(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 202210903853.0 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 中国商用飞机有限责任公司北京民 用飞机技 术研究中心 地址 102211 北京市昌平区小汤山未来科 技城中国商飞北研中心 申请人 中国商用飞机有限责任公司 (72)发明人 冯韵　回彦年　 (74)专利代理 机构 泰和泰律师事务所 51219 专利代理师 范相玉 (51)Int.Cl. G01K 7/02(2021.01) G01D 21/02(2006.01) H02K 11/25(2016.01) G06F 30/23(2020.01)G06F 30/15(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种航空三级式发电机的内部温度预测方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种航空三级式发电机的内 部温度预测方法及系统， 预测方法包括如下步 骤： S1： 生成基于电机运行状态以及汇流排侧输 出电压、 电流以及谐波含量与三级式电机内部损 耗与分布的拟合预测模型； S2： 构建航空三级式 起动发电机的传热模型； 将航空三级式起动发电 机的分布式热源基于步骤S1简化形成齿尖面热 源， 在主发电机外壳轴向位置布置多个温度测 点； 以测点为原点， 在电机径向指向轴心方向建 立热路； S3： 基于POD法建立定子齿尖 面热源与转 子单个绕组外侧表面热源的正交降阶映射模型； S4： 基于S3中的正交降阶映射模型， 结合S2中形 成的齿尖面热源分布， 得到转子绕组外侧外表面 温度分布。 本发 明实现了对航空三级式发电机的 内部温度可靠预测。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115219055 A 2022.10.21 CN 115219055 A 1.一种航空三级式发电机的内部温度预测方法， 其特征在于： 以航空三级式发电机运 行状态、 汇流排处电能质量监测值、 机壳特定测点温度值、 冷却油箱出入口流量及压力为输 入参数， 预测 起动发电机的主发电机及主励磁机的关键部件温度参数； 所述预测方法包括 如下步骤： S1： 进行全任务剖面下的电磁有限元计算， 基于仿真损耗分布云图绘制等值线， 据 此确 定不同工况下航空三级式起动发电机的关键热源位置， 将热源损耗的三 维结果进 行降阶处 理， 生成基于电机运行状态以及汇流排侧输出电压、 电流以及谐波含量与三级式电机内部 损耗与分布的拟合预测模型； S2： 构建航空三级式起动发电机的传热模型； 将航空三级式起动发电机的分布式热源 基于步骤S1简化形成齿尖面热源， 在主发电机外壳轴向位置布置多个温度测点； 以测点为 原点， 在电机径向指向轴心方向建立热路； S3： 进行全任务剖面下的电机稳定工况的温度场计算模型， 提取定子最高侧单个齿尖 面温度分布与转子绕组外侧面温度分布， 将齿尖面温度云图和转子绕组外侧面温度云图分 别从轴向等分为多份， 并提取每份的中点 温度值， 基于POD法建立定子齿尖面热源与转子单 个绕组外侧表面热源的正交降阶映射模型； S4： 基于S3中的正交降阶映射模型， 结合S2中形成的齿尖面热源分布， 得到转子绕组外 侧外表面温度分布。 2.根据权利要求1所述的一种航空三级式发电机的内部温度 预测方法， 其特征在于： 所 述S1中电机运行状态有三相起动、 单相起动或发电三种。 3.根据权利要求1所述的一种航空三级式发电机的内部温度 预测方法， 其特征在于： 所 述S2中在 主发电机外壳轴向位置布置多个温度测点， 具体为布置6n +4个， n表 示周向螺旋流 道数。 4.根据权利要求1所述的一种航空三级式发电机的内部温度 预测方法， 其特征在于： 所 述S3中将齿尖面 温度云图和转子绕组外侧面温度云图分别从轴向等分为多份， 具体分为6n +4份， n表示周向螺 旋流道数。 5.根据权利要求1所述的一种航空三级式发电机的内部温度 预测方法， 其特征在于： 所 述S2中建立的热路依次包括： 机壳热阻、 流道归算冷源、 铁心热阻、 电机铁心齿与绕组归算 热源、 齿尖和齿尖面热源。 6.一种航空三级式发电机的内部温度预测系统， 其特征在于： 所述系统包括航空三级 式起动发电机及其冷却系统、 机壳温度测量系统、 供油系统、 供油出入口流量与压力监测系 统以及计算机； 所述航空三级式起动发电机包括主发电机定子铁心 的轭部与齿部、 定子绕组、 转子绕 组； 所述供油系统包括油箱、 油泵， 所述油箱出口和入口与航空三级式起动发电机冷却系 统相连形成冷却循环回路， 并在油箱与电机的连接处设置供油出入口流量与压力监测系 统； 所述航空三级式起动发电机冷却系统包括电机油冷夹套、 转子轴、 输液管路、 供油箱、 油泵、 以及管路开关阀门； 所述机壳温度测量系统包括多个温度传感器， 在航空三级式起动发电机机 壳上侧最高权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115219055 A 2点轴向方位 安设多个测点； 使用温度传感器进行温度值测量。 7.根据权利要求6所述的一种航空三级式发电机的内部温度 预测系统， 其特征在于： 所 述在航空三级式起动发电机 机壳上侧最高点轴向方位 安设多个测点。 8.根据权利要求6所述的一种航空三级式发电机的内部温度 预测系统， 其特征在于： 所 述多个测点具体数量为6n +4个， n为周向螺旋流道数； 即在从机壳流道覆盖的轴向长度 平均 设置6n个温度测点， 在主发电机定子铁心对应的机壳外侧的前方与后方各设两个温度测 点。 9.根据权利要求6所述的一种航空三级式发电机的内部温度 预测系统， 其特征在于： 所 述计算机汇总机壳温度测量系统和供油出入口流量与压力监测系统数据， 控制供油系统运 行， 并将机壳温度测量系统和供油出入口流 量与压力监测系统数据处 理分析后进行显示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115219055 A 3