(19)中华 人民共和国 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 202111461340.0 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 东方电气集团东方电机有限公司 地址 618000 四川省德阳市旌阳区黄河西 路188号 (72)发明人 周俊鹏　何启源　王世建　陈昌林　 杜轩　王明坤　孙峰　范洋铭　 陈小通　 (74)专利代理 机构 成都天嘉专利事务所(普通 合伙) 5121 1 代理人 王朋飞 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种关于定子绕组端部电磁和结构耦合动 力学分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种关于定子绕组端部电磁 和结构耦合动力学分析方法， 涉及汽轮发电机技 术领域。 本发 明首先建立定子绕组端部的有限元 三维模型， 再将三维模型导入电磁 分析软件中进 行电磁分析并得到电磁数据， 然后将电磁分析结 果导入结构分析模型中， 进行电磁和结构耦合并 完成瞬态动力响应 分析， 最终得到能够真实反映 定子绕组端部随时间和空间分布的动力响应， 计 算结果和实测值吻合， 本发明的分析方法相较于 现有分析方法而言， 分析 结果更可靠、 准确。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 114169199 A 2022.03.11 CN 114169199 A 1.一种关于定子绕组端部电磁和结构耦合动力学分析方法， 其特征在于， 该方法包括 以下步骤： S1、 建立定子绕组端部中线棒的有限元三维模型， 并将建立的三维模型导入到电磁分 析软件中， 通过电磁分析， 得到线棒上各个单元在 对应时间步长下电磁力密度的三个分量， 并输出数据文件A； S2、 在结构分析软件中， 设定定子绕组端部模型的接触关系、 网格和边界条件， 建立定 子绕组端部中线棒的结构分析模型， 并将线棒中所有节点和单元分别 建立组件， 生成数据 文件B； S3、 首先读取电磁分析数据文件A中线棒的节点坐标， 再读取结构分析软件生成的数据 文件B中线棒的节 点坐标； 通过对两个文件中不同坐标值的循环查找， 得到电磁分析与结构 分析中相对应的节点对； 将电磁分析数据文件A中线棒节点的电磁力密度赋予到结构分析 数据文件B中线棒的节点上， 得到结构分析模型中线棒节点电磁力 密度的三个分量， 写入到 数据文件B中； S4、 读取结构分析模型中线棒各单位体积和节点信息； 对每个单元相关节点上电磁力 密度的三个分量求均值， 得到该单元电磁力密度的三个分量； 将单元电磁力密度的三个分 量乘以对应单元 的体积， 得到该单元电磁力的三个分量； 将单元电磁力的三个分量分配到 该单元相关的节点上， 得到单 元节点电磁力的三个分量； S5、 将结构分析模型中的线棒上所有单元按照S4步骤进行积分运算， 得到线棒上所有 节点电磁力的三个分量； S6、 将S5步骤中得到的结构分析模型中线棒节点电磁力的三个分量加载到结构分析模 型的线棒节点上， 进行瞬态动力响应分析， 并提取分析 结果。 2.如权利要求1所述的一种关于定子绕组端部电磁和结构耦合动力学分析方法， 其特 征在于： S4步骤中， 线棒单元电磁力 密度的三个分量表 示为 （Fdx， Fdy， Fdz） ； 该单元电磁力的 三个分量表示 为 （Fx， Fy， Fz） ； 则电磁力计算公式如下： Fx=VE*Fdx； Fy=VE*Fdy； Fz=VE*Fdz； 式中， VE表示线棒单 元体积。 3.如权利要求1或2所述的一种关于定子 绕组端部电磁和结构耦合动力学分析方法， 其 特征在于： S5步骤中， 线棒上 所有节点电磁力的三个分量的计算公式如下 所示： ； ； ； 式中， ， e为线棒单 元总数。 4.如权利要求1或2所述的一种关于定子 绕组端部电磁和结构耦合动力学分析方法， 其 特征在于： 所述结构分析 软件为ANSYS软件。 5.如权利要求1或2所述的一种关于定子 绕组端部电磁和结构耦合动力学分析方法， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114169199 A 2特征在于： 所述S3步骤中， 是通过AP DL程序语言实现的。 6.如权利要求1或2所述的一种关于定子 绕组端部电磁和结构耦合动力学分析方法， 其 特征在于： 所述S4步骤中， 结构分析模型中线棒各单位体积和节点信息是通过APDL程序语 言读取的。 7.如权利要求1或2所述的一种关于定子 绕组端部电磁和结构耦合动力学分析方法， 其 特征在于： 所述S5步骤， 是通过AP DL程序语言实现的。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114169199 A 3