一种低温电机的物理场分析方法、装置及系统制造方法及图纸

技术编号:24170123 阅读:82 留言:0更新日期:2020-05-16 02:40
本发明专利技术提供的一种低温电机的物理场分析方法、装置及系统,其中,该方法包括:获取物理场基本元素信息;在预设第一区域,根据第一区域中基本元素信息确定物理场的总体模型;根据总体模型,确定物理场第一通量值;在预设第二区域,根据第二区域中基本元素信息确定局部模型;根据局部模型,确定物理场第二通量值,进而确定物理场的参数信息;根据第一通量值与第二通量值相等以及预设边界条件进行总体模型和局部模型的直接耦合求解。解决了按照传统方法设计的低温电机,存在的电机材料浪费、损耗过大导致液化天然气潜液泵运行故障问题。可准确地计算低温电机耦合物理场,分析低温电机运行性能,从而得到驱动性能优异的低温电机,降低电机材料的使用。

A physical field analysis method, device and system of cryomotor

【技术实现步骤摘要】
一种低温电机的物理场分析方法、装置及系统
本专利技术涉及潜液化天然气低温电机领域,具体涉及一种低温电机的物理场分析方法、装置及系统。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展,天然气等新型能源的使用也越来越普及,在我国各个地区已经大量使用,随之而来的就是其天然气的输送问题,天然气的输送是通过将其液化实现的,液化天然气(LiquefiedNaturalGas,LNG)的输送通常需要使用潜液式LNG泵,其为天然气产业的关键装备。潜液式LNG泵由JamesC.Carter于20世纪60年代末提出,是将电机和泵集成在泵壳内,泵所用电机浸泡在-162℃(LNG泵一般工作压力下)低温LNG中工作,为低温(非超导)电机(以下称为潜LNG低温电机),是LNG泵的核心部件之一。当前在设计潜LNG低温电机时,仍然采用传统常温电机的设计方法,考虑到其工作温度为低温-162℃,电机的关键参数通常留有很大裕量。对于小功率等级的潜液式LNG泵,由于驱动功率小,所用潜LNG低温电机的损耗大、材料浪费及驱动性能变化的问题并不突出,设计出的潜LNG低温电机可驱动LNG泵运行。但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温电机物理场的分析方法,其特征在于,包括:/n获取所述物理场的基本元素信息,所述物理场包括电磁场、温度场、流体场,所述基本元素信息是用以表征物理场基本参数的信息;/n在预设的第一区域,根据所述第一区域中的基本元素信息确定所述物理场的总体模型;/n根据所述总体模型,确定所述物理场的第一通量值;/n在预设的第二区域,根据所述第二区域中的基本元素信息确定所述物理场的局部模型;/n根据所述局部模型,确定所述物理场的第二通量值;/n根据预设的边界条件、所述第一通量值以及所述第二通量值,确定所述物理场的参数信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温电机物理场的分析方法,其特征在于,包括:
获取所述物理场的基本元素信息,所述物理场包括电磁场、温度场、流体场,所述基本元素信息是用以表征物理场基本参数的信息;
在预设的第一区域,根据所述第一区域中的基本元素信息确定所述物理场的总体模型;
根据所述总体模型,确定所述物理场的第一通量值;
在预设的第二区域,根据所述第二区域中的基本元素信息确定所述物理场的局部模型;
根据所述局部模型,确定所述物理场的第二通量值;
根据预设的边界条件、所述第一通量值以及所述第二通量值,确定所述物理场的参数信息。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在获取所述物理场的基本元素信息前,还包括:
获取物理场的第一物理量与第二物理量;
根据所述物理场的第一物理量与第二物理量,确定所述物理场各区域的梯度变化值;
判断所述物理场各区域的梯度变化值与预设梯度变化值的大小关系,将大于预设梯度变化值的物理场区域划分为所述第一区域,将小于或等于预设梯度变化值的物理场区域划分为所述第二区域。


3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,通过下述公式,确定所述物理场各区域的梯度变化值:



其中,为物理场梯度变化值,h1、h2、h3分别为第一度量系数、第二度量系数、第三度量系数。


4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述物理场可以是温度场,通过下述公式,计算所述温度场的总体模型:



其中,RTN表示热阻,TTN表示节点温度,Q表示热源。


5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过下述公式,计算所述温度场的局部模型:



其中,k为导热系数,T为温度,q为单位体积的发热率。


6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据所述物理场的基本元素信息确定所述物理场的局部模型,具体包括:
根据有限元法确定所述温度场、所述电磁场的局部模型,根据有限体积法确定所述流体场的局部模型。


7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述总体模型,确定所述物理场的第一通量值,包括:
获取所述低温电机的材料特征参数值;
根据所述材料特征参数值以及所述总体模型,确定所述物理场的第一通量值。


8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,通过下述公式,计算所述第一通量值:






其中,表示总体模型中自由节点的热阻,表示总体模型中固定节点的热阻,表示总体模型中自由节点的温度,表示总体模型中固定节点的温度,Q表示第一通量值;
其...

【专利技术属性】
技术研发人员:艾程柳王海峰黄元峰赵威杨阳刘腾
申请(专利权)人:中国科学院电工研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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