[发明专利]一种绕组绝缘导热系数的推算方法

说明书

本发明提供了一种绕组绝缘导热系数的推算方法，具体步骤为：根据绕组结构和材料，建立绕组有限元瞬态温度场求解模型；给定绕组的初始绝缘导热系数，进行有限元瞬态温度场仿真；将仿真结果与绕组温升实验结果进行对比分析，若误差超过10％，则重新给定初始绝缘导热系数并计算温度场，不断迭代直至误差在允许范围内；根据对比结果确定绕组的绝缘导热系数。本发明利用绕组绝缘表面的温度变化推算绕组的绝缘导热系数，解决了绕组绝缘导热系数与电机温度的之间关联性问题，对于探究绕组绝缘老化规律有重要意义。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，具体涉及一种绕组绝缘导热系数的推算方法。

背景技术

随着电机和变压器不断向小型化、轻量化和高功率密度的方向发展，绝缘系统的要求也越来越高，绝缘导热性能成为重要的指标。绝缘系统导热性能合理，可以在一定程度上降低温升，保证安全可靠运行，并且运行更加节能环保高效。

绕组绝缘导热系数不但可以直接表征绝缘系统的导热性能，同时也与绝缘老化程度密切相关。若能根据绕组的温度变化反演出绕组绝缘导热系数的变化，将对预估寿命和绝缘老化程度以及提高运行可靠性等具有重要意义，进一步可提高绝缘老化的预警能力。因此，推算绝缘导热系数是进一步优化电机和变压器性能亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种绕组绝缘导热系数的推算方法，以解决上述背景技术中的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种绕组绝缘导热系数的推算方法，包括以下步骤：

步骤1：根据绕组实际参数，建立绕组有限元瞬态温度场求解模型，绕组有限元瞬态温度场求解模型包括：绕组导条21和绝缘层22；

步骤2：给定初始绝缘导热系数，把绕组温升实验中记录的输入功率转换为绕组体热源，进行有限元瞬态温度场分析，记录绕组绝缘层表面的温度变化情况；

步骤3：将步骤2中记录的绕组绝缘层表面的温度变化情况与绕组温升实验测得的温度变化情况进行对比分析，若误差超过10％，则返回步骤2重新给定初始绝缘导热系数并计算温度场，如此迭代直至误差在允许范围内；

步骤4：根据上述对比结果确定绕组的绝缘导热系数。

优选地，所述绕组温升实验为对绕组进行温升实验，并记录实验结果，实验结果包括：绕组所施加的输入功率及绕组绝缘表面的温度变化情况。

优选地，所述步骤2中有限元瞬态温度场分析的具体过程为：

步骤21：对有限元瞬态温度场求解模型进行网格划分；

步骤22：根据绕组基本参数，确定绕组导条21和绝缘层22的材料属性，材料属性包括：材料密度、比热容和初始绝缘导热系数；

步骤23：根据绕组的体积和温升实验的实验条件，对绕组的有限元瞬态温度场求解模型施加热源及对流换热系数；

步骤24：根据绕组的有限元瞬态温度场求解模型、电机传热理论以及上述初始绝缘导热系数、热源、对流换热系数进行有限元瞬态温度场分析。

优选地，对流换热方式为绕组绝缘层外表面与空气接触自然散热。

本发明优点在于：本发明可以根据绕组绝缘表面温度的变化推算绕组绝缘导热系数的变化，提高绕组老化预警能力，对于进一步优化导热性能具有积极意义。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明所述一种绕组绝缘导热系数的推算方法的流程图；

图2为绕组线棒有限元瞬态温度场仿真模型，其中：21-绕组导条，22-绝缘层。

具体实施方式