[发明专利]一种大型同步调相机定子温度场计算方法和系统

权利要求书

1.一种大型同步调相机定子温度场计算方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤1：建立大型同步调相机定子流体场简化模型；

基于大型同步调相机定子结构，根据对称性原则，在Solidworks软件中，选择一个定子槽作为建模对象，定子铁心以及定子绕组采用1：1等比例尺寸建立定子流体场简化模型；

步骤2：计算定子铁耗、定子绕组铜耗、空气域以及流体场流速；

采用软件分析计算定子铁耗，包括以下步骤：

根据对称性，在Solidworks软件中，依据定转子的每个部件结构模型以及尺寸参数，对每个部件进行分层建模，建立二分之一定转子简化模型；建立的定转子简化模型包括定子层，转子层，定子绕组层，转子绕组层，定子绕组绝缘层，转子绕组绝缘层，定子冷却水层，转子冷却水层，转子槽楔层以及定子槽楔层；

采用分步分层的方法依次将定转子简化模型的每一层导入到Maxwell电磁仿真软件中；

忽略定子冷却水的影响，将大型同步调相机定子层，转子层，定子绕组层，转子绕组层，定子绕组绝缘层，转子绕组绝缘层，定子冷却水层，转子冷却水层，转子槽楔层以及定子槽楔层材料参数、电枢电流和激励电流导入Maxwell电磁仿真软件中，利用Maxwell电磁仿真软件对定转子电磁场仿真分析，得出调相机定子铁耗；

步骤3：将定子流体场的简化模型导入流体场仿真软件；

步骤4：将定子铁耗、定子绕组铜耗、空气域以及流体场流速作为载荷施加在定子流体场简化模型上，计算定子流体场简化模型温度场的分布。

2.根据权利要求1所述的一种大型同步调相机定子温度场计算方法，其特征在于：

步骤2所述定子铁耗的计算方法有两种，其一是根据铭牌给定的参数值依靠经验公式进行计算，其二是采用软件分析计算。

3.根据权利要求1所述的一种大型同步调相机定子温度场计算方法，其特征在于：

步骤2所述定子绕组铜耗依据铭牌上定子额定励磁电流计算得到；流体场流速依据水流量与通水管面积的比求得；空气域流速参考工程上的计算结果得到。

4.根据权利要求1所述的一种大型同步调相机定子温度场计算方法，其特征在于：

步骤3中，将步骤2建立的3D定子流体场简化模型转化为.x_t格式，然后一键导入Fluent仿真软件中。

5.根据权利要求1所述的一种大型同步调相机定子温度场计算方法，其特征在于：

步骤4中，利用Fluent仿真软件对流入定子空气域以及冷却水管内的流体场进行流体场计算，得到定子流体场简化模型的温度场分布，具体为：

首先添加定子铁心、定子绕组、绝缘部件、冷却水、空气域的材料属性；

然后对定子铁心施加损耗激励，定子绕组施加铜耗激励，空气域以及流体场分别施加流速激励；

接着设置求解步数，对定子空气域以及冷却水管内的流体场进行流体场计算，得到定子流体场简化模型的温度场分布。

6.根据权利要求5所述的一种大型同步调相机定子温度场计算方法，其特征在于：

定子铁心的材料属性为硅钢片；定子绕组的材料属性为铜；绝缘部件的材料属性为绝缘材料；冷却水和空气域采用材料库中的材料，冷却水是纯净水。

7.一种大型同步调相机定子温度场计算系统，利用权利要求1-6任意一项所述的温度场计算方法，其特征在于：

所述系统包括第一建立单元、第一计算单元、第二建立单元和第二计算单元；

所述第一建立单元，用于建立大型同步调相机定子流体场简化模型；

所述第一计算单元，用于计算定子铁耗、定子绕组铜耗、空气域以及流体场流速；

所述第二建立单元，将定子流体场的简化模型导入流体场仿真软件；

所述第二计算单元，用于将定子铁耗、定子绕组铜耗、空气域以及流体场流速作为载荷施加在定子流体场简化模型上，计算定子流体场简化模型温度场的分布。