一種適用于發(fā)電機定子繞組端部線圈的參數(shù)化建模方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于發(fā)電機定子繞組端部線圈的參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟為：步驟1、輸入線圈幾何參數(shù)；步驟2、定義線圈的截面形狀；步驟3、定子繞組端部線圈幾何模型建模；步驟4、建立線圈有限元模型。本發(fā)明的優(yōu)點是：使定子繞組端部線圈建模參數(shù)化，并且能夠同時建立端部線圈的有限元模型，以便應用于定子繞組端部結(jié)構(gòu)振動特性的研究。
【專利說明】一種適用于發(fā)電機定子繞組端部線圈的參數(shù)化建模方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電機定子繞組端部線圈的參數(shù)化建模方法，適用于端部線圈為漸開線展開形式的各型號機組，屬于發(fā)電機定子繞組端部結(jié)構(gòu)的動力特性計算和改進的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]定子繞組端部線圈在發(fā)電機中承擔著將感應電流輸出電網(wǎng)的重要作用。其振動情況一直是發(fā)電機研發(fā)中所主要關注的問題。其中定子繞組端部線圈由于采用漸開線的展開方式，因此建立合理端部線圈的有限元模型存在著一定的難度。
[0003]以往的端部線圈的建模方法是采用三維設計軟件建立模型，其操作過程相對比較復雜，而且不易修改，同時不易應用于定子繞組端部結(jié)構(gòu)的有限元分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用于發(fā)電機定子繞組端部線圈的參數(shù)化建模方法，使定子繞組端部線圈建模參數(shù)化，并且能夠同時建立端部線圈的有限元模型，以便應用于定子繞組端部結(jié)構(gòu)振動特性的研究。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是提供了一種適用于發(fā)電機定子繞組端部線圈的參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟為:
[0006]步驟1、輸入線圈幾何參數(shù)，至少包括線圈截面總寬度ECBW、線圈截面總高度ECBH、線圈截面銅線部分寬度ECBCW、線圈截面銅線部分高度ECBCH、線圈截面空心銅線孔寬度ECBCHW、線圈截面空心銅線孔高度ECBCHH、線圈到鐵心中心線距離TECRH、線圈基圓半徑TECRJ、線圈直線向錐面過度的倒角半徑TECR0、線圈漸開線開始處倒角半徑TECR1、線圈漸開線結(jié)束處倒角半徑TECR2、線圈出槽直線部分長度TECHZ、線圈漸開線開始前直線段長度TECBHl、線圈漸開線結(jié)束后直線段長度TECBH2、線圈錐面錐度CONTP、線圈跨角TECBYY、P點的漸開線展開角與極坐標角度之差DEFAX、C點的漸開線展開角DEFAY，其中，P點為過O點的線圈在極坐標下的漸開線展開后的漸開結(jié)束圓弧段的切線與漸開線的交點，O點為線圈在極坐標下的漸開線展開后的基圓圓心，C點為線圈在極坐標下的漸開線展開后的漸開線段的終點；
[0007]步驟2、定義線圈的截面形狀；
[0008]步驟3、定子繞組端部線圈幾何模型建模，包括:
[0009]步驟3.1求解線圈關鍵點坐標:
[0010]線圈的幾何曲線由多個關鍵點連接而成，各關鍵點的坐標存儲在數(shù)組變量KPCS(i, j)中，其中i為坐標分量，i=l，2，3分別表示關鍵點的X軸，Y軸及Z軸坐標，j為關鍵點編號，定義數(shù)組變量KPCS (m,n),其中m為坐標分量，m=l, 2分別表示關鍵點的極坐標的極徑R及極角Φ，η為關鍵點編號，計算線圈各段處關鍵點坐標的公式如下:
[0011]線圈開始處直線段關鍵點坐標:[0012]起點坐標:KPCS(1，I) =0，
[0013]KPCS (2,1)=TECRH,
[0014]KPCS (3,1)=0 ；
[0015]終點坐標:KPCS(I，2) =0，
[0016]KPCS (2, 2) =TECRH,
[0017]KPCS (3, 2) =TECHZ ；
[0018]線圈錐角過渡圓段關鍵點坐標:
[0019]起點坐標:KPCS(I，3) =0，
[0020]KPCS (2, 3) = TECRH + TECR0-TECR0.cos (CONTP) , KPCS ( 3 ,3)=TECRZ+TECR0.sin (CONP)；
[0021]終點坐標:KPCS(I，4)=0,
[0022]KPCS(2,4)=TECRH+TECR0_TECR0.cos (CONP)+TECBHl.sin(CONTP)，
[0023]KPCS(3,4)=TECRZ+TECR0.sin(CONP)+TECBHl.cos(CONTP)；
[0024]漸開線初始圓弧分段點的坐標:
[0025]I) A點坐標，A點為漸開線初始圓弧段的起點:
[0026]A 點極徑
【權(quán)利要求】
1.一種適用于發(fā)電機定子繞組端部線圈的參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟為:步驟1、輸入線圈幾何參數(shù)，至少包括線圈截面總寬度ECBW、線圈截面總高度ECBH、線圈截面銅線部分寬度ECBCW、線圈截面銅線部分高度ECBCH、線圈截面空心銅線孔寬度ECBCHW、線圈截面空心銅線孔高度ECBCHH、線圈到鐵心中心線距離TECRH、線圈基圓半徑TECRJ、線圈直線向錐面過度的倒角半徑TECRO、線圈漸開線開始處倒角半徑TECRl、線圈漸開線結(jié)束處倒角半徑TECR2、線圈出槽直線部分長度TECHZ、線圈漸開線開始前直線段長度TECBHl、線圈漸開線結(jié)束后直線段長度TECBH2、線圈錐面錐度CONTP、線圈跨角TECBYY、P點的漸開線展開角與極坐標角度之差DEFAX、C點的漸開線展開角DEFAY，其中，P點為過O點的線圈在極坐標下的漸開線展開后的漸開結(jié)束圓弧段的切線與漸開線的交點，O點為線圈在極坐標下的漸開線展開后的基圓圓心，C點為線圈在極坐標下的漸開線展開后的漸開線段的終點； 步驟2、定義線圈的截面形狀； 步驟3、定子繞組端部線圈幾何模型建模，包括: 步驟3.1求解線圈關鍵點坐標: 線圈的幾何曲線由多個關鍵點連接而成，各關鍵點的坐標存儲在數(shù)組變量KPCS(i，j)中，其中i為坐標分量，i=l,2,3分別表示關鍵點的X軸,Y軸及Z軸坐標,j為關鍵點編號，定義數(shù)組變量KPCS (m, η),其中m為坐標分量，m=l,2分別表示關鍵點的極坐標的極徑R及極角Φ，η為關鍵點編號，計算線圈各段處關鍵點坐標的公式如下: 線圈開始處直線段關鍵點坐標: 起點坐標=KPCS (1,1)=0,
KPCS (2, D=TECRH,
KPCS (3，1)=0 ； 終點坐標=KPCS (I, 2)=0,
KPCS (2,2)=TECRH,
KPCS(3,2)=TECHZ ； 線圈錐角過渡圓段關鍵點坐標: 起點坐標=KPCS (I, 3)=0,
KPCS(2，3)=TECRH+TECRO-TECR0.cos(CONTP)，
KPCS(3,3)=TECRZ+TECR0.sin(CONP)； 終點坐標=KPCS (1,4) =0,
KPCS(2,4)=TECRH+TECR0-TECR0.cos (CONP)+TECBHl.sin(CONTP),
KPCS(3,4)=TECRZ+TECR0.sin(CONP)+TECBHl.cos(CONTP)； 漸開線初始圓弧分段點的坐標: 1)A點坐標,A點為漸開線初始圓弧段的起點 A 點極徑
【文檔編號】G06F17/50GK103559365SQ201310574323
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】吳新亞, 劉文博, 魏燕飛, 王庭山, 王建萍, 胡建波 申請人:上海電氣電站設備有限公司