[發明專利]一種獲取電機瞬態溫度場的方法與裝置

有效

• 申請號: 201410630808.8
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104408237B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 丁杰;唐玉兔;李江紅;王堅
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 朱繪,張文娟

1.一種獲取電機瞬態溫度場的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟：

步驟一，獲取電機的第一有限元模型；

步驟二，對所述第一有限元模型進行降階處理，從而得到所述電機的降階模型；

步驟三，對所述降階模型進行求解，從而得到所述降階模型的計算結果；

步驟四，將所述計算結果映射到所述第一有限元模型，從而得到所述第一有限元模型中每個節點在不同時刻的溫度映射；所述步驟一包含以下步驟：

模型構建步驟，構建所述電機的有限體積法模型和第二有限元模型；

獲取對流換熱系數分布步驟，對所述有限體積法模型進行穩態計算，從而獲取所述電機內部的對流換熱系數分布；

映射對流換熱系數分布步驟，將所述對流換熱系數分布映射到所述第二有限元模型中，從而形成所述第一有限元模型；

所述模型構建步驟包含以下步驟：

分析所述電機的冷卻條件與幾何結構對電機溫度場產生的影響，從而得到分析結果；

根據所述分析結果確定所要構建的所述有限體積法模型和所述第二有限元模型的類型，其具體為：當冷卻水槽道中水的溫升大于3K時，構建模型類型為完整模型的有限體積法模型和第二有限元模型。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述映射對流換熱系數分布步驟中，首先對所述對流換熱系數分布進行相應的插值處理，然后將插值處理后的所述對流換熱系數分布映射到所述第二有限元模型中。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二包含以下步驟：

提取所述第一有限元模型的熱傳導矩陣和熱容矩陣；

對所述熱傳導矩陣和所述熱容矩陣進行分解；

對分解后的所述熱傳導矩陣和所述熱容矩陣進行降階處理，從而得到所述降階模型。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三包含以下步驟：

獲取所述電機的損耗值；

基于所述損耗值對所述降階矩陣進行求解，從而得到所述降階矩陣的計算結果。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包含步驟五，對所述第一有限元模型中每個節點在不同時刻的溫度映射進行云圖顯示。

6.一種采用如權利要求1-5中任一項所述的方法的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

有限元模型獲取模塊，用于獲取并輸出電機的第一有限元模型；

降階模塊，其與所述有限元模型獲取模塊相連，用于降階處理所述第一有限元模型，從而獲得并輸出所述電機的降階模型；

求解模塊，其與所述降階模塊相連，用于求解所述降階模型，從而獲得并輸出所述降階模型的計算結果；

映射模塊，其與所述求解模塊相連，用于將所述計算結果映射到所述第一有限元模型，從而獲得并輸出所述第一有限元模型每個節點在不同時刻的溫度；

所述有限元模型獲取模塊包括：

第一建模單元，用于構建并輸出所述電機的有限體積法模型和第二有限元模型；

對流換熱系數分布獲取單元，其與所述第一建模單元相連，用于根據所述有限體積法模型獲取并輸出所述電機內部的對流換熱系數分布；

第二建模單元，其與所述第一建模單元以及所述對流換熱系數分布獲取單元相連，用于將所述對流換熱系數分布映射到所述第二有限元模型上，從而獲取并輸出所述第一有限元模型；

其中，所述第一建模單元具體用于：

分析所述電機的冷卻條件與幾何結構對電機溫度場產生的影響，從而得到分析結果；

根據所述分析結果確定所要構建的所述有限體積法模型和所述第二有限元模型的類型，其具體包括：當冷卻水槽道中水的溫升大于3K時，構建模型類型為完整模型的有限體積法模型和第二有限元模型。

7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括損耗模塊，其與所述求解模塊相連，用于獲取并輸出所述電機的損耗值。

8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括顯示模塊，其與所述映射模塊相連，用于顯示所述第一有限元模型每個節點在不同時刻的溫度。