[發明專利]一種大型同步調相機定子端部漏感計算方法

有效

• 申請號: 201910441097.2
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110162892B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李建富;李輝;周光厚;袁彬;殷毅;戴太陽;劉人寬;劉曉宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學;國網湖北省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種大型同步調相機定子端部漏感計算方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

S1：同步電機電磁有限元建模：分別建立2D有效段有限元模型和3D端部有限元模型；

S2：分別基于步驟S1建立的有限元模型，進行所需工況的非線性時域電磁場仿真，設置合理的定、轉子電流及其相位關系；求解飽和狀態下的同步電機磁密及磁導率分布，并將其鎖定導出；

S3：將導出的磁導率分布再導入至新的求解模型，僅在定子側加載三相對稱電流，進行凍結磁導率狀態下的線性電磁場仿真，線性求解定子磁鏈或電機儲能；

S4：基于磁鏈或儲能法分別求解2D有效段有限元模型和3D端部有限元模型的電感，并將3D端部有限元模型的電感扣除包含2D有效段有限元模型的部分，從而分離出定子端部飽和漏感；

所述步驟S1中，2D有效段有限元模型包括有2D求解域，3D端部有限元模型包括有3D求解域；

2D求解域對應定子有效段長度l_active＝l_total－2l_end，其中l_total為電機定子鐵心總長，l_end為兩側定子端部鐵心軸向長度；

3D求解域包括能夠考慮端部效應的足夠長的邊段鐵心、壓指、壓板，以及能反映其空間分布的定子端部繞組；

所述步驟S3中具體包括：

S31：將導出的磁導率分布再導入至新的求解模型，激勵加載方式為：

I_a＝I_m?cos(ωt+θ)

I_f＝0

其中，I_a、I_b、I_c是定子三相電流，I_m為電流峰值，ω為電角頻率，θ為定子A相初始相位角，I_f為勵磁電流；

S32：進行凍結磁導率狀態下的線性電磁場仿真，求解定子某相最大磁鏈或磁場儲能；

磁鏈計算方法：

磁場儲能計算方法：

其中，J是一匝內的電流密度，A是矢量磁位，v是區域的體積，n是匝數，B是磁通密度，H是磁場強度；

所述步驟S4中具體包括：分離出端部漏感的方法：

L_{σ_end}＝L_total-L_activel_end/l_active

其中，L_{σ_end}是單邊端部漏感，L_total是單邊端部總電感，L_active是2D有效段有限元模型計算出的鐵心有效段對應的電感，l_end是3D端部有限元模型的鐵心長度，l_active為2D求解域對應定子有效段長度。