[發明專利]一種求解發電機定子端部繞組表面散熱系數的新方法

有效

• 申請號: 201410180558.2
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN104008228B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 李偉力;韓繼超;李金陽;王立坤;李勇;張曉晨;李棟
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎

1.一種求解發電機定子端部繞組表面散熱系數的新方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

1)根據發電機端部區域的實際結構和尺寸建立了發電機端部區域定子端部構件的瞬態電磁場的計算模型，并根據各端部構件的實際尺寸、空間位置和大小，確定不同端部構件的最小劃分網格尺寸后對三維端部瞬態電磁場的計算模型進行了網格劃分，確定定子端部銅排的損耗值和定子端部各構件的損耗值；

2)對定子端部銅排和定子端部繞組建立表面散熱系數的計算模型，根據定子端部銅排和定子端部繞組的實際尺寸、空間位置和大小，確定了這兩個端部構件所有邊上的網格節點數后對三維定子端部繞組表面散熱系數的計算模型進行了網格劃分；

3)在步驟一中確定的定子端部銅排的損耗值和步驟二中確定的定子端部繞組表面散熱計算模型的基礎上，由傅里葉導熱定律和牛頓放熱定律可得定子端部繞組表面散熱系數。

2.根據權利要求1所述的一種求解發電機定子端部繞組表面散熱系數的新方法，其特征在于，所述發電機端部區域定子端部構件包括定子端部銅排，銅屏蔽，壓圈，壓指，定子端部鐵心，轉子端部繞組，轉子軸和三維端部空氣域。

3.根據權利要求1所述的一種求解發電機定子端部繞組表面散熱系數的新方法，其特征在于，所述步驟1中確定定子端部銅排的損耗值和定子端部各構件的損耗值具體如下：

▿×ρ1▿×T-▿ρ1▿·T+∂μ1(T-▿ψ)∂t+∂μ1Hs∂t=0▿·μ1(T-▿ψ)=-▿·μ1Hs,---(1)]]>

▿·μ1▿ψ=▿·μ1Hs,---(2)]]>

HS=14π∫ΩSJS×rr3dΩ,---(3)]]>

三維端部瞬態電磁場計算模型的邊界條件為：

∂ψ∂n|S1,S2=0ψ|S3=ψ0,---(4)]]>

初始化條件(t＝0s)：

T|V1=T0(x,y,z)ψ|V1,V2=ψ0(x,y,z),---(5)]]>

Pe=1T∫Σi=1kJe2Δeσr-1dt,---(6)]]>

式中：V1包括銅屏蔽、壓圈和壓指；V2包括定子端部銅排、定子端部鐵心和轉子端部繞組；為拉普拉斯算符，ρ₁為電阻率，T為矢量電位，μ₁是磁導率，ψ為標量磁位，t是時間，H_s為磁場強度，J_s是端部繞組中的電流密度，r為求解域的半徑，Ω_s為求解區域Ω的積分求解區域，n為s₁和s₂面的單位法向量，s₁求解域的側外表面，s₂為求解域的上外表面，s₃為求解域的端部截面，ψ₀為初始時刻的標量磁位，T₀是初始時刻的矢量電位，x為空間坐標系x軸的坐標值，y為空間坐標系y軸的坐標值，z為空間坐標系z軸的坐標值，P_e是損耗值，k為網格劃分獲得的剖分單元總數，i為剖分單元的序號，J_e是剖分單元渦流密度，Δ_e是剖分單元體積，σ_r是電導率。