[发明专利]一种用于GVPI定子铁心模态的参数化计算方法

权利要求书

1.一种用于GVPI定子铁心模态的参数化计算方法，定子铁心由硅钢片叠装而成，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立简化的定子铁心几何模型

根据发电机定子设计尺寸，建立简化的定子铁心二维模型，简化的定子铁心二维模型由铁心轭部、铁心齿部以及定子绕组三部分组成；

步骤2、定义定子铁心几何模型的材料参数，其中：

铁心轭部及齿部均为正交各向异性材料；

定子绕组为具有较低弹性模量的各向同性材料，定子绕组看作由铜线与树脂复合而成，则定子绕组的弹性模量由下式确定：

式中，E为定子绕组的弹性模量，u为定子绕组中胶化线棒所占体积比，E₁为胶化线棒的弹性模量，E₂为树脂的弹性模量；

定子绕组的密度由以下公式确定：

ρ＝M/(W*D*N*L)

式中，ρ为定子绕组的密度，M为定子铁心槽内部件总质量，W为铁心槽宽，D为铁心槽深，N铁心槽数，L为铁心长度；

步骤3、采用有限元法计算定子铁心几何模型的模态；

步骤4、提取模态振型：

根据N＝2.5*POLE-4以及N＝2.5*POLE-3，提取第N阶模态作为定子铁心模态的计算值，POLE表示发电机级数。

2.如权利要求1所述的一种用于GVPI定子铁心模态的参数化计算方法，其特征在于，步骤2中，所述铁心轭部及齿部的轴向弹性模量远小于径向和切向的弹性模量；所述铁心轭部及齿部的密度由硅钢片密度乘以铁心叠装系数确定。

3.如权利要求1所述的一种用于GVPI定子铁心模态的参数化计算方法，其特征在于，步骤2中，所述胶化线棒的弹性模量E₁通过试验或计算获得；所述树脂的弹性模量E₂通过试验获得。

4.如权利要求1所述的一种用于GVPI定子铁心模态的参数化计算方法，其特征在于，步骤4中，对于环类定子铁心几何模型，前7阶模态振型分别为椭圆、椭圆、三瓣、三瓣、呼吸、四瓣、四瓣；根据转子产生的磁拉力的特性，二极同步发电机提取定子铁心几何模型的第1和第2阶模态；四极同步发电机提取定子铁心几何模型的第6和第7阶模态。