(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211085031.2 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市东大镇 东祥路1 号 (72)发明人 梁培鑫　焦宁飞　申科　刘卫国　 皇甫宜耿 　 (74)专利代理 机构 丽水创智果专利代理事务所 (普通合伙) 33278 专利代理师 胡崧 (51)Int.Cl. G06F 17/10(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种电推进电机绕组的等效导热系数的计 算方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种电推进电机绕组的等效 导热系数的计算方法及系统， 涉及电推进电机温 度场计算领域， 其中电推进电机绕组的等效导热 系数的计算方法包括以下步骤： 根据电推进电机 中的整个绕组在槽内的排布状态， 将绕组划分为 多单元圆形结构； 建立多单元圆形结构中的绝缘 层子域的温度的拉普拉斯方程， 及绕组层子域的 温度的泊松方程； 根据多单元圆形结构中的边界 条件， 求解各个子域的温升， 并求解多单元圆形 结构的总温升， 将整个绕组等效为圆形发热体， 将多单元圆形结构的总温升作为圆形发热体的 温升； 计算得到整个绕组的等效导热系数。 本发 明提出的基于解析方法的绕组等效模 型， 获得绕 组温度更精确； 所提方法也为其他类型电机的温 度求解提供参考。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115422492 A 2022.12.02 CN 115422492 A 1.一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 根据电推进电机中的整个绕组在槽内的排布状态， 将绕组划分为多单元圆形结构， 每 个单元均由绝 缘层和绕组层组成， 每 个单元中的绝 缘层、 绕组层均为 一个子域； 在极坐标系下， 对多单元圆形结构建立热微分方程， 即建立绝缘层子域的温度的拉普 拉斯方程， 建立绕组层子域的温度的泊松方程； 根据多单元圆形结构中的各个子域的交界面上热流量相等， 径向温度梯度相等的边界 条件， 求解多单元圆形结构的热微分方程， 得到各个子域的温升； 根据各个子域的温升求解多单元圆形结构的总温升， 将整个绕组等效为圆形发热体， 将多单元圆形结构的总温升作为圆形发热体的温升； 根据圆形发热体的温升， 计算得到整 个绕组的等效导热系数。 2.根据权利要求1所述的一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法， 其特征在 于： 所述多单 元圆形结构的单 元数的计算公式为： 其中， n为单元数； Aw为裸线面积， 其表达式为： 其中tw为绕组层厚度； ti为绕组层厚度； 其中绕组层厚度tw、 绝缘层厚度ti与单元数n之间的关系可以表示 为： n(tw+ti)＝rn,2                   (3) 其中rn,2为第n个绝 缘层的外径， 其表达式为： 其中As是槽面积。 3.根据权利要求1所述的一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法， 其特征在 于： 所建立的所述 绝缘层子域的温度的拉普拉斯方程的表达式为： 所建立的所述绕组层子域的温度的泊松方程的表达式为： 其中T为温度； q为热流密度； λ为 导热系数。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115422492 A 24.根据权利要求3所述的一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法， 其特征在 于： 根据多单元圆形结构 中的各个子域的交界面上热流量相等， 径向温度梯度相等的边界 条件， 求解多单元圆形结构的热微分方程， 得到各个子域的温升， 包括： 求解第n个绕组层子域的温升Tn,1'和热量φn,1， 其表达式分别为： 其中Tn‑1,2'为第n‑1个单元的绝缘层子域的温升； λn,1为第n单元的绕组层的导热系数； ri,j为第i单元的绕组层j＝1或者 绝缘层j＝2的半径； L为电机铁心轴向长度； rn,1为第n个单 元的绕组层的半径； rn‑1,2为第n‑1个单元的绝缘层的半径； 求解第n个绝 缘层子域的温升Tn,2'和热量φn,2， 其表达式分别为： 其中rn,2为第n个单 元的绝缘层的半径； λn,2为第n单元的绝缘层的导热系数。 5.根据权利要求4所述的一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法， 其特征在 于： 所述根据各个子域的温升求 解多单元圆形结构的总温升， 包括： 求解所述多单 元圆形结构的总温升， 其表达式为： 其中T0'圆心温度； λi,j为第i单元的绕组层j＝1或者 绝缘层j＝2的导热系数； rk,p为第k单元的绕组层 p＝1或者 绝缘层p＝2的半径。 6.根据权利要求5所述的一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法， 其特征在权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115422492 A 3