水下拖车电力拖动及控制系统的设计与实现
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比为 ｉ ＝ ２ ２ － ３的减速机和齿轮连接 。拖车采用车轮
车 轮 的滚 动 摩 擦 力
ｍｇ ×Ｋ
， 轮阻 — 一
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ３ — １ ８ 作 者简 介 ：徐 青 发 （ １ ９ ８ １ 一 ） ，男 ，工程师 。研 究方 向 ：电 气 传动 和试 验 技术 。
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其中， 为 滚 动 摩 擦 系 数 ，淬 火 钢 轮钢 轨 的滚 动 摩擦 系 数 为 ０ ． ０ ５ ～０ ． ０ ８ ｃ ｍ 之 间…， 本文取 Ｋ ＝ ０ ． ０ ７
拖 车 采 用 齿 轮— — 齿条 的动 力 传 动 方 式 ，齿
轮 的 分 度 圆 直 径 为 Ｄ＝ ０ ． ３ ９ ｍ。电机 轴 通 过 一 个 变
为 阻 力 系 数 ，取 决 于 物 体 的形 状 和 大 小 ， 本文 取 Ｃ ＝ ０ ． ８ 。 水 阻 力 与速 度 的平 方 成 正 比 ，因此 拖 车 速 度达到最大值 １ ． ５ ｍ／ ｓ时 ，水 阻 力 最 大 ， 此 时 ：
拖 车 在 水 中运 行 受 到 的水 阻 力 为
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装 置 及 其 它 辅 助 设 备 组 成 。本 文 主 要 描 述 其 电力 拖 动 及 控 制 系 统 的设 计 与 实 现 。
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其 中 为 物 体 迎 流 面 积 ，本 文 为 ｌ ０ ． ３ ２ ｍ ； Ｃ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｍ ｐｌ ｅ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ ａ ｎｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｕｂａ ｑｕ ｅ ｏ ｕｓ Ｔｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｒ ｓ
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Ｏ 引言
中 国船 舶 科 学 研 究 中心 某 水 池 配 置 ｌ 台水 下 拖 车 ，用 以研 究 水 下 运 动 物 体 的水 动 力 性 能 。 拖 车 主 要 由车 体 、车 轮 组 件 、机 械 传 动 装 置 、 电
文 介绍 水下 拖 车 电力拖 动系 统 的计 算 ，主 要 电气控 制 设备 选型 ，控 制 功能 的 实现 方法及 人机 操 作界 面 的功
能。
关键 词 ：拖 车
直 流 电机
６ Ｒ Ａ７ ０
中 图分 类号 ：Ｔ Ｍ３ ３
文献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ：１ ０ ０ ３ ． ４ ８ ６ ２（ ２ ０ １ ４ ）０ ５ — ０ ０ ７ ７ ． ０ ４
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｓ ｕ ｂ ａ ｑ ｕ ｅ ｏ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｎ ｂ ｙ ＤＣ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｙ ｂ ６ Ｒ Ａ７ ０ ｔ ｙ ｐ ｅ
１ 主要 技术 指标 及 设计计 算
根据 试验工艺要求，车身长 １ ０ ｍ，迎流面 积 Ａ＝ １ ０ ． ３ ２ ｍ ，重 ４ ２ ０ ０ ｋ ｇ 。主 要 技 术 指 标 ：速 度 ０ 。 ７ ５ ～ｌ 。 ５ ｍ／ ｓ ，稳 速 精 度 偏 差 不 大 于士 ０ ． １ ％。
Ｘｕ Ｑｉ ｎ ｇ ｆ ａ ， Ｓ ｕ ｎ Ｇａ ｎ ｇ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｗｕ ｘ ｉ ２ １ ４ ０ ８ ２ ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｖ ｏ １ ． ３ ４ Ｎ ｏ ． ５ ２ ０ １ ４ ． ５
船 电技 术 『 应用研究
水 下拖 车 电力拖 动及 控 制 系 统 的设计 与 实现
徐 青 发 ，孙 刚
（ 中 国船 舶科 学研 究 中心 ，江 苏无锡 ２ １ ４ ０ ８ ２ ） 摘 要 ：水 下拖 车采 用直 流 电机 驱动 ，通 过西 门子 ６ Ｒ Ａ７ ０三相 全桥 式 整流 控制 器实现 电机 转速 的控 制 。 本
力 拖 动 及 控 制 系 统 、导 轨 系 统 、 防撞 装 置 、 防倾
一
钢 轨 的行 走 方 式 ，车 体 下 部 安 装 四个 行走 轮 ，
车轮半径 Ｒ ＝ ０ ． １ ６ ｍ。拖 车 为短 时工 作 制 ，全 程 允
许 １ ． ５倍 过载 。
１ ． １ 电机 功 率 的计 算
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‘水 阻 一
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丝： ９ ２ ８ ８ Ｎ 一
（１ ）
比为 ｉ ＝ ２ ２ － ３的减速机和齿轮连接 。拖车采用车轮
车 轮 的滚 动 摩 擦 力
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， 轮阻 — 一
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ３ — １ ８ 作 者简 介 ：徐 青 发 （ １ ９ ８ １ 一 ） ，男 ，工程师 。研 究方 向 ：电 气 传动 和试 验 技术 。
ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｆ ｕ ｌ ｌ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ，ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｆ ｏ
其中， 为 滚 动 摩 擦 系 数 ，淬 火 钢 轮钢 轨 的滚 动 摩擦 系 数 为 ０ ． ０ ５ ～０ ． ０ ８ ｃ ｍ 之 间…， 本文取 Ｋ ＝ ０ ． ０ ７
拖 车 采 用 齿 轮— — 齿条 的动 力 传 动 方 式 ，齿
轮 的 分 度 圆 直 径 为 Ｄ＝ ０ ． ３ ９ ｍ。电机 轴 通 过 一 个 变
为 阻 力 系 数 ，取 决 于 物 体 的形 状 和 大 小 ， 本文 取 Ｃ ＝ ０ ． ８ 。 水 阻 力 与速 度 的平 方 成 正 比 ，因此 拖 车 速 度达到最大值 １ ． ５ ｍ／ ｓ时 ，水 阻 力 最 大 ， 此 时 ：
拖 车 在 水 中运 行 受 到 的水 阻 力 为
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中 国船 舶 科 学 研 究 中心 某 水 池 配 置 ｌ 台水 下 拖 车 ，用 以研 究 水 下 运 动 物 体 的水 动 力 性 能 。 拖 车 主 要 由车 体 、车 轮 组 件 、机 械 传 动 装 置 、 电
文 介绍 水下 拖 车 电力拖 动系 统 的计 算 ，主 要 电气控 制 设备 选型 ，控 制 功能 的 实现 方法及 人机 操 作界 面 的功
能。
关键 词 ：拖 车
直 流 电机
６ Ｒ Ａ７ ０
中 图分 类号 ：Ｔ Ｍ３ ３
文献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ：１ ０ ０ ３ ． ４ ８ ６ ２（ ２ ０ １ ４ ）０ ５ — ０ ０ ７ ７ ． ０ ４
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｓ ｕ ｂ ａ ｑ ｕ ｅ ｏ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｎ ｂ ｙ ＤＣ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｙ ｂ ６ Ｒ Ａ７ ０ ｔ ｙ ｐ ｅ
１ 主要 技术 指标 及 设计计 算
根据 试验工艺要求，车身长 １ ０ ｍ，迎流面 积 Ａ＝ １ ０ ． ３ ２ ｍ ，重 ４ ２ ０ ０ ｋ ｇ 。主 要 技 术 指 标 ：速 度 ０ 。 ７ ５ ～ｌ 。 ５ ｍ／ ｓ ，稳 速 精 度 偏 差 不 大 于士 ０ ． １ ％。
Ｘｕ Ｑｉ ｎ ｇ ｆ ａ ， Ｓ ｕ ｎ Ｇａ ｎ ｇ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｗｕ ｘ ｉ ２ １ ４ ０ ８ ２ ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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船 电技 术 『 应用研究
水 下拖 车 电力拖 动及 控 制 系 统 的设计 与 实现
徐 青 发 ，孙 刚
（ 中 国船 舶科 学研 究 中心 ，江 苏无锡 ２ １ ４ ０ ８ ２ ） 摘 要 ：水 下拖 车采 用直 流 电机 驱动 ，通 过西 门子 ６ Ｒ Ａ７ ０三相 全桥 式 整流 控制 器实现 电机 转速 的控 制 。 本
力 拖 动 及 控 制 系 统 、导 轨 系 统 、 防撞 装 置 、 防倾
一
钢 轨 的行 走 方 式 ，车 体 下 部 安 装 四个 行走 轮 ，
车轮半径 Ｒ ＝ ０ ． １ ６ ｍ。拖 车 为短 时工 作 制 ，全 程 允
许 １ ． ５倍 过载 。
１ ． １ 电机 功 率 的计 算