[發(fā)明專利]一種大型同步調(diào)相機(jī)定子溫度場計算方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010051991.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111222251B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴鋒;車凱;湯曉崢;喻春雷;馬宏忠;陳軒;劉一丹;趙帥;趙學(xué)華;蔣夢瑤;陳韜;陳昊;趙英浩;楊海銘
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司;河海大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

本申請公開了一種大型同步調(diào)相機(jī)定子溫度場計算方法和系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：建立大型同步調(diào)相機(jī)定子流體場簡化模型；計算定子鐵耗、定子繞組銅耗、空氣域以及流體場流速；將定子流體場的簡化模型導(dǎo)入流體場仿真軟件；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。本申請利用ANSYS中Fluent流體場仿真軟件，結(jié)合電磁學(xué)流體場等相關(guān)知識，給出了較為準(zhǔn)確地計算大型同步調(diào)相機(jī)定子溫度場的計算方法，為大型同步調(diào)相機(jī)定子溫度場的計算提供理論上的指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大型電機(jī)物理場仿真分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大型同步調(diào)相機(jī)定子溫度場計算方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

同步調(diào)相機(jī)作為電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，因其運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜，有功功率損耗較大、運(yùn)行噪聲大等缺點(diǎn)，長期以來被SVC、SVG等電力電子設(shè)備所替代，其發(fā)展緩慢。但是近年來，隨著新有源接入電網(wǎng)以及高壓直流輸電的快速發(fā)展，同步調(diào)相機(jī)又重新引起重視。

電機(jī)的動態(tài)模擬技術(shù)有一定的基礎(chǔ)，目前準(zhǔn)確計算電機(jī)參數(shù)和性能的重要前提是獲得正確的磁場分布，用電磁場分析取代傳統(tǒng)的磁路計算正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效手段。在電機(jī)電磁場分析中，正確建立數(shù)學(xué)模型是進(jìn)行后續(xù)分析的基礎(chǔ)。

隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)值計算方法的發(fā)展，有限元以其較高的計算精度在電機(jī)溫升的計算中漸漸占據(jù)主要地位，并可以得到整個電機(jī)內(nèi)部各點(diǎn)的具體溫度，在得知調(diào)相機(jī)的溫度分布之后，對溫度傳感器的安裝具有指導(dǎo)作用。本發(fā)明專利旨在實(shí)現(xiàn)調(diào)相機(jī)的電磁場分析，為調(diào)相機(jī)的進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本申請?zhí)峁┮环N大型同步調(diào)相機(jī)定子溫度場計算方法和系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本申請的第一件發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

步驟1：建立大型同步調(diào)相機(jī)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；

步驟3：將定子流體場的簡化模型導(dǎo)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。

本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選方案：

優(yōu)選地，步驟1中，基于大型同步調(diào)相機(jī)定子結(jié)構(gòu)，根據(jù)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。

優(yōu)選地，步驟2所述定子鐵耗的計算方法有兩種，其一是根據(jù)銘牌給定的參數(shù)值依靠經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計算，其二是采用軟件分析計算。

優(yōu)選地，步驟2中，采用軟件分析計算定子鐵耗，包括以下步驟：

根據(jù)對稱性，在Solidworks軟件中，依據(jù)定轉(zhuǎn)子的每個部件結(jié)構(gòu)模型以及尺寸參數(shù)，對每個部件進(jìn)行分層建模，建立二分之一定轉(zhuǎn)子簡化模型；建立的定轉(zhuǎn)子簡化模型包括定子層，轉(zhuǎn)子層，定子繞組層，轉(zhuǎn)子繞組層，定子繞組絕緣層，轉(zhuǎn)子繞組絕緣層，定子冷卻水層，轉(zhuǎn)子冷卻水層，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子簡化模型的每一層導(dǎo)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(diào)相機(jī)定子層，轉(zhuǎn)子層，定子繞組層，轉(zhuǎn)子繞組層，定子繞組絕緣層，轉(zhuǎn)子繞組絕緣層，定子冷卻水層，轉(zhuǎn)子冷卻水層，轉(zhuǎn)子槽楔層以及定子槽楔層材料參數(shù)、電樞電流和激勵電流導(dǎo)入Maxwell電磁仿真軟件中，利用Maxwell電磁仿真軟件對定轉(zhuǎn)子電磁場仿真分析，得出調(diào)相機(jī)定子鐵耗。