一種電機(jī)熱量傳遞的均衡方法
【專(zhuān)利摘要】一種電機(jī)熱量傳遞的均衡方法。本發(fā)明提供了一種對(duì)電機(jī)實(shí)施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理的電機(jī)熱量傳遞的均衡方法，包括如下步驟：(1)首先計(jì)算電機(jī)的惰性期，其中熱擴(kuò)散系數(shù)取各材質(zhì)中熱擴(kuò)散最慢的，即熱擴(kuò)散系數(shù)最小的，電機(jī)定子最厚處的厚度，轉(zhuǎn)子取半徑值；(2)在電機(jī)開(kāi)機(jī)前的惰性期時(shí)間內(nèi)，對(duì)電機(jī)跟環(huán)境溫度進(jìn)行等溫加熱；(3)電機(jī)溫度在冷卻到環(huán)境溫度前，暫不停止對(duì)電機(jī)加熱，冷卻到環(huán)境溫度后在過(guò)惰性期時(shí)間后停止加熱。本發(fā)明的一種電機(jī)熱量傳遞的均衡方法，用熱工學(xué)原理，找出電機(jī)這個(gè)不均質(zhì)體的惰性期，利用電機(jī)預(yù)埋電阻和與預(yù)埋熱電偶，對(duì)電機(jī)的溫度惰性期進(jìn)行控制和預(yù)均衡，實(shí)現(xiàn)電機(jī)熱傳遞的均衡控制，對(duì)電機(jī)實(shí)施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電機(jī)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(jī)熱量傳遞的均衡方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)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(jī)的構(gòu)成和材料來(lái)看，電機(jī)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(shù)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(jī)起動(dòng)或運(yùn)行的過(guò)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(jī)的繞組，電機(jī)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(jī)這個(gè)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(gè)矛盾統(tǒng)一體；熱的傳遞有三種方式：傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。當(dāng)電機(jī)這個(gè)不均質(zhì)體 的發(fā)熱和散熱達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)，電機(jī)就在這個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。但是，當(dāng)電 機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)的發(fā)熱會(huì)大于電機(jī)的散熱，這時(shí)熱量在這些不均質(zhì)材質(zhì)內(nèi)傳遞、儲(chǔ)存、均布， 溫度也隨之升高；當(dāng)電機(jī)停機(jī)時(shí)，由于失去了熱源，此時(shí)電機(jī)的散熱會(huì)大于電機(jī)的發(fā)熱，組 成電機(jī)的這些不均質(zhì)材質(zhì)內(nèi)儲(chǔ)存的熱量隨之向外傳遞，向空間散發(fā)掉，此時(shí)電機(jī)的溫度會(huì) 下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種對(duì)電機(jī)實(shí)施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理的電機(jī)熱量傳遞的 均衡方法。
[0004] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一種電機(jī)熱量傳遞的均衡方法，包括如下步驟：
[0005] (1)首先計(jì)算電機(jī)的惰性期，其中熱擴(kuò)散系數(shù)取各材質(zhì)中熱擴(kuò)散最慢的，即熱擴(kuò)散 系數(shù)最小的，電機(jī)定子最厚處的厚度，轉(zhuǎn)子取半徑值；
[0006] (2)在電機(jī)開(kāi)機(jī)前的惰性期時(shí)間內(nèi)，對(duì)電機(jī)跟環(huán)境溫度進(jìn)行等溫加熱；
[0007] (3)電機(jī)溫度在冷卻到環(huán)境溫度前，暫不停止對(duì)電機(jī)加熱，冷卻到環(huán)境溫度后在過(guò) 惰性期時(shí)間后停止加熱。
[0008] 本發(fā)明的一種電機(jī)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(jī)熱量傳遞的均衡方法，用熱工學(xué)原理，找出電機(jī)這個(gè)不均質(zhì)體 的惰性期，利用電機(jī)預(yù)埋電阻和與預(yù)埋熱電偶，對(duì)電機(jī)的溫度惰性期進(jìn)行控制和預(yù)均衡，實(shí) 現(xiàn)電機(jī)熱傳遞的均衡控制，對(duì)電機(jī)實(shí)施更加精心，更加細(xì)致的溫度管理。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 電機(jī)這種特殊的不均質(zhì)體，溫度突變或驟變等急速變化會(huì)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(zhǎng)方向上的相對(duì)位移，這種位移是電機(jī)繞組松 動(dòng)、振動(dòng)、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(duì)電機(jī)溫度采取 措施，在電機(jī)停運(yùn)期間的溫度進(jìn)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(duì)位移，這樣一來(lái)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(jī)是一個(gè)特殊的不均質(zhì)體，這種不均質(zhì)體分為兩個(gè)部分：一個(gè)是定子、一個(gè)是轉(zhuǎn) 子，定子和轉(zhuǎn)子又各自成為一個(gè)獨(dú)立的整體，在電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)部，是一個(gè)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(duì)流輻射、對(duì)流為 主；由于電機(jī)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(dú)立體； 所以，在單獨(dú)分析定子和轉(zhuǎn)子時(shí)，以傳導(dǎo)傳遞熱量為主要傳熱方式，可忽略對(duì)流輻射和對(duì)流 的方式。
[0012] 在傳導(dǎo)傳熱過(guò)程中，溫度場(chǎng)隨時(shí)間而變化時(shí)稱(chēng)為不穩(wěn)定態(tài)傳導(dǎo)傳熱；若物體溫度 隨時(shí)間而升高，這種不穩(wěn)定態(tài)傳導(dǎo)傳熱過(guò)程就是物體的加熱過(guò)程；反之，物體溫度隨時(shí)間降 低，則為冷卻過(guò)程。加熱和冷卻過(guò)程的物理本質(zhì)是相同的，所不同的是熱流方向，加熱時(shí)熱 流由熱源流向受熱體，冷卻時(shí)則相反。
[0013] 在有溫度干預(yù)的電機(jī)溫度變化過(guò)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(jiàn)。 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(lái)計(jì)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(jì)算：
[0015] 開(kāi)始條件τ = 〇, ts = 0或ts =常數(shù)
[0016] 邊界條件X = 土 δ (長(zhǎng)圓柱）tb = ts+v τ
[0017] 上式中：
[0018] τ-時(shí)間
[0019] ts--開(kāi)始時(shí)材料溫度
[0020] X--對(duì)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(duì)于平板，距中心X處的溫度為

【權(quán)利要求】
1. 一種電機(jī)熱量傳遞的均衡方法，包括如下步驟： (1) 首先計(jì)算電機(jī)的惰性期，其中熱擴(kuò)散系數(shù)取各材質(zhì)中熱擴(kuò)散最慢的，即熱擴(kuò)散系數(shù) 最小的，電機(jī)定子最厚處的厚度，轉(zhuǎn)子取半徑值； (2) 在電機(jī)開(kāi)機(jī)前的惰性期時(shí)間內(nèi)，對(duì)電機(jī)跟環(huán)境溫度進(jìn)行等溫加熱； (3) 電機(jī)溫度在冷卻到環(huán)境溫度前，暫不停止對(duì)電機(jī)加熱，冷卻到環(huán)境溫度后在過(guò)惰性 期時(shí)間后停止加熱。
【文檔編號(hào)】G05D23/22GK104238598SQ201310237830
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)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(qǐng)人:楊慶娥