图片来源：沈阳自动化研究所
不久前，由中国科学院沈阳自动化研究所联合国内十余家单位共同研制的全海深自主遥控潜水器“海斗一号”下潜深度10907米，刷新中国潜水器最大下潜深度及作业深度记录、填补中国万米作业型无人潜水器的空白。“海斗一号”能灵动矫健地在海底游弋，离不开姿态矫正和推进装置。中国电科21所研制的深海用无刷直流永磁电动机，6个可乐瓶大小的电机，为“海斗一号”姿态调整注入精准且强劲的动力。
作为三深之一的“深海”，是21所在“深空”领域后又一重要的配套应用研究领域。和真空、昼夜温差巨大的太空不同，电机想要经受海底的考验必须低速高效，更要能直接接受海水侵蚀，顶住万米深渊的极限压力。
“马里亚纳海沟代表了地球上极限深度， 10907米的深渊下，每一平方厘米要承受约1.1吨的压力，在这个压力下，电机中电子元件内部的任何一丝空隙都可能导致元件被压碎。”“海斗一号”配套电机及驱动器组建件负责人、21所高级工程师李定华说。
深海用无刷直流永磁电动机。（21所供图）
电机所有的动力都源自从母船上带下去的电池，进入海底便无从补充。常规电机往往在比较高的速度下才能有较高效率，但为适应螺旋桨特性要求深海电机需实现高功率密度下的低速大转矩输出，这是电机设计需解决的难点之一。不过更难的是，解决高静压环境下的密封问题，以及选择应用能适应深渊环境的电子元件等。我国深海装备研究还刚起步，能提供零部件测试的实验室少之又少，只能在摸索中不断前进，项目组先后解决主控、驱动、电源滤波、电机位置传感器等关键元件的筛选应用，最终保证“海斗一号”一步步完成从水池测试到千岛湖湖试再到南海海试，直至最后的万米深渊终极海试。
“‘海斗一号’成功为我国的深渊科考开了头，更为深海装备的发展积累了众多的经验及参数。”李定华说，从这里起步，未来将会有更多国产装备走向深海。
作者：沈湫莎
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