[發明專利]一種大型同步調相機定子溫度場計算方法和系統

有效

• 申請號: 202010051991.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111222251B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 戴鋒;車凱;湯曉崢;喻春雷;馬宏忠;陳軒;劉一丹;趙帥;趙學華;蔣夢瑤;陳韜;陳昊;趙英浩;楊海銘
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司檢修分公司;河海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

1.一種大型同步調相機定子溫度場計算方法，其特征在于：

所述方法包括以下步驟：

步驟1：建立大型同步調相機定子流體場簡化模型；

基于大型同步調相機定子結構，根據對稱性原則，在Solidworks軟件中，選擇一個定子槽作為建模對象，定子鐵心以及定子繞組采用1：1等比例尺寸建立定子流體場簡化模型；

步驟2：計算定子鐵耗、定子繞組銅耗、空氣域以及流體場流速；

采用軟件分析計算定子鐵耗，包括以下步驟：

根據對稱性，在Solidworks軟件中，依據定轉子的每個部件結構模型以及尺寸參數，對每個部件進行分層建模，建立二分之一定轉子簡化模型；建立的定轉子簡化模型包括定子層，轉子層，定子繞組層，轉子繞組層，定子繞組絕緣層，轉子繞組絕緣層，定子冷卻水層，轉子冷卻水層，轉子槽楔層以及定子槽楔層；

采用分步分層的方法依次將定轉子簡化模型的每一層導入到Maxwell電磁仿真軟件中；

忽略定子冷卻水的影響，將大型同步調相機定子層，轉子層，定子繞組層，轉子繞組層，定子繞組絕緣層，轉子繞組絕緣層，定子冷卻水層，轉子冷卻水層，轉子槽楔層以及定子槽楔層材料參數、電樞電流和激勵電流導入Maxwell電磁仿真軟件中，利用Maxwell電磁仿真軟件對定轉子電磁場仿真分析，得出調相機定子鐵耗；

步驟3：將定子流體場的簡化模型導入流體場仿真軟件；

步驟4：將定子鐵耗、定子繞組銅耗、空氣域以及流體場流速作為載荷施加在定子流體場簡化模型上，計算定子流體場簡化模型溫度場的分布。

2.根據權利要求1所述的一種大型同步調相機定子溫度場計算方法，其特征在于：

步驟2所述定子鐵耗的計算方法有兩種，其一是根據銘牌給定的參數值依靠經驗公式進行計算，其二是采用軟件分析計算。

3.根據權利要求1所述的一種大型同步調相機定子溫度場計算方法，其特征在于：

步驟2所述定子繞組銅耗依據銘牌上定子額定勵磁電流計算得到；流體場流速依據水流量與通水管面積的比求得；空氣域流速參考工程上的計算結果得到。

4.根據權利要求1所述的一種大型同步調相機定子溫度場計算方法，其特征在于：

步驟3中，將步驟2建立的3D定子流體場簡化模型轉化為.x_t格式，然后一鍵導入Fluent仿真軟件中。

5.根據權利要求1所述的一種大型同步調相機定子溫度場計算方法，其特征在于：

步驟4中，利用Fluent仿真軟件對流入定子空氣域以及冷卻水管內的流體場進行流體場計算，得到定子流體場簡化模型的溫度場分布，具體為：

首先添加定子鐵心、定子繞組、絕緣部件、冷卻水、空氣域的材料屬性；

然后對定子鐵心施加損耗激勵，定子繞組施加銅耗激勵，空氣域以及流體場分別施加流速激勵；

接著設置求解步數，對定子空氣域以及冷卻水管內的流體場進行流體場計算，得到定子流體場簡化模型的溫度場分布。

6.根據權利要求5所述的一種大型同步調相機定子溫度場計算方法，其特征在于：

定子鐵心的材料屬性為硅鋼片；定子繞組的材料屬性為銅；絕緣部件的材料屬性為絕緣材料；冷卻水和空氣域采用材料庫中的材料，冷卻水是純凈水。

7.一種大型同步調相機定子溫度場計算系統，利用權利要求1-6任意一項所述的溫度場計算方法，其特征在于：

所述系統包括第一建立單元、第一計算單元、第二建立單元和第二計算單元；

所述第一建立單元，用于建立大型同步調相機定子流體場簡化模型；

所述第一計算單元，用于計算定子鐵耗、定子繞組銅耗、空氣域以及流體場流速；

所述第二建立單元，將定子流體場的簡化模型導入流體場仿真軟件；

所述第二計算單元，用于將定子鐵耗、定子繞組銅耗、空氣域以及流體場流速作為載荷施加在定子流體場簡化模型上，計算定子流體場簡化模型溫度場的分布。