进器 Tpoddedpropulsor

将推进电机、滑环装置、回转装置等集成一体的船舶推进装置，其中推进器回转轴线与电机轴线相

交成“T”型。

设计输入

电系统要求

电系统对电机的要求主要为变频器对电机的要求，具体如下：

电压：包括电机进线端的额定电压，变频器输出的峰值（冲击）电压、峰-峰冲击电压、基频峰-峰电压、冲击电压重复率、冲击上升时间、突变电压;

电流：变频器可以输出的最大电流;

频率：变频器可以输出满足电机控制需要的最大频率和最小频率；

相数等。

机械系统要求

T型吊舱推进器的吊柱部分即为电机的外壳，根据吊柱的尺寸要求和吊舱推进器的重量要求确定电机的以下项目：

定子外径尺寸限值；

长度限值；

重量限值。

工作环境要求

根据T型吊舱推进器安装船舶航行水域的温度和电机冷却介质（冷却风）的温度确定以下要求：

环境温度；

冷却介质温度。

性能指标要求

根据T型吊舱推进器的要求，确定电机的以下性能指标：

额定功率；

转速；

工作制；

效率；

功率因数；

最大转矩倍数；

使用寿命；

振动和噪声限值等。

设计内容

电机总体设计

电机总体设计包含以下几个部分：

安装方式；

结构形式；

冷却方式；

轴承形式；

绝缘。

电机电磁设计

电机电磁设计主要包含以下内容：

主要尺寸；

极数、定子槽数；

定子绕组；

定子槽型尺寸；

电励磁转子磁极；

电励磁转子励磁绕组；

永磁转子；

电磁性能计算；

永磁转子退磁计算。

电机结构设计

电机结构设计主要包含以下内容：

吊柱；

轴承；

旋转部件；

整机模态分析。

电机冷却系统设计

电机冷却系统设计包含以下内容：

冷却系统风路；

流场和温度场仿真计算。

设计程序

图1 电机设计流程图

根据设计输入信息，进行电机总体设计，按确定的结构形式进行电磁设计、结构设计、冷却系统设计等工作。设计程序的流程如图1所示。

详细设计

电机初步设计

安装方式

电机位于吊舱推进器下部，属于水下结构部分。吊舱推进器水下结构部分为圆筒形，电机内嵌其中，如图2所示。

滑环装置

回转装置

螺旋桨

推进电机

图2 T型吊舱推进器结构图

结构形式

电机结构形式可根据推进器功率确定，推进功率等级在10MW及以下的电机宜选用永磁同步电机，功率在10MW级以上的时宜选用电励磁同步电机。

冷却方式

电机转矩密度大，宜采用内部封闭循环强迫风冷的冷却方式。根据电机定子铁心与吊柱的安装方式来确定是否在定子和转子上设置径向通风道：

当定子铁心与吊柱之间采用过盈连接，即定子铁心外表面与吊柱内表面紧密结合，定子铁心和绕组的热量可