[發明專利]一種空冷隱極同步調相機轉子強勵熱點溫度的計算方法

有效

• 申請號: 202011426053.1
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112597427B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 鐘后鴻;曹志偉;王繼豪;咸哲龍;劉明慧
• 申請（專利權）人: 上海電氣電站設備有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種空冷隱極同步調相機轉子強勵熱點溫度的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、獲取輸入計算模型的參數及材料屬性參數：

所述計算模型的參數包括：最熱點段計算模型軸向長度L_p、轉子平均半個齒寬b_tf、轉子半根銅線寬b_cuf、轉子每匝銅線高h_cuf、轉子匝間絕緣厚h_zar、轉子槽絕緣厚h_ir、轉子徑向通風孔內的散熱系數aph_kr、轉子齒頂散熱系數aph_tr；轉子額定勵磁電流I_fr、轉子銅線匝數N_cur、轉子槽口到銅線高h₃₂、轉子齒頂氣體溫度T_g、轉子副槽內的風溫速T_sub、強勵倍數K_fo、強勵時間t_fo；

所述計算模型的材料屬性參數包括：鐵心材料的密度ROU_fe、銅線材料的密度ROU_cu、鐵心材料的比熱Cfe、銅線材料的比熱Ccu、鐵心材料的電阻率RESISfe、銅線材料的電阻率RESIScu、鐵心材料的導熱系數LAMDfe、銅線材料的導熱系數LAMDcu、轉子槽絕緣材料的導熱系數LAMD_i2；

步驟2、建立計算模型：將轉子鐵心的半個齒、轉子銅導體的半個齒在轉子軸向中央橫截面上沿轉子徑向上分為Ncur行，沿轉子切向分為2列；設定行與列的每個交點為一個熱流節點K_i,j，并以T_i,j表示每個熱流節點K_i,j的溫度；其中j＝1或2，設定當j＝1為轉子鐵心上的節點，當j＝2為轉子銅導體上的節點；i＝1···Ncur依次為轉子槽頂銅導線到槽底銅導線；

每個熱流節點K_i,j矩形，由其對角線，分隔成上、下、左、右四個方向的四個三角形；上、下、左、右四個方向，分別對應轉子徑向上遠離轉子橫截面圓心的方向、轉子徑向上指向轉子橫截面圓心的方向、轉子切向上從銅指向鐵的方向、轉子切向上從鐵指向銅的方向；

步驟3、計算每個熱流節點K_i,j的重量m_i,j和熱功率p_i,j；

步驟4、計算每個熱流節點K_i,j的上、下、左、右四個方向導熱和散熱的熱阻rU_i,j、rD_i,j、rL_i,j、rR_i,j，并對部分邊界節點熱阻和銅鐵之間的節點熱阻進行修正；

步驟5、根據能量守恒原理，對每個熱流節點K_i,j的溫度T_i,j列方程：

當j＝1時，方程的格式為p_i,j—(T_i,j—T_i-1,j)/rU_i,j—(T_i,j—T_i+1,j)/rD_i,j—(T_i,j—T_i,j-1)/rL_i,j—(T_i,j—T_i,j+1)/rR_i,j＝Cfe×m_i,j×(T_i,j—T_g/2+T_sub/2)/t_fo；

當j＝2時，方程的格式為p_i,j—(T_i,j—T_i-1,j)/rU_i,j—(T_i,j—T_i+1,j)/rD_i,j—(T_i,j—T_i,j-1)/rL_i,j—(T_i,j—T_i,j+1)/rR_i,j＝Ccu×m_i,j×(T_i,j—T_g/2+T_sub/2)/t_fo；

上述能量守恒方程中，節點K_i,j與節點K_i-1,j之間的熱流q_{(i,j)-(i-1,j)}＝(T_i,j—T_i-1,j)/rU_i,j；

步驟6、由步驟5得到共2×N_cur個未知溫度T_i,j和2×N_cur個方程，求解該熱流節點K_i,j的溫度T_i,j方程組，得到強勵轉子熱點溫度max(T_i,j)；

步驟7、自動繪制熱流節點K_i,j拓撲連接圖,在其中輸出轉子強勵溫升計算數據。