基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法，首先在環(huán)境條件不變的情況下對(duì)試驗(yàn)電機(jī)進(jìn)行溫升及冷卻試驗(yàn)；然后，運(yùn)用電磁?熱耦合的有限元計(jì)算方法計(jì)算試驗(yàn)電機(jī)在不同電流密度下的穩(wěn)定溫升及冷卻過程，并且比較仿真及試驗(yàn)結(jié)果，若一致則繪制出該電機(jī)的溫升與冷卻曲線，若不一致根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果修改仿真參數(shù)，直到仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。最后根據(jù)確定的電機(jī)的溫升及冷卻曲線確定該電機(jī)在不同電流密度、不同運(yùn)行時(shí)間、不同冷卻時(shí)間下的溫度，并且應(yīng)用田口算法得出所選電機(jī)電流密度、運(yùn)行時(shí)間、冷卻時(shí)間下的最符合工程實(shí)際的溫升組合，即得出最優(yōu)組合。
【專利說明】
基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及直線電機(jī)設(shè)計(jì)及電機(jī)利用效率部分的一種確定連續(xù)工作制下的永磁 直線電機(jī)應(yīng)用于周期工作制下時(shí)，工作電流與工作時(shí)間的選擇的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著對(duì)電機(jī)小型化、高效化及節(jié)能方面的要求的不斷提高，永磁直線電機(jī)以其結(jié) 構(gòu)簡單，功率密度大，效率高及定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)在數(shù)控機(jī)床、發(fā)射系統(tǒng)及垂直水平提升系統(tǒng) 中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 為了節(jié)能及提高效率，有時(shí)候需要把在連續(xù)工作制下運(yùn)行的電機(jī)應(yīng)用于短時(shí)或周 期工作制下。根據(jù)電機(jī)發(fā)熱的特點(diǎn)，選擇一臺(tái)連續(xù)工作制運(yùn)行的電機(jī)，使該電機(jī)的額定功率 大于短時(shí)工作制運(yùn)行的負(fù)載功率，那么電機(jī)要運(yùn)行3~4倍的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)后才會(huì)達(dá)到最高 允許的溫升，但是短時(shí)工作的時(shí)間通常很短，這樣電機(jī)在發(fā)熱上就不會(huì)被充分利用，因此把 連續(xù)工作制下工作的電機(jī)應(yīng)用于短時(shí)或周期工作制時(shí)，需要根據(jù)電機(jī)的發(fā)熱特點(diǎn)，熱恢復(fù) 時(shí)間的特點(diǎn)等合理選擇連續(xù)工作制下運(yùn)行的電機(jī)功率，確定短時(shí)工作制下電機(jī)的電流密 度、負(fù)載持續(xù)率等。
[0004] 田口方法是一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，經(jīng) 濟(jì)地、科學(xué)地制定實(shí)驗(yàn)方案以便對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)學(xué)理論和方法。其基 本思想是英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家R.A.Fisher在進(jìn)行農(nóng)田實(shí)驗(yàn)時(shí)提出的。他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，環(huán)境條件 難于嚴(yán)格控制，隨機(jī)誤差不可忽視，故提出對(duì)實(shí)驗(yàn)方案必須作合理的安排，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有合 適的數(shù)學(xué)模型，以減少隨機(jī)誤差的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度和可靠度，本發(fā)明以電機(jī) 的電流密度、工作時(shí)間及冷卻時(shí)間為影響因子，利用該思想實(shí)現(xiàn)了一種可以快速確定連續(xù) 工作制下的直線電機(jī)應(yīng)用與斷續(xù)周期工作制下時(shí)工作時(shí)間和冷卻時(shí)間的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題:本發(fā)明提供了一種基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的 方法，能夠確定連續(xù)工作制下的永磁直線電機(jī)應(yīng)用于周期工作制下時(shí)，工作電流與工作時(shí) 間以及冷卻時(shí)間選擇，從而避免電機(jī)溫升過高。
[0006] 技術(shù)方案:本發(fā)明的基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法，包 括以下步驟：
[0007] 1)在環(huán)境溫度、風(fēng)速不變的情況下，利用驅(qū)動(dòng)器控制直線電機(jī)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用多路 溫度測試儀記錄電機(jī)在不同電流密度下各時(shí)刻的溫度，根據(jù)所測溫度值，直至電機(jī)半個(gè)小 時(shí)內(nèi)的溫升不超過2攝氏度時(shí)，此為電機(jī)的溫升過程，此時(shí)記錄的溫度為穩(wěn)態(tài)溫度值;然后 切斷電源，繼續(xù)記錄電機(jī)溫度，直到電機(jī)溫度與環(huán)境溫度相差不超過5攝氏度，此為電機(jī)的 冷卻過程；
[0008] 2)用有限元方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行電磁計(jì)算得到電磁損耗，然后根據(jù)所述電磁損耗、仿 真參數(shù)，運(yùn)用電磁-熱耦合的有限元計(jì)算方法計(jì)算試驗(yàn)電機(jī)在不同電流密度下的穩(wěn)定溫升 及冷卻過程中的各時(shí)刻溫度值，所述；
[0009] 3)比較所述步驟1)的實(shí)驗(yàn)溫度值和步驟2)的仿真溫度值，如果相同時(shí)間間隔的仿 真值與實(shí)驗(yàn)值的均方根誤差小于5%，則以仿真結(jié)果繪制出該電機(jī)在不同電流密度下的溫 升與冷卻曲線圖，否則根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果修正仿真參數(shù)后返回步驟2);
[0010] 4)根據(jù)電機(jī)工作制的要求及電機(jī)的溫升特性，在所述溫升與冷卻曲線圖中選擇電 機(jī)在不同電流密度下的運(yùn)行時(shí)間與冷卻時(shí)間參數(shù)；
[0011] 5)根據(jù)所述步驟4)中選擇的不同電流密度下的運(yùn)行時(shí)間、冷卻時(shí)間，采用田口算 法得出滿足電機(jī)工作制及電機(jī)溫升特性的電流密度、運(yùn)行時(shí)間、冷卻時(shí)間最優(yōu)組合。
[0012] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，所述步驟(2)中的仿真參數(shù)為電機(jī)槽部混合材料的等效 導(dǎo)熱系數(shù)、電機(jī)其他部分單一材料的導(dǎo)熱系數(shù)、電機(jī)各部分的熱參數(shù)、電機(jī)與環(huán)境之間的對(duì) 流系數(shù)。
[0013] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，所述電機(jī)槽部混合材料的等效導(dǎo)熱系數(shù)的是基于Gasar 多孔材料計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)的方法，對(duì)直線電機(jī)的繞組部分做等效模型分析，然后根據(jù)熱阻的 方法，等效計(jì)算出的電機(jī)繞組部分等效導(dǎo)熱系數(shù)。
[0014] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，所述步驟3)中仿真值與實(shí)驗(yàn)值的均方根誤差根據(jù)下式 計(jì)算：
[0015:
[0010」其中σ為均萬根誤差，Xr為買驗(yàn)值，Xf為仿真值，η為電機(jī)溫升達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)間后，間隔 相同時(shí)間分別讀取的溫度數(shù)據(jù)組數(shù)，每組數(shù)據(jù)由相對(duì)應(yīng)的仿真值與實(shí)驗(yàn)值構(gòu)成。
[0017] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，所述步驟3)中的修正仿真參數(shù)是根據(jù)以下公式分別計(jì) 算修正后的對(duì)流系數(shù)和等效導(dǎo)熱系數(shù)：
[0018] 對(duì)流系數(shù)的計(jì)算公式為：
[0019] h = NuV δ
[0020] 其中，h是對(duì)流系數(shù)，λ是導(dǎo)熱系數(shù)，δ是特征長度，Nu是努塞爾數(shù)，Nu = C(GnPr)2, C是 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，Gn是格拉曉夫數(shù)，Pr是普朗特常數(shù)；
[0021] 電機(jī)槽部混合材料的等效導(dǎo)熱系數(shù)為：
[0022]
[0023]其中，β是修正系數(shù)，心^^義^人^分別為繞組部分的等效導(dǎo)熱系數(shù)^的導(dǎo)熱 系數(shù)、漆包線的導(dǎo)熱系數(shù)、環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)，L是槽的徑向長度，(!、(^、山分別為等效單元 的銅部分的厚度、銅加漆包線的厚度、銅加漆包線加環(huán)氧樹脂總的厚度。
[0024]本發(fā)明方法能夠確定連續(xù)工作制下的永磁直線電機(jī)應(yīng)用于周期工作制下時(shí)，工作 電流與工作時(shí)間及熱恢復(fù)時(shí)間的選擇。該方法通過對(duì)電磁-熱耦合的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方 法，擬合得出不同電流密度下的電機(jī)溫升曲線及熱恢復(fù)時(shí)間曲線，然后根據(jù)這兩個(gè)曲線的 選擇使電機(jī)達(dá)到允許最高溫升的時(shí)間η(η 2 2)個(gè)以及使溫度降為某一個(gè)值所需要的時(shí)間， 并且給出每種時(shí)間組合及電流密度組合下的溫度，最后用田口方法設(shè)定目標(biāo)因子得出最優(yōu) 組合。
[0025] 本發(fā)明基于仿真和實(shí)驗(yàn)研究直線電機(jī)連續(xù)工作制下運(yùn)行時(shí)不同電流密度下的溫 升及對(duì)應(yīng)的冷卻時(shí)間等參數(shù)對(duì)該電機(jī)工作于周期工作制下的溫升的影響，然后確定一組最 優(yōu)組合?？傊景l(fā)明可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方便快速的確定連續(xù)工作的永磁直線電機(jī)應(yīng)用與 周期工作制時(shí)的電流密度，工作及冷卻時(shí)間。
[0026] 有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] (1)對(duì)于電機(jī)槽部等效導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算，已存在的研究方法基于繞組層等效模型， 需要根據(jù)電機(jī)槽部幾何模型、各層材料等效計(jì)算，最終采用熱網(wǎng)絡(luò)法求解，求解過程復(fù)雜且 精度較差。而本發(fā)明基于Gasar多孔材料計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)的方法建立模型求解，這種方法建模 把原本復(fù)雜的模型劃分為小單元建模，通過單元模型分析求解出整個(gè)模型的等效導(dǎo)熱系數(shù) 的計(jì)算。模型簡化及計(jì)算簡單易行，可以有效計(jì)算電機(jī)槽部的導(dǎo)熱系數(shù)。該計(jì)算方法通過實(shí) 驗(yàn)得到了驗(yàn)證。
[0028] (2)對(duì)于斷續(xù)工作制下的電機(jī)的選擇，大部分的方法需要根據(jù)負(fù)載持續(xù)率時(shí)間計(jì) 算電機(jī)損耗(即發(fā)熱），計(jì)算復(fù)雜而且誤差較大。而基于田口統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，只需要在實(shí)驗(yàn)的基 礎(chǔ)上對(duì)仿真所得數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化組合，就可以得到得到不同電流密度、運(yùn)行時(shí)間及冷卻時(shí)間 組合下的電機(jī)的最高溫升，避免必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及各個(gè)組合下的仿真分析，節(jié)省時(shí)間和資源。
【附圖說明】
[0029]圖1槽部等效物理模型，圖Ia為槽部模型，圖Ib為槽部的單元模型；
[0030]圖2槽部等效熱阻模型；
[0031] 圖3某臺(tái)直線電機(jī)不同電流密度下的溫升曲線；
[0032] 圖4某臺(tái)直線電機(jī)不同電流密度下的冷卻曲線；
[0033]圖5田口方法求解結(jié)果圖。
[0034]圖6為本發(fā)明方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0036] (1)在環(huán)境條件不變的情況下對(duì)試驗(yàn)電機(jī)進(jìn)行溫升及冷卻試驗(yàn)；
[0037] 實(shí)驗(yàn)儀器包括一臺(tái)直線電機(jī)、示波器、驅(qū)動(dòng)器、電腦、多路溫度測試儀、溫度傳感器 等。實(shí)驗(yàn)過程為:在保證環(huán)境條件不變的情況下，用驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并用示 波器測試運(yùn)行過程中電機(jī)的電流密度不變;通過埋在電機(jī)不同位置處的溫度傳感器，用多 路溫度測試儀分別記錄在不同電流密度下，電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定溫升的各設(shè)定時(shí)刻的溫度 值。
[0038]實(shí)驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證仿真求解時(shí)各參數(shù)計(jì)算的合理性，方便應(yīng)用仿真數(shù)據(jù)評(píng)估 電機(jī)的性能，因此在這個(gè)過程中需要通過實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來調(diào)整電機(jī)仿真參數(shù)。繪制的電機(jī)的 溫升及冷卻曲線如圖3和圖4所示。圖中選擇以5A/mm 2工作的穩(wěn)態(tài)溫度63°C作為最高工作溫 度，可以讀出6A/mm2、7A/mm2、8A/mm 2電流密度下達(dá)到63°C所需要的時(shí)間，然后根據(jù)圖2可以 讀出不同冷卻時(shí)間后的電機(jī)的溫度。
[0039] (2)運(yùn)用電磁-熱耦合的有限元計(jì)算方法計(jì)算試驗(yàn)電機(jī)在不同電流密度下的穩(wěn)定 溫升及冷卻過程；
[0040] 應(yīng)用電機(jī)的有限元模型進(jìn)行電磁-熱耦合仿真，模型中的各個(gè)熱參數(shù)包括組成電 機(jī)各種單一材料的導(dǎo)熱系數(shù)，槽部等復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算，以及各種自然對(duì)流及層 流對(duì)流邊界條件的計(jì)算方法。對(duì)于各種單一的材料可以通過查資料，找到該種材料在不同 溫度下的熱性能參數(shù)，但是對(duì)于由多種物質(zhì)混合而成槽部填充部分，需要根據(jù)傳熱學(xué)、電機(jī) 學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算。這里給出直線電機(jī)繞組部分的等效導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算方法：
[0041] 基于Gasar多孔材料計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)的方法，把直線電機(jī)的繞組部分做等效模型分 析，然后根據(jù)熱阻的方法，等效計(jì)算出電機(jī)繞組部分的等效導(dǎo)熱系數(shù)，繞組部分的等效模型 及等效熱阻如圖1和圖2所示。等效導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算公式為：
[0042]
[0043] 其中，β是修止糸數(shù)，人叫人叩八咖義鄧分別為繞組部分的等效導(dǎo)熱系數(shù)^的導(dǎo)熱 系數(shù)、漆包線的導(dǎo)熱系數(shù)、環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)。L是槽的徑向長度，CUc^d2如圖1(b)所示， 分別為等效單元的銅部分的厚度，銅加漆包線的厚度，銅加漆包線加環(huán)氧樹脂總的厚度。部 分導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算結(jié)果如表1所示。
[0044] 對(duì)流邊界條件的計(jì)算可以根據(jù)傳熱學(xué)的相關(guān)模型及計(jì)算公式計(jì)算得到。
[0045] (3)比較仿真與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，若一致則繪制出該電機(jī)的溫升與冷卻曲線，如果仿真 結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相同，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析仿真模型中影響散熱量的繞組部分的導(dǎo)熱系 數(shù)、電機(jī)氣隙之間及電機(jī)與環(huán)境之間的對(duì)流系數(shù)。然后再仿真對(duì)比，直至仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié) 果的均方根值小于5%。
[0046] 對(duì)流系數(shù)的計(jì)算公式為：
[0047] h = NuA/δ
[0048] 其中，h是對(duì)流系數(shù)，λ是導(dǎo)熱系數(shù)，δ是特征長度，Nu是努塞爾數(shù)，Nu=C(GrLP r)2，C是 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，Gn是格拉曉夫數(shù)，Pr是普朗特常數(shù)；
[0049] 繞組部分的等效導(dǎo)熱系數(shù)為：
[0050]
[0051 ] 兵T，P定修It弟:數(shù)，Aeq、AcQP、λ_、Aexp分別為繞組部分的等效導(dǎo)熱系數(shù)、銅的導(dǎo)熱 系數(shù)、漆包線的導(dǎo)熱系數(shù)、環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)。L是槽的徑向長度，CUc^d2如圖1(b)所示， 分別為等效單元的銅部分的厚度，銅加漆包線的厚度，銅加漆包線加環(huán)氧樹脂總的厚度。
[0052] (4)根據(jù)確定的電機(jī)的溫升及冷卻曲線確定該電機(jī)在不同電流密度、不同運(yùn)行時(shí) 間、不同冷卻時(shí)間下的溫度
[0053] 根據(jù)圖3和圖4可以列出表2所示數(shù)據(jù)，確定各電流密度、運(yùn)行時(shí)間、冷卻時(shí)間下的 電機(jī)的溫度。
[0054] (5)應(yīng)用田口方法得出所選電機(jī)電流密度、運(yùn)行時(shí)間、冷卻時(shí)間下的最低溫升組 合，即得出最優(yōu)組合。
[0055] 應(yīng)用Minitab軟件的田口計(jì)算方法，選擇溫度為目標(biāo)函數(shù)，電流密度、運(yùn)行時(shí)間、冷 卻時(shí)間為因子，對(duì)所得表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，所得結(jié)果如圖5所示，圖中電流密度(安每平 方毫米）、運(yùn)行時(shí)間（秒)及冷卻時(shí)間（秒)分別指的是所對(duì)應(yīng)圖的橫坐標(biāo)，由圖可以看出電流 密度為5A/mm 2下運(yùn)行一個(gè)工作時(shí)間1200s，冷卻時(shí)間1500s的周期后電機(jī)的溫度最低，電流 密度是8A/mm2下運(yùn)行3100s，冷卻800s的溫度最高。
[0056]表1部分材料的導(dǎo)熱系數(shù)
[0061]上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在實(shí)際應(yīng)用過程中，根據(jù)電機(jī)長時(shí)工作 制的溫升及電流密度特點(diǎn)，技術(shù)人員僅需測量不同電流密度下的一定的運(yùn)行時(shí)間和冷卻時(shí) 間下的溫升，然后運(yùn)用minitab軟件的田口方法既可以得出最優(yōu)的一組組合方式。因此該種 方法能夠高效的確定電機(jī)的運(yùn)行方案，提高電機(jī)運(yùn)行效率。除此之外，在電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)， 如果某一目標(biāo)受幾個(gè)因素的影響，也可以用田口方法來求解得到一個(gè)優(yōu)化的結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法，其特征在于，該方法 包括W下步驟： 1) 在環(huán)境溫度、風(fēng)速不變的情況下，利用驅(qū)動(dòng)器控制直線電機(jī)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用多路溫度 測試儀記錄電機(jī)在不同電流密度下各時(shí)刻的溫度，根據(jù)所測溫度值，直至電機(jī)半個(gè)小時(shí)內(nèi) 的溫升不超過2攝氏度時(shí)，此為電機(jī)的溫升過程，此時(shí)記錄的溫度為穩(wěn)態(tài)溫度值;然后切斷 電源，繼續(xù)記錄電機(jī)溫度，直到電機(jī)溫度與環(huán)境溫度相差不超過5攝氏度，此為電機(jī)的冷卻 過程； 2) 用有限元方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行電磁計(jì)算得到電磁損耗，然后根據(jù)所述電磁損耗、仿真參 數(shù)，運(yùn)用電磁-熱禪合的有限元計(jì)算方法計(jì)算試驗(yàn)電機(jī)在不同電流密度下的穩(wěn)定溫升及冷 卻過程中的各時(shí)刻溫度值； 3) 比較所述步驟1)的實(shí)驗(yàn)溫度值和步驟2)的仿真溫度值，如果相同時(shí)間間隔的仿真值 與實(shí)驗(yàn)值的均方根誤差小于5%，則W仿真結(jié)果繪制出該電機(jī)在不同電流密度下的溫升與 冷卻曲線圖，否則根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果修正仿真參數(shù)后返回步驟2); 4) 根據(jù)電機(jī)工作制的要求及電機(jī)的溫升特性，在所述溫升與冷卻曲線圖中選擇電機(jī)在 不同電流密度下的運(yùn)行時(shí)間與冷卻時(shí)間參數(shù)； 5) 根據(jù)所述步驟4)中選擇的不同電流密度下的運(yùn)行時(shí)間、冷卻時(shí)間，采用田口算法得 出滿足電機(jī)工作制及電機(jī)溫升特性的電流密度、運(yùn)行時(shí)間、冷卻時(shí)間最優(yōu)組合。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法，其特 征在于:所述步驟2)中的仿真參數(shù)為電機(jī)槽部混合材料的等效導(dǎo)熱系數(shù)、電機(jī)其他部分單 一材料的導(dǎo)熱系數(shù)、電機(jī)與環(huán)境之間的對(duì)流系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法，其特 征在于:所述電機(jī)槽部混合材料的等效導(dǎo)熱系數(shù)的是基于Gasar多孔材料計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)的 方法，對(duì)直線電機(jī)的繞組部分做等效模型分析，然后根據(jù)熱阻的方法，等效計(jì)算出的電機(jī)繞 組部分等效導(dǎo)熱系數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法， 其特征在于:所述步驟3)中仿真值與實(shí)驗(yàn)值的均方根誤差根據(jù)下式計(jì)算：其中σ為均方根誤差，Xr為實(shí)驗(yàn)值，&為仿真值，η為電機(jī)溫升達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)間后，間隔相同 時(shí)間分別讀取的溫度數(shù)據(jù)組數(shù)，每組數(shù)據(jù)由相對(duì)應(yīng)的仿真值與實(shí)驗(yàn)值構(gòu)成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述基于田口方法確定永磁直線電機(jī)工作電流與時(shí)間的方法， 其特征在于:所述步驟3)中的修正仿真參數(shù)是根據(jù)W下公式分別計(jì)算修正后的對(duì)流系數(shù)和 等效導(dǎo)熱系數(shù)： 對(duì)流系數(shù)的計(jì)算公式為： ]ι = Νυλ/δ 其中，h是對(duì)流系數(shù)，λ是導(dǎo)熱系數(shù)，δ是特征長度，Nu是努塞爾數(shù)，Nu = C(G打Pr)2，C是經(jīng)驗(yàn) 系數(shù)，GrL是格拉曉夫數(shù)，Pr是普朗特常數(shù)； 電機(jī)槽部混合材料的等效導(dǎo)熱系數(shù)為：其中，e是修正系數(shù)，人6。八。。。八6。3八6、。分別為繞組部分的等效導(dǎo)熱系數(shù)、銅的導(dǎo)熱系數(shù)、 漆包線的導(dǎo)熱系數(shù)、環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)，L是槽的徑向長度，d、dl、d2分別為等效單元的銅 部分的厚度、銅加漆包線的厚度、銅加漆包線加環(huán)氧樹脂總的厚度。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105844026SQ201610180556
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】余海濤, 劉小梅, 黃磊, 胡敏強(qiáng), 施振川, 封寧君, 夏濤, 徐鳴飛
【申請人】東南大學(xué)