[发明专利]一种扁线电机温度场分析中定子绕组等效方法

权利要求书

1.一种扁线电机温度场分析中定子绕组等效方法，其特征在于：包括以下步骤

步骤S110，根据所分析电机的冷却类型，采取不同的等效策略：对于包括端部灌封在内的端部以热传导为主要冷却方式的电机，建立每层槽内绕组和多层绝缘等效模型，端部绕组截面与槽内绕组一致，端部绕组绝缘通过在端部绕组各方向表面加载绝缘厚度和热导率形式模拟；对于包括端部风冷或油冷电机在内的端部以热对流为主要冷却方式的电机，槽内等效方法与端部以热传导为主要冷却方式电机一致，端部绕组截面则改为包绝缘后尺寸，并针对需加载的端部绕组各方向绝缘的厚度和热导率作相应的等效计算；

步骤S120，根据扁线电机所选用的扁线尺寸、各方向布置根数，确定含扁线绝缘的每层绕组形状尺寸和定位尺寸；

步骤S130，根据所述的等效策略和线圈层数、尺寸，建立扁线电机绕组和定子槽内绝缘的几何模型；其中几何模型中的定子线圈层数、长度、定位尺寸保持与等效前一致，定子槽内多层绝缘材料等效为单一绝缘材料，建立实体模型，定子端部绕组绝缘不建立实体模型，根据绕组绝缘实际绕包情况，计算绕组每个方向需加载的端部绝缘厚度值；

步骤S140，根据所述的等效策略，计算槽内绕组扁线各向异性热导率和槽内绕组外表面的绝缘等效热导率；其中槽内绕组扁线各向异性热导率是将槽内绕组每层等效为一种各向异性材料，分别计算周向、径向和轴向的热导率，槽内绕组外表面的绝缘等效热导率是将多层不同厚度和热导率的绝缘材料等效为一种各向同性材料，计算等效热导率；

步骤S150，根据端部绕组几何模型和加载热导率，计算端部绕组各方向需加载的等效绝缘厚度；其中计算端部绕组各方向的等效绝缘厚度是根据槽内绕组等效模型计算得到的槽宽和槽高方向热导率，反演计算得到端部绕组槽宽和槽高方向的等效扁线绝缘厚度修正值，然后根据端部绕组多层绝缘厚度、反演计算的等效扁线绝缘厚度修正值，根据端部简化策略的不同，计算得到端部绕组模型各表面需加载的绝缘厚度；

步骤S160，分别加载槽内绕组和槽内多层绝缘的等效热导率，端部绕组等效热导率、各方向加载等效绝缘厚度和端部绝缘等效热导率，完成电机温度场三维分析。

2.根据权利要求1所述的一种扁线电机温度场分析中定子绕组等效方法，其特征在于，所述的步骤S120具体包括：根据单根扁线的宽度、厚度和每层绕组根数，计算等效的每层扁线的槽宽和槽高方向尺寸，并保证等效后的每层扁线与等效前的每层线圈径向及周向定位尺寸不变。

3.根据权利要求1所述的一种扁线电机温度场分析中定子绕组等效方法，其特征在于，所述的步骤S160中槽内绕组加载的是绕组扁线的各向异性热导率和多层绝缘的单一等效热导率，端部绕组扁线加载的是与槽内绕组扁线轴向相同的单一等效热导率，端部绝缘则通过在端部绕组扁线模型的外表面加载等效厚度和热导率的形式来表征，进而完成电机温度场三维分析。

4.根据权利要求3所述的一种扁线电机温度场分析中定子绕组等效方法，其特征在于，所述的端部灌封类型电机的端部绝缘计算是根据各方向绕包绝缘厚度、多层绝缘等效热导率和端部灌封胶热导率，折算出应减去的灌封胶等效绝缘厚度修正值，最终得到端部绕组各表面需加载的等效绝缘厚度为：端部绕组绕包多层绝缘厚度+反演计算的扁线绝缘等效厚度-灌封胶等效绝缘厚度修正值。

5.根据权利要求3所述的一种扁线电机温度场分析中定子绕组等效方法，其特征在于，所述的端部风冷或油冷类型电机的端部绝缘计算是根据各方向绕包绝缘厚度、多层绝缘等效热导率和端部绕组加载热导率，折算出应减去的绕包绝缘等效厚度修正值，最终得到端部绕组各表面需加载的等效绝缘厚度为：端部绕组绕包多层绝缘厚度+反演计算的扁线绝缘等效厚度-绕包绝缘等效厚度修正值。