昊野科技水下推进器解读

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昊野科技 水下推进器 T561

特性

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推进器应用了先进的磁性耦合驱动技术，这种技术使推进器大幅减少了推进器运行过程中的冲击与振动，延长了推进器使用寿命。所有电器元件绝对密封在一个密封舱内，减少了密封泄露的风险。针对深水超高压强工作环境，推进器应用了特殊的充油自补偿结构，一方面使推进器独立克服了超高压强工作环境下密封舱容易泄露的风险，另一方面也大幅降低了推进器的保养难度。机、电、桨的融合设计和精密工艺使产品效率、噪声、功率密度等多项参数达到了极致。优异的过热保护、过流保护等功能，保证了产品运行的可靠性。特殊的金属表面处理技术，保证了产品的机械强度和耐盐雾腐蚀能力。

优势

1、产品采用磁耦合密封结构

2、充油压力补偿结构可适应不同海洋深度

3、推力大、体积小、重量轻、效率高

4、过温保护、过流保护、信号过零点保护

5、动力电源与信号电源系统内部隔离

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参数信息

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磁耦合传动

推进器磁耦合传动技术是靠推进器壳体内的磁体阵列驱动螺旋桨桨毂内的磁体阵列，实现无接触、无泄漏传递扭矩（功率）的一种新技术。相比于传统的刚性联轴器，磁耦合结构没有旋转轴和轴封等部件，从原理上解决了水下旋转密封机构容易泄漏的问题。另外，过载时磁耦合机构会起到类似棘轮的作用，防止推进器工作时因螺旋桨被物体堵塞而引起的损坏。

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电机及减速机

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昊野公司生产的电机是专为水中环境使用的特种电机，具有体积小、重量轻、功率大、扭矩高的特点。这种电机配合小巧高精的减速机，可以更有效地减轻推进器的重量、提高推进器的整体性能。

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昊野科技电机 M145

螺旋桨和导流罩

推进器电机带动螺旋桨转动，将水从桨叶的吸入面吸入，从排出面排出，利用水的反作用力推动船艇前进。昊野推进器目前使用的都是固定螺距螺旋桨，由桨毂和桨叶组成，桨叶临近桨毂部分称叶根，外端称叶梢，螺旋桨盘面向船尾一面称排出面，向船首一面称吸入面。在推进器螺旋桨外缘加装导流罩，可以增加30—35%推力，以满足航行需要。昊野推进器的螺旋桨使用的是一体成型的不锈钢材料，具有更高的硬度和更强的耐腐蚀能力。为了保证电机和螺旋桨在输出特性方面更加匹配，满足不同要求的水动力性能，昊野公司经过大量的仿真与试验，目前已研发出多款螺旋桨，每个型号的推进器都具有左旋桨和右旋桨两种类型可供客户选择。

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额定电压

额定电压是指设备长期稳定工作的标准电压，额定电压设备正常运行时具有最大经济效益，设备中的各部件都工作在最佳状态，性能比较稳定，寿命相对较长。昊野科技产品有从12VDC到660VDC之间不同额定电压等级的产品，具体额定电压等级请详见具体产品参数。

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动力电源

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动力电源是指向设备提供工作能量的主电源。建议用户使用电压范围不要超过产品额定电压的±15%、电压波动小于10%、电源纹波小、尖峰不超过15%的干净电源（电池组、整流滤波后电源或直流稳压电源）作为动力电源，以保证设备运行平稳。为了保证设备运行正常，建议用户使用输出能力≥1.2倍额定功率的电源作为动力电源，通电前需用仪表检测确认输入电压在产品规范电压范围内。

信号电源

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信号电源是指给设备内部驱动器逻辑芯片供电的电源。昊野公司的产品目前大多数支持额定电压为12VDC(±5%)的电源作为信号电源。部分设备不需使用信号电源。为了保证设备正常运行，建议用户使用有1.5倍以上电流输出能力的电源进行供电，具体情况请详见产品详情页。

控制信号

控制信号是指调节设备旋转速度的电信号。昊野科技产品目前有三种控制信号：第一种控制方式是接收±5V模拟量速度兼方向控制信号，即信号线上给定0.5V到4.75V，推进器正推无级调速，给定-0.5V到-4.75V反推无级调速，其中-0.5V到0.5V为死区电压，启动电压以推进器连接器端部为参考，启动须过零，否则无法启动，不同产品给定信号上升斜率不同，具体型号须参阅产品使用手册；第二种控制方式为PPM信号，脉冲频率为50Hz，幅值兼容5VDC和3.3VDC电平，其中高电平1.6ms到2.0ms为正推无级调速，1.4ms到1.0ms为反推无级调速，其中1.4ms到1.6ms为死区，启动须过1.5ms，否则无法启动；第三种控制方式为CAN通讯控制，具体协议请参阅昊野使用手册。如果系统中安装多个推进器，通常建议将每台推进器的控制信号电源相互隔离。当动力电源接通时，严禁控制信号线处于“开路”状态，防止推进器产生误动作。具体选择哪种控制方式，请联系天津昊野科技的工作人员。

由于螺旋桨等运行自身惯性，惯性越大，急速变换信号对机械部件和电子部件损伤较大，调速信号应呈线性斜波变化，额定功率小于600W，信号最小为10ms/V的斜率，额定功率600~1600W，信号最小为25ms/V,1600~3500W，信号最小为50ms/V,额定功率3.5~8KW，信号最小为100ms/V，额定功率8KW以上，信号最小为200ms/V。为避免误操作带来的伤害，控制信号有零点启动保护功能，信号悬空、上电直接给定大信号都是处于静止状态的，信号需回零点。如果系统中安装了多个设备，为了降低相互之间的干扰，建议用户将每台设备的参考地相互隔离。

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反馈信号

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反馈信号是指设备向外提供的实时的转速信号，有三种形式可供用户选择，第一种反馈方式是脉冲信号反馈，即设备向外输出幅值5V、频率≤1KHz、输出驱动能力为10mA的脉冲信号，因方波容易受线长和现场电磁干扰，所以建议用户根据实际状况在采集末端加滤波措施；第二种反馈方式是0~5V模拟量电压信号；第三种控制方式是CAN通讯命令。

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单点接地

单点接地要求多路设备的动力电源/信号电源参考地接到同一物理点上。在一个电力系统里会存在不同的子电力系统，即形成多个回路，减少回路路径交叉，通过严格的单点接地，可以有效减小相互之间的干扰。信号电源参考地要特别注意不要与大电流回路共用一个回路路径，个别回路做不到单点接地，尽可能使用大型母排，尽量降低地线回路的阻抗。

接地回路

在直流电源系统中，直流返回路径（接地）的任何部分如任意两点间具有一条以上的可能路径，这部分就构成了接地回路。如果系统接线在接地平面上可追踪到回路（任意有电位差的两点存在超过一条的返回路径，多个电路子系统存在多个相互交叉的回路路径），则存在接地回路。在复杂电子电路系统中遇到的噪声干扰、信号干扰等干扰问题大多是由于接地回路没处理好导致的。当大功率电机系统与控制信号集成到一起并且在水下运行时，问题将更加严重。特别是电机工作产生的高反电动势，会对用户系统带来不稳定干扰的情况。合理处理好接地回路，做好单点接地，合理配置好电容，合理设计好信号电源与大功率设备电源之间的物理隔离或者电隔离都是减小干扰的有效方法。

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电源隔离

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合理设计的电源隔离可以有效减少设备的噪声干扰、信号干扰等诸多干扰问题。昊野公司的产品已经内置了电源隔离功能（设备动力供电电源与信号电源参考地相互隔离），用户可以根据自身需求选择进行深一步的隔离方案。

保护功能

设备内置更多的保护功能可有效保证设备的稳定性、延长工作寿命，如过热保护：对于高功率密度的设备来讲，设备的散热问题一直是困扰技术人员的难题，尤其是像水下推进器这样内置S1工作制的电机设备，电机散热问题处理不好，很难保证复杂工况下设备的性能、寿命和稳定性。昊野产品都内置了过流保护、过热保护等保护功能，可在一定程度上解决以上难题，保证设备可在任何复杂工况下长时间正常运行。

过流保护

当设备出现极端状况时，如螺旋桨被异物缠绕，此时出现的重负载情况会导致电流增大，当电流达到允许设备工作的最大电流时，设备将进入过流保护状态，电流将不再增大，而是以出厂设定的最大允许输出电流工作，以保证设备正常运行。

过热保护

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过热保护即驱动器过热保护和电机过热保护。昊野公司的设备内置了温度自检功能，虽然现有的设备散热功能能够满足绝大多数情况下的散热需求，但是极端状况下，设备一旦出现过热的状况，设备将进入过热保护状态，设备功率降低50%，待相应温度恢复正常温度后设备自然恢复正常性能。

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零点启动

为了减少设备调试过程中的误操作和不必要的危险，昊野公司的产品内置了零点启动功能：即当设备与电源系统和控制系统连接完成后（满足调试条件），设备第一次上电需将调速信号置零后才会进入调速过程。

保险防护

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为有防止误操作等极端情况发生，建议用户在动力电源上串联两个保险，保险规格耐电压＞1.5倍额定电压，熔断电流稍大于1.5倍推进器额定电流。

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反电动势

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昊野产品内置了电容用来吸收设备电机工作过程中产生的反电动势，这样虽然可以确保昊野设备正常运行不被损坏，但是毕竟昊野产品内部空间比较紧凑，还不能完全保证用户的电源系统避免电机反电动势的冲击。为了有效减少设备电机反电动势对用户电源系统的干扰，，建议用户在动力电源两端就近增加低等效电阻的电容组，电容耐电压比外施电压高50%，容值要求：当使用过滤良好直流稳压电源作为动力电源时推荐使用100-150uF/A的电容组,当使用电池组作为动力电源时推荐使用至少400-500uF/A的电容组，当使用整流后的交流电源作为动力电源时推荐使用至少600-700uF/A的电容组。

信号斜坡

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良好的信号斜坡处理可以有效减少设备电机运行过程中产生的反电动势，昊野产品内置了信号斜坡处理功能，即便用户向设备输入阶跃控制信号也不会影响设备工作稳定性。由于考虑到设备的控制响应速度，在不影响设备运行稳定性和工作寿命的前提下，昊野公司最大化斜率设置信号斜坡。为了更好的保证设备稳定性和延长设备工作寿命，建议用户根据自身需求在调速控制程序上设置斜坡过程。

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横滚力矩

当自主航行器只使用1台推进器作为主推进器时，当航行器为无舵设计时和航行器舵效差时都有可能出现AUV航行过程中的横滚现象。昊野公司可以根据实际客户需求优化产品流体设计，尽量减小、消除横滚力矩，使航行器平稳运行。如果用户有减小横滚力矩的需求，务必请在产品选型前联系昊野公司售前工程师协助处理。

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工作寿命

推进器的平均无故障工作时间为20,000小时。螺旋桨轴承是由水润滑的。如果水干净，轴承将持续2,000小时。如果在泥沙水环境中使用（经常在水底使用时），轴承寿命会严重降低。螺旋桨轴承磨损检查很容易，只需往复摇摆螺旋桨即可。更换轴承只需几分钟。

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