一种空冷隐极同步调相机转子强励热点温度的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种空冷隐极同步调相机转子强励热点温度的计算方法，通过输入计算模型及强励参数，首先将模型几何体划分为离散化热流节点拓扑连接图；逐步确定每个热流节点的面积、深度、热阻、电阻、发热功率等参数，以节点温度为未知变量列出各节点的能量守恒方程并组成方程组，通过求解方程组得出空冷调相机的转子绕组强励热点温度。只需要输入24个参数，即可自动计算转子强励热点温度，并自动绘制热流节点拓扑图，能很好地适应空冷隐极同步电机转子强励热点温度计算和曲线绘制的要求，达到便捷、迅速、准确获得空冷转子强励热点温度的目的。具有输入数据少、操作简便、计算和绘制迅捷、热流节点拓扑连接图简明直观等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种空冷隐极同步调相机转子强励热点温度的计算方法
本专利技术涉及一种空冷隐极同步调相机转子强励热点温度的计算方法，可用于分布式空冷隐极同步调相机的转子强励热点温度的计算研究和产品设计开发中，属于同步电机电磁和冷却设计

技术介绍
新一代分布式空冷隐极同步调相机的强励要求比较高,计算其空冷转子绕组的强励热点温度是产品设计开发中的重要环节。转子强励热点温度计算的准确程度不但影响着产品设计方案的确定，而且与空冷调相机在极端强励工况、高海拔下运行的安全性密切相关。以往对于空冷转子绕组的强励热点温度的考虑，一般是用转子绕组铜重、铜比热来粗略估算，严格来说只能得出转子绕组的平均温度，却无法准确评估其在强励工况下的热点温度。为了科学合理而准确地得出空冷隐极同步调相机转子强励热点温度，就需要有新的思路，如本专利采用的建立转子离散化热流节点模型的计算方法，以更好地适应工程实际需要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种图形化计算的、计算便捷的空冷隐极同步电机转子强励热点温度的计算方法。>为了解决上述问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空冷隐极同步调相机转子强励热点温度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、获取输入计算模型的参数及材料属性参数：/n所述计算模型的参数包括：最热点段计算模型轴向长度L

【技术特征摘要】
1.一种空冷隐极同步调相机转子强励热点温度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、获取输入计算模型的参数及材料属性参数：
所述计算模型的参数包括：最热点段计算模型轴向长度Lp、转子平均半个齿宽btf、转子半根铜线宽bcuf、转子每匝铜线高hcuf、转子匝间绝缘厚hzar、转子槽绝缘厚hir、转子径向通风孔内的散热系数aphkr、转子齿顶散热系数aphtr；转子额定励磁电流Ifr、转子铜线匝数Ncur、转子槽口到铜线高h32、转子齿顶气体温度Tg、转子副槽内的风温速Tsub、强励倍数Kfo、强励时间tfo；
所述计算模型的材料属性参数包括：铁心材料的密度ROUfe、铜线材料的密度ROUcu、铁心材料的比热Cfe、铜线材料的比热Ccu、铁心材料的电阻率RESISfe、铜线材料的电阻率RESIScu、铁心材料的导热系数LAMDfe、铜线材料的导热系数LAMDcu、转子槽绝缘材料的导热系数LAMDi2；
步骤2、建立计算模型：将转子铁心的半个齿、转子铜导体的半个齿在转子轴向中央横截面上沿转子径向上分为Ncur行，沿转子切向分为2列；设定行与列的每个交点为一个热流节点Ki,j，并以Ti,j表示每个热流节点Ki,j的温度；其中j＝1或2，设定当j＝1为转子铁心上的节点，当j＝2为转子铜导体上的节点；i＝1···Ncur依次为转子槽顶铜导线到槽底铜导线；
每个热流节点Ki,j矩形，由其对角线，分隔成上、下、左、右四个方向的四个三角形；上、下、左、右四个方向，分别对应转子径向上远离转子横截面圆心的方向、转子径向上指向转子横截面圆心的方向、转子切向上从铜指向铁的方向、转子切向上从铁指向铜的方向；
步骤3、计算每个热流节点Ki,j的重量mi,j和热功率pi,j；
步骤4、计算每个热流节点Ki,j的上、下、左、右四个方向导热和散热的热阻rUi,j、rDi,j、rLi,j、rRi,j，并对部分边界节点热阻和铜铁之间的节点热阻进行修正；
步骤5、根据能量守恒原理，对每个热流节点Ki,j的温度Ti,j列方程：
当j＝1时，方程的格式为pi,j—(Ti,j—Ti-1,j)/rUi,j—(Ti,j—Ti+1,j)/rDi,j—(Ti,j—Ti,j-1)/rLi,j—(Ti,j—Ti,j+1)/rRi,j＝Cfe×mi,j×(Ti,j—Tg/2+Tsub/2)/tfo；
当j＝2时，方程的格式为pi,j—(Ti,j—Ti-1,j)/rUi,j—(Ti,j—Ti+1,j)/rDi,j—(Ti,j—Ti,j-1)/rLi,j—(Ti,j—Ti,j+1)/rRi,j＝Ccu×mi,j×(Ti,j—Tg/2+Tsub/2)/tfo；
上述能量守恒方程中，节点Ki,j与节点Ki-1,j之间的热流q(i,j)-(i-1,j)＝(Ti,j—Ti-1,j)/rUi,j；
步骤6、由步骤5得到共2×Ncur个未知温度Ti,j和2×Ncur个方程，求解该热流节点Ki,j的温度Ti,j方程组，得到强励转子热点温度max(Ti,j)；
步骤7、自动绘制热流节点Ki,j拓扑连接图,在其中输出转子强励温升计算数据。


2.如权利要求1所述的一种空冷隐极同步调相机转子强励热点温度的计算方法，其特征在于，所述步骤3中热流节点Ki,j的重量mi,j的计算具体为：
当j＝1时，mi,j＝ROUfe×LUi,j×SUi,j×4；当j＝2时，mi,j＝ROUcu×LUi,j×SUi,j×4；其中SUi,j为热流节点Ki,j的上方向的面积，LUi,j为热流节点Ki,j的上方向的深度；
热功率pi,j的计算具体为：当j＝1时，pi,j＝0；当j＝2时，pi,j＝Kfo2×Ifr2×Ri,j；其中，Ri,j为热流节点Ki,j的电阻。


3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟后鸿，曹志伟，王继豪，咸哲龙，刘明慧，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31