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龍圖騰網恭喜南京師范大學申請的專利一種兆瓦級高速永磁電機溫升計算方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114547939B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202210180877.8，技術領域涉及：G06F30/23；該發明授權一種兆瓦級高速永磁電機溫升計算方法是由丁樹業;瞿騰超;金子辰;李光志;申淑鋒設計研發完成，并于2022-02-25向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種兆瓦級高速永磁電機溫升計算方法在說明書摘要公布了：本發明提出了一種兆瓦級高速永磁電機溫升計算方法，該方法為：首先建立電機求解域物理模型；再根據結構特點劃分網格，設置邊界條件，利用計算流體力學法計算流體場數據；基于平均流速計算各部件熱阻，進而建立熱網絡模型，最終求解電機各部件溫升分布。該方法結合了計算流體力學法和集總參數熱網絡法各自優勢，以計算流體力學法獲得的精確流場數據計算熱網絡模型的熱阻參數，避免了傳統熱網絡法在復雜流場下采用經驗值導致的精度缺陷。可以準確、快速地計算兆瓦級高速永磁電機的溫升分布。

本發明授權一種兆瓦級高速永磁電機溫升計算方法在權利要求書中公布了：1.一種兆瓦級高速永磁電機溫升計算方法一種兆瓦級高速永磁電機溫升計算方法，其特征在于，包含以下步驟：步驟1：建立電機求解域物理模型；根據電機結構，選取合適求解域并進行合理簡化；步驟2：網格劃分和邊界設置；設置合適的尺寸條件，劃分網格，采用有限體積法求解，根據模型結構設置對應的邊界條件，包括入口和出口；步驟3：流體場計算；檢查網格質量，基于邊界條件，利用計算流體力學軟件模擬電機內流體流動屬性，根據流場數據計算得到各流體域平均流速；步驟4：建立熱路模型；利用T形等效法構建目標電機熱網絡模型，其中T1、T2分別為空心圓柱體外壁面與內壁面平均溫升，Ta、Tb分別為空心圓柱體左右兩側端面的平均溫升，P為該空心圓柱體所產生的損耗，R1a、R2a為軸向傳導熱阻，R3a為軸向附加阻抗，R1r、R2r為徑向傳導熱阻，R3r為徑向附加阻抗，假設圓柱體軸徑向傳熱相互獨立，其軸徑向傳導熱阻計算公式為： 由于電機結構的對稱性，軸向傳導熱阻R1a、R2a相等；將電機內部各部分流體溫升均表示成了損耗與空氣熱阻乘積的形式，體現了各部分冷卻介質溫升與能量間的關系，作為電機溫升計算的重要邊界條件，寫成矩陣形式為： 其中共包含8個熱源、7個受控源，以機殼外部空氣溫升為0勢能面；步驟5：計算熱阻參數；按照能量傳遞形式的不同進行分類，分為傳導散熱、對流散熱以及輻射散熱，高速永磁電機各結構件溫升梯度較小，輻射傳熱相對于其他傳熱途徑忽略不計，因此只需考慮傳導熱阻與對流熱阻；電機的熱傳導是指電機內各結構體間不產生相對位移時，能量的傳遞形式，電機內各結構體間的熱傳導均遵循傅里葉導熱定律： 式中：φ為熱流量；λ為導熱系數；A為導熱面截面面積；T為節點溫升；n為溫升梯度方向；q為沿n方向的熱流密度；負號表示熱量傳遞的方向與溫度升高的方向相反；電機內定轉子鐵心、永磁體、轉子護套等效為空心圓柱形結構，其內外壁面間的徑向傳導熱阻計算公式為： 式中：r1，r2分別為空心圓柱體的內外壁面半徑；l為空心圓柱體軸向長度；根據電機的軸徑向混合通風結構，對流散熱系數包含定轉子端部散熱系數，氣隙處散熱系數，機殼散熱系數，定轉子軸向風道內散熱系數和定子徑向風道散熱系數；冷卻介質由入風口進入電機端部氣腔，與定轉子端部發生對流換熱現象，屬于強制對流換熱，換流系數計算公式為：h＝15.50.39v1+1式中：v1為定轉子端部冷卻介質流速；氣隙散熱系數，轉子軸向風道散熱系數的計算取決于努塞爾數，對流散熱系數計算公式為： 式中：Nu為努塞爾數；k為空氣的熱導率；δ為氣隙徑向長度；機殼采用自然對流散熱冷卻方式，對流散熱系數計算公式為： 式中：v3為機殼外空氣流速；在已知固體表面散熱系數的情況下，軸徑向混合通風冷卻方式的對流熱阻可由上述定轉子端部散熱系數計算公式得出： 式中：A為固體表面與冷卻介質間的接觸面積；步驟6：熱網絡計算；通過搭建電機熱網絡模型，電機熱網絡模型計算過程類似電網絡求解，聯立附加的邊界條件方程組： 式中：Pc為各結構件流入冷卻介質的能量；由上述可知各節點溫升Tc可由Pc節點溫升與空氣間熱阻得出：Tc＝RPc網絡中各節點的溫升列向量： 根據熱路圖中的熱阻，計算出電機定轉子各部分的平均溫度。

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