[发明专利]基于Ansys Workbench的潜油电机温度场模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于Ansys Workbench的潜油电机温度场模拟方法，属于潜油电机温度场模拟技术领域。 

背景技术

潜油电机的温升过高会影响它的运行状态，会使电机内部耐热能力薄弱的绝缘材料的寿命缩短，甚至烧毁，因此，在潜油电机的设计和分析中了解其发热情况，比较准确地计算其温度场具有实际意义。由于潜油电机一般工作于2000-3000m的深油井下，其工作环境恶劣，结构、散热条件等因素比较复杂，这都给温度的计算带来一定的困难。目前传统的对潜油电机温度场进行分析的方法都是从整体考虑，并且计算的结果多为平均值。这种方式不利于对潜油电机进行实时监控，以进行过热保护，因此不能保证其安全稳定进行。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有潜油电机的温度场分析方法不能对潜油电机进行实时监控，以进行过热保护的问题，提供了一种基于Ansys Workbench的潜油电机温度场模拟方法。 

本发明所述基于Ansys Workbench的潜油电机温度场模拟方法，它包括以下步骤： 

步骤一：在SolidWorks系统中对潜油电机的定子和转子进行三维建模，获得潜油电机模型； 

步骤二：将潜油电机模型导入到Ansys Workbench系统中，采用Ansys Workbench系统对潜油电机模型进行自动网格剖分； 

步骤三：对自动网格剖分后的潜油电机模型的温度场进行分析，采用潜油电机的热力学微分方程和热力学微分方程边界条件，确定潜油电机模型求解域的温度场，该温度场为由对流散热产生的温度场； 

步骤四：根据潜油电机的热力学微分方程和热力学微分方程边界条件设置潜油电机模型的模型材料、初始边界条件和负载，进行潜油电机仿真，获得潜油电机在不同负载下定子、转子和导条的温度场分布云图。 

所述步骤三中采用潜油电机的热力学微分方程和热力学微分方程边界条件，确定潜油电机模型求解域的温度场的具体方法为： 

所述潜油电机的热力学微分方程为： 

∂T∂τ=a(∂2T∂x2+∂2T∂y2+∂2T∂z2)+qvρc,]]>

式中T为温度，τ为时间微元，a为散热系数，x为空间坐标系中X轴方向的坐标值，y为空间坐标系中Y轴方向的坐标值，z为空间坐标系中Z轴方向的坐标值，q_v为单位体积生热率，ρ为密度，c为质量定容热容， 

其中式中λ为导热系数； 

热力学微分方程的热力学第一边界条件为：