[發(fā)明專利]一種空冷隱極同步調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011426053.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112597427B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘后鴻;曹志偉;王繼豪;咸哲龍;劉明慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣電站設(shè)備有限公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F17/11
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明公開(kāi)了一種空冷隱極同步調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的計(jì)算方法，通過(guò)輸入計(jì)算模型及強(qiáng)勵(lì)參數(shù)，首先將模型幾何體劃分為離散化熱流節(jié)點(diǎn)拓?fù)溥B接圖；逐步確定每個(gè)熱流節(jié)點(diǎn)的面積、深度、熱阻、電阻、發(fā)熱功率等參數(shù)，以節(jié)點(diǎn)溫度為未知變量列出各節(jié)點(diǎn)的能量守恒方程并組成方程組，通過(guò)求解方程組得出空冷調(diào)相機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度。只需要輸入24個(gè)參數(shù)，即可自動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度，并自動(dòng)繪制熱流節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋱D，能很好地適應(yīng)空冷隱極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度計(jì)算和曲線繪制的要求，達(dá)到便捷、迅速、準(zhǔn)確獲得空冷轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的目的。具有輸入數(shù)據(jù)少、操作簡(jiǎn)便、計(jì)算和繪制迅捷、熱流節(jié)點(diǎn)拓?fù)溥B接圖簡(jiǎn)明直觀等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空冷隱極同步調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的計(jì)算方法，可用于分布式空冷隱極同步調(diào)相機(jī)的轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的計(jì)算研究和產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，屬于同步電機(jī)電磁和冷卻設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

新一代分布式空冷隱極同步調(diào)相機(jī)的強(qiáng)勵(lì)要求比較高,計(jì)算其空冷轉(zhuǎn)子繞組的強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度是產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中的重要環(huán)節(jié)。轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度計(jì)算的準(zhǔn)確程度不但影響著產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的確定，而且與空冷調(diào)相機(jī)在極端強(qiáng)勵(lì)工況、高海拔下運(yùn)行的安全性密切相關(guān)。

以往對(duì)于空冷轉(zhuǎn)子繞組的強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的考慮，一般是用轉(zhuǎn)子繞組銅重、銅比熱來(lái)粗略估算，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)只能得出轉(zhuǎn)子繞組的平均溫度，卻無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估其在強(qiáng)勵(lì)工況下的熱點(diǎn)溫度。為了科學(xué)合理而準(zhǔn)確地得出空冷隱極同步調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度，就需要有新的思路，如本專利采用的建立轉(zhuǎn)子離散化熱流節(jié)點(diǎn)模型的計(jì)算方法，以更好地適應(yīng)工程實(shí)際需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種圖形化計(jì)算的、計(jì)算便捷的空冷隱極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的計(jì)算方法。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種空冷隱極同步調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)熱點(diǎn)溫度的計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、獲取輸入計(jì)算模型的參數(shù)及材料屬性參數(shù)：

所述計(jì)算模型的參數(shù)包括：最熱點(diǎn)段計(jì)算模型軸向長(zhǎng)度L_p、轉(zhuǎn)子平均半個(gè)齒寬b_tf、轉(zhuǎn)子半根銅線寬b_cuf、轉(zhuǎn)子每匝銅線高h(yuǎn)_cuf、轉(zhuǎn)子匝間絕緣厚h_zar、轉(zhuǎn)子槽絕緣厚h_ir、轉(zhuǎn)子徑向通風(fēng)孔內(nèi)的散熱系數(shù)aph_kr、轉(zhuǎn)子齒頂散熱系數(shù)aph_tr；轉(zhuǎn)子額定勵(lì)磁電流I_fr、轉(zhuǎn)子銅線匝數(shù)N_cur、轉(zhuǎn)子槽口到銅線高h(yuǎn)₃₂、轉(zhuǎn)子齒頂氣體溫度T_g、轉(zhuǎn)子副槽內(nèi)的風(fēng)溫速T_sub、強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)K_fo、強(qiáng)勵(lì)時(shí)間t_fo；

所述計(jì)算模型的材料屬性參數(shù)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(dǎo)熱系數(shù)LAMDfe、銅線材料的導(dǎo)熱系數(shù)LAMDcu、轉(zhuǎn)子槽絕緣材料的導(dǎo)熱系數(shù)LAMD_i2；

步驟2、建立計(jì)算模型：將轉(zhuǎn)子鐵心的半個(gè)齒、轉(zhuǎn)子銅導(dǎo)體的半個(gè)齒在轉(zhuǎn)子軸向中央橫截面上沿轉(zhuǎn)子徑向上分為Ncur行，沿轉(zhuǎn)子切向分為2列；設(shè)定行與列的每個(gè)交點(diǎn)為一個(gè)熱流節(jié)點(diǎn)K_i,j，并以T_i,j表示每個(gè)熱流節(jié)點(diǎn)K_i,j的溫度；其中j＝1或2，設(shè)定當(dāng)j＝1為轉(zhuǎn)子鐵心上的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)j＝2為轉(zhuǎn)子銅導(dǎo)體上的節(jié)點(diǎn)；i＝1···Ncur依次為轉(zhuǎn)子槽頂銅導(dǎo)線到槽底銅導(dǎo)線；

每個(gè)熱流節(jié)點(diǎn)K_i,j矩形，由其對(duì)角線，分隔成上、下、左、右四個(gè)方向的四個(gè)三角形；上、下、左、右四個(gè)方向，分別對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子徑向上遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子橫截面圓心的方向、轉(zhuǎn)子徑向上指向轉(zhuǎn)子橫截面圓心的方向、轉(zhuǎn)子切向上從銅指向鐵的方向、轉(zhuǎn)子切向上從鐵指向銅的方向；