一種電機熱量傳遞的均衡方法
【專利摘要】一種電機熱量傳遞的均衡方法。本發(fā)明提供了一種對電機實施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理的電機熱量傳遞的均衡方法，包括如下步驟：(1)首先計算電機的惰性期，其中熱擴散系數(shù)取各材質(zhì)中熱擴散最慢的，即熱擴散系數(shù)最小的，電機定子最厚處的厚度，轉(zhuǎn)子取半徑值；(2)在電機開機前的惰性期時間內(nèi)，對電機跟環(huán)境溫度進行等溫加熱；(3)電機溫度在冷卻到環(huán)境溫度前，暫不停止對電機加熱，冷卻到環(huán)境溫度后在過惰性期時間后停止加熱。本發(fā)明的一種電機熱量傳遞的均衡方法，用熱工學(xué)原理，找出電機這個不均質(zhì)體的惰性期，利用電機預(yù)埋電阻和與預(yù)埋熱電偶，對電機的溫度惰性期進行控制和預(yù)均衡，實現(xiàn)電機熱傳遞的均衡控制，對電機實施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理。
【專利說明】一種電機熱量傳遞的均衡方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱量傳遞的均衡方法，尤其是一種電機熱量傳遞的均衡方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電機是不均質(zhì)體，所謂不均質(zhì)體就是由兩種以上物質(zhì)共同固化在一起的物體。從 電機的構(gòu)成和材料來看，電機是由繞組（銅或鋁制）、浸漆、硅鋼、鋼材、絕緣膠、綁帶（紡織 布）、氧化膜絕緣層、涂制絕緣層以及加固用絕緣泥、導(dǎo)磁泥、槽楔（木質(zhì)、竹制或樹脂）、填 充導(dǎo)磁材料或絕緣材料等十幾種材質(zhì)組成；在這些材質(zhì)中，尤其在電機起動或運行的過程 中，除通電產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的繞組是發(fā)熱源外，還有磁軛、磁齒硅鋼材料內(nèi)部由渦流產(chǎn)生的熱量， 主要發(fā)熱源是電機的繞組，電機繞組本身由于集膚效應(yīng)的作用在繞組導(dǎo)線截面外側(cè)（周） 發(fā)熱量為最大。因此，電機這個不均質(zhì)體就可以看作是由熱源生熱，由其它非熱源材質(zhì)受熱 或散熱的一個矛盾統(tǒng)一體；熱的傳遞有三種方式：傳導(dǎo)、對流、輻射。當(dāng)電機這個不均質(zhì)體 的發(fā)熱和散熱達(dá)到一個動態(tài)平衡狀態(tài)時，電機就在這個動態(tài)平衡狀態(tài)穩(wěn)定運行。但是，當(dāng)電 機啟動時，電機的發(fā)熱會大于電機的散熱，這時熱量在這些不均質(zhì)材質(zhì)內(nèi)傳遞、儲存、均布， 溫度也隨之升高；當(dāng)電機停機時，由于失去了熱源，此時電機的散熱會大于電機的發(fā)熱，組 成電機的這些不均質(zhì)材質(zhì)內(nèi)儲存的熱量隨之向外傳遞，向空間散發(fā)掉，此時電機的溫度會 下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種對電機實施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理的電機熱量傳遞的 均衡方法。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的一種電機熱量傳遞的均衡方法，包括如下步驟：
[0005] (1)首先計算電機的惰性期，其中熱擴散系數(shù)取各材質(zhì)中熱擴散最慢的，即熱擴散 系數(shù)最小的，電機定子最厚處的厚度，轉(zhuǎn)子取半徑值；
[0006] (2)在電機開機前的惰性期時間內(nèi)，對電機跟環(huán)境溫度進行等溫加熱；
[0007] (3)電機溫度在冷卻到環(huán)境溫度前，暫不停止對電機加熱，冷卻到環(huán)境溫度后在過 惰性期時間后停止加熱。
[0008] 本發(fā)明的一種電機熱量傳遞的均衡方法的有益效果如下：
[0009] 本發(fā)明的一種電機熱量傳遞的均衡方法，用熱工學(xué)原理，找出電機這個不均質(zhì)體 的惰性期，利用電機預(yù)埋電阻和與預(yù)埋熱電偶，對電機的溫度惰性期進行控制和預(yù)均衡，實 現(xiàn)電機熱傳遞的均衡控制，對電機實施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理。

【具體實施方式】
[0010] 電機這種特殊的不均質(zhì)體，溫度突變或驟變等急速變化會因不均質(zhì)體的各材料間 因各材質(zhì)膨脹系數(shù)不同而出現(xiàn)的徑向和伸長方向上的相對位移，這種位移是電機繞組松 動、振動、噪聲加大、槽楔脫落的元兇，為了有效避免或緩解這種位移，就要對電機溫度采取 措施，在電機停運期間的溫度進行控制，使其按一定的速度上升或下降，特別是升溫前、降 溫后的溫度惰性期的溫度安排和管理，防止各材質(zhì)間出現(xiàn)相對位移，這樣一來我們就可以 把各材質(zhì)間的傳熱看作是各材質(zhì)表面溫度呈直線變化的加熱或冷卻情況。
[0011] 電機是一個特殊的不均質(zhì)體，這種不均質(zhì)體分為兩個部分：一個是定子、一個是轉(zhuǎn) 子，定子和轉(zhuǎn)子又各自成為一個獨立的整體，在電機的定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)部，是一個按一定順序 或結(jié)構(gòu)固化在一起的整體，整體內(nèi)部的傳熱以傳導(dǎo)為主。定、轉(zhuǎn)子之間以對流輻射、對流為 主；由于電機轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)部，也可以把轉(zhuǎn)子看作是以定子溫度為環(huán)境溫度的獨立體； 所以，在單獨分析定子和轉(zhuǎn)子時，以傳導(dǎo)傳遞熱量為主要傳熱方式，可忽略對流輻射和對流 的方式。
[0012] 在傳導(dǎo)傳熱過程中，溫度場隨時間而變化時稱為不穩(wěn)定態(tài)傳導(dǎo)傳熱；若物體溫度 隨時間而升高，這種不穩(wěn)定態(tài)傳導(dǎo)傳熱過程就是物體的加熱過程；反之，物體溫度隨時間降 低，則為冷卻過程。加熱和冷卻過程的物理本質(zhì)是相同的，所不同的是熱流方向，加熱時熱 流由熱源流向受熱體，冷卻時則相反。
[0013] 在有溫度干預(yù)的電機溫度變化過程中，各材料的表面溫度呈直線變化就是加熱 (冷卻）速度V等于常數(shù)，即等速加熱或等速冷卻；這種情況在不穩(wěn)定態(tài)傳導(dǎo)傳熱中常見。 即使溫度的變化不是直線，也可以近似地劃分為若干段，而每一段可作為直線段來計算。
[0014] 由熱工學(xué)可知，如果我們把材質(zhì)歸結(jié)為平板傳熱和圓柱體傳熱，則有如下計算：
[0015] 開始條件τ = 〇, ts = 0或ts =常數(shù)
[0016] 邊界條件X = 土 δ (長圓柱）tb = ts+v τ
[0017] 上式中：
[0018] τ-時間
[0019] ts--開始時材料溫度
[0020] X--對于平板，矩平板中心X處
[0021] tb-材料表面溫度
[0022] V--加熱或冷卻速度（° c/h)
[0023] 在上述單值條件下求解導(dǎo)熱微分方程式為：
[0024] 對于平板，距中心X處的溫度為

【權(quán)利要求】
1. 一種電機熱量傳遞的均衡方法，包括如下步驟： (1) 首先計算電機的惰性期，其中熱擴散系數(shù)取各材質(zhì)中熱擴散最慢的，即熱擴散系數(shù) 最小的，電機定子最厚處的厚度，轉(zhuǎn)子取半徑值； (2) 在電機開機前的惰性期時間內(nèi)，對電機跟環(huán)境溫度進行等溫加熱； (3) 電機溫度在冷卻到環(huán)境溫度前，暫不停止對電機加熱，冷卻到環(huán)境溫度后在過惰性 期時間后停止加熱。
【文檔編號】G05D23/22GK104238598SQ201310237830
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】楊慶娥 申請人:楊慶娥