[發明專利]一種大中型電機運行溫升可靠度的預測方法

有效

• 申請號: 201810081395.0
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108334687B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 仇寶云;許夢凡;陸霞;郭嬙;湯黎明;薛成龍;張偲;劉地;趙方玲
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/08
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 沈志海

一種大中型電機運行溫升可靠度的預測方法，屬于機電動力設備可靠耐久性技術領域，包括電機繞組溫升主要影響因素確定，受確定因素影響下，電機發熱量與溫升計算，電機繞組溫升主要影響因素隨機數字特征確定，不同環境溫度下電機繞組運行溫度可能最小值、最大值計算確定，不同環境溫度下電機繞組運行溫度小于給定溫度的可靠度計算確定和電機繞組運行溫升可靠度的計算確定。本發明能準確預測電機在受多個不確定因素影響下的運行溫度低于最高允許溫度的概率，預測方法更科學，預測結果更合理，為電機及其通風冷卻系統的設計、選擇和應用提供科學依據，提高電機運行安全可靠度，具有重要的理論學術價值和工程應用意義。

技術領域

本發明屬于機電動力設備可靠耐久性技術領域，涉及一種大中型電機運行溫升可靠度的預測方法，具體的說是涉及一種考慮運行工況、電源電壓、電機結構、傳熱性能、冷卻通風量等影響因素不確定性的電機運行溫升可靠度的預測方法。

背景技術

電機在運行過程中由于各種損耗的存在會產生大量熱，致使電機內各部分的溫度升高。如果不能及時將這些熱量排出去，電機溫度就會持續升高，對應一定絕緣等級的電機，超過最高允許溫度，電機絕緣就會加速老化，甚至直接擊穿，引起事故，造成損失，將會極大地影響電機的安全可靠運行。因此，電機必須采用有效的冷卻措施來控制電機的溫升。在電機中，定子繞組的溫度是最高，在研究電機時，一般用定子繞組的溫升代表電機的溫升。不同絕緣等級的電機允許最高溫度是不同的。目前，大中型直聯傳動水泵機組，由于電機體積較大，電機內部設有通風道，且產熱密度不大，一般采用通風冷卻的方式來控制電機運行溫度。然而，電機是按照確定因素進行設計的，即在設計工況和設計運行條件下各確定因素的影響下，保證電機繞組運行溫度不超溫。但由于實際情況中影響電機溫升的因素復雜，存在不確定性，致使電機溫升偏離設計值，時常超溫，影響電機安全可靠性，給電機設計、選用及通風機的選擇帶來困難，急需發明一種考慮電機溫升影響因素不確定性的電機溫升可靠度的預測方法。

發明內容

本發明的目的是針對上述由于各溫升影響因素的不確定性引起電機溫升不確定的問題，提出一種大中型電機運行溫升可靠度的預測方法—即電機定子繞組溫度不超過最高允許溫度的可靠度的方法。通過確定電機繞組溫升主要影響因素包括電機運行功率、電網電壓波動、繞組絕緣厚度、通風槽換熱面積、通風量，再計算各因素的溫升影響值范圍和概率密度，對所有影響因素進行合成，計算電機實際運行溫度小于等于不同溫度的可靠度，根據給定的電機允許最高運行溫度，計算確定不同環境溫度下電機溫升可靠度，可保證電機運行的安全性，可為電機及其通風系統的改進設計、合理選擇和運行管理提供更為科學的依據。

本發明的技術方案是：一種大中型電機運行溫升可靠度的預測方法，其特征在于，包括如下操作步驟：

A.電機繞組溫升主要影響因素確定；

B.電機發熱量計算；

C.不同環境溫度下電機繞組溫升計算；

D.電機繞組溫升影響因素隨機數字特征確定；

E.不同環境溫度下電機繞組運行溫度理論最小、最大值計算；

F.電機繞組運行溫度小于某一給定溫度的可靠度計算；

G.不同環境溫度下電機繞組運行溫度小于給定溫度的可靠度計算；

H.電機繞組運行溫升可靠度的計算。

步驟A中所述的電機繞組溫升主要影響因素確定如下：

電機溫升的熱源包括：繞組損耗、鐵芯損耗、勵磁損耗，采用風機強迫通風的方式來進行電機冷卻時，還需考慮通風摩擦產生的熱量。電機工作時，電機定子繞組損耗發熱，繞組溫度高于鐵芯溫度，通過繞組絕緣將熱量傳遞給鐵芯；鐵芯損耗發出的熱量連同繞組傳來的熱量，經通風道內的冷卻空氣的對流換熱，將產生的熱量帶出電機。