[发明专利]基于标记点的电机磁固热多场耦合振动分析方法

权利要求书

1.一种基于标记点的电机磁固热多场耦合振动分析方法，其特征在于，该方法采用了一种“标记”技术，对完成网格划分后的电机结构场网格节点进行标记，形成的标记点在整个计算中的相对位置不再变化，但标记点绝对位置会根据电机结构的运动、振动及热变形进行更新；将各个标记点上由转子运动产生的位移、由振动产生的位移及由热变形产生的位移进行矢量合成，得到各个标记点的新位置；各个标记点新的位置为电磁场和温度场分析时与电机结构场重合部分的网格节点，对与电机结构场不重合的电磁场和温度场求解域采用网格的自动剖分和加密，进行电磁场和温度场的分析，所述与电机结构场不重合的电磁场和温度场求解域包括电机的内外气隙、定子槽，然后得到结构域上各标记点上的电磁力；最后将各标记点上的电磁力施加到对应标记点的结构场模型上，得到电机的振动响应，循环迭代计算直到电机的振动响应达到稳态为止。

2.根据权利要求1所述的基于标记点的电机磁固热多场耦合振动分析方法，其特征在于，循环迭代计算的具体过程包括：

(1)根据电机的参数和结构，在有限元软件中建立电机的二维或三维结构模型；

(2)从电机的二维或三维结构模型中提取出电机定转子之间的相对位置，将电机的结构场进行网格划分，并对各个网格节点做出标记，记为标记点，标记点在整个迭代计算中的相对位置不再发生变化，但标记点的绝对位置会根据电机结构的振动、转子的运动及热变形进行更新；

(3)对与电机结构场重合的电磁场求解域，以标记点的位置为网格节点进行网格划分，对与电机结构场不重合的电磁场求解域采用网格的自动剖分和加密，以提高电磁场计算精度，完成整个电机电磁场的二维或三维网格划分，并计算求解电机的电磁场，进一步的完成各个标记点上的电磁力计算；

(4)对与电机结构场重合的温度场求解域，以标记点的位置为网格节点进行网格划分，对与电机结构场不重合的温度场求解域采用网格的自动剖分和加密，以提高温度场的计算精度，完成整个电机温度场的二维或三维网格划分，并计算求解电机的温度场，进一步的完成各个标记点上的热变形计算；

(5)基于电机电磁场的计算结构，计算得到结构域上各标记点上的电磁力，然后各标记点上的电磁力施加到对应标记点的结构场模型上，结合步骤(4)中计算的各个标记点上的热变形，最终计算得到电机的振动响应；

(6)判断电机振动是否达到稳定，若电机振动的未达到不稳态，则增加时间步长，并根据电机结构振动响应及转子的运动状态，更新标记点的绝对位置，然后重复操作步骤(3)-(6)；若电机振动已经达到了稳台，输出此时的电机结构振动响应作为计算结果，计算结束。

3.根据权利要求2所述的基于标记点的电机磁固热多场耦合振动分析方法，其特征在于，在不着重分析转子局部应力及变形的情况下，可以将转子简化为一系列圆盘单元，转子轴向每一段的电磁力可以用一个作用在圆盘单元中心的集中力来代替，以简化计算。