[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

说明书

本申请公开了一种大型同步调相机定子温度场计算方法和系统，所述方法包括以下步骤：建立大型同步调相机定子流体场简化模型；计算定子铁耗、定子绕组铜耗、空气域以及流体场流速；将定子流体场的简化模型导入流体场仿真软件；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。本申请利用ANSYS中Fluent流体场仿真软件，结合电磁学流体场等相关知识，给出了较为准确地计算大型同步调相机定子温度场的计算方法，为大型同步调相机定子温度场的计算提供理论上的指导。

技术领域

本发明属于大型电机物理场仿真分析技术领域，涉及一种大型同步调相机定子温度场计算方法和系统。

背景技术

同步调相机作为电力系统传统的无功补偿设备，因其运行维护较复杂，有功功率损耗较大、运行噪声大等缺点，长期以来被SVC、SVG等电力电子设备所替代，其发展缓慢。但是近年来，随着新有源接入电网以及高压直流输电的快速发展，同步调相机又重新引起重视。

电机的动态模拟技术有一定的基础，目前准确计算电机参数和性能的重要前提是获得正确的磁场分布，用电磁场分析取代传统的磁路计算正是实现这一目标的有效手段。在电机电磁场分析中，正确建立数学模型是进行后续分析的基础。

随着计算机技术和数值计算方法的发展，有限元以其较高的计算精度在电机温升的计算中渐渐占据主要地位，并可以得到整个电机内部各点的具体温度，在得知调相机的温度分布之后，对温度传感器的安装具有指导作用。本发明专利旨在实现调相机的电磁场分析，为调相机的进一步研究提供依据。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种大型同步调相机定子温度场计算方法和系统。

为了实现上述目标，本申请的第一件发明采用如下技术方案：

步骤1：建立大型同步调相机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；

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。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，步骤1中，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。

优选地，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。

优选地，步骤2中，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。