A transzformátor szimulációs tervének alapvető folyamata és kulcsfontosságú pontjai

Függetlenül attól, hogy a véges elem -elemző szoftvert (például a COMSOL, az Infolytica, az ANSYS) használjáktranszformátorSzimulációs elemzés, függetlenül attól, hogy az elektromos mező, a mágneses mező, az áramlási mező, a mechanikai mező vagy az akusztikus mező szimulációs elemzése, az alapvető folyamat nagyjából megegyezik. Az egyes folyamatok valóban megértésének legfontosabb pontja az alapja annak, hogy a szimulációs elemzési folyamat sikeres -e, vagy a végső szimulációs eredmény megbízható -e. Alapvető szimulációs folyamat A tudományos és teljes transzformátor-szimulációs folyamatnak hét résznek kell lennie: problémás elemzés, geometriai modellezés, anyagi hozzárendelés, fizikai terepi beállítás, összeállítás, modellmegoldás és eredmény utáni feldolgozás. Nehézségi felismerés A transzformátor statikus elektromos eszköz. Ebből a szempontból a kapcsolódó szimulációs munka viszonylag egyszerű, mivel a forgó alkatrészek létezése növeli a legtöbb szimulációs munka nehézségét; Sajnos azonban a transzformátor egy nemlineáris, időbeli, multi-fizikai mező erősen kapcsolt elektromechanikus eszköz, amely sok esetben növeli a transzformátor szimulációjának nehézségét, sőt lehetetlenné teszi a megoldást. Például a transzformátor hőmérsékleti mező szimulációja a folyadék analízisen alapulhat, a legtöbb alkalommal nem tud helyes és megbízható eredményeket elérni. Egyrészt a folyadék alapvető elmélete nagyon összetett, és még nem alakult ki egy egységes stabil elmélet; Másrészt, a transzformátor hőmérsékleti mező-szimulációja megköveteli a "mágneses mező-meleg transzfer-fluid mező" három mezőjének kétirányú erős összekapcsolását. For the super-large model of the transformer, it is difficult to solve a single flow field, not to mention the super-strong coupling conditions from the three fields.To achieve simulation breakthroughs in key areas of transformers, on the one hand, simulation engineers need to have a deep understanding of transformer-related theories, design, manufacturing, testing and other knowledge, and on the other hand, simulation engineers need to be very proficient in operating simulation software and understand the inherent nature működését.
A folyamat kulcsfontosságú pontjai
4.1 Problémaelemzés
A geometriai modellezés előtt a szimulációs probléma előzetes elemzését kell elvégezni a megfelelő geometriai modell létrehozása és a megfelelő fizikai mező kiválasztása érdekében. Például, a szimulációs probléma egyetlen fizikai vagy erősen kapcsolt fizikai mező?
4.2 Geometriai modellezés
A geometriai modellezés teljessége határozza meg a szimuláció hatékonyságát és előrehaladását. A legtöbb esetben egyszerűsített geometriai modellt kell létrehozni. Ha azonban a geometriai modell túl egyszerűsített, akkor a szimulációs eredmények pontatlanok, és nem tudják irányítani a tervezési munkát. Nyilvánvaló, hogy a geometriai modell egyszerűsítésének módja megköveteli a megoldandó probléma nagyon mély megértését. Például elegendő-e egy kétdimenziós geometriai modell? Szükség van-e háromdimenziós geometriai modell kialakítására? Még ha háromdimenziós geometriai modellt is létrehoznak, mely részleteket lehet elhagyni? Melyeket nem szabad kihagyni?
4.3 Anyag hozzárendelés
Lehet, hogy egy anyagnak tucatnyi fizikai paramétere van, de a probléma megoldásához gyakran csak néhány anyagparaméter meghatározása szükséges. Konkrét anyagparaméterek megadásakor garantálni kell értékeik helyességét, különben elfogadhatatlan eltéréseket okozhat a szimulációs eredmények. Egyes anyagjellemző paraméterek mérete más paraméterektől függ. Például a transzformátor áramlásában és a hőszimulációban a transzformátorolaj sűrűségét, specifikus hőkapacitását, hővezető képességét stb. A hőmérsékletenként változik, és ezt a kapcsolatot egy viszonylag pontos funkcióval kell jellemezni.
4.4 Fizikai mezőbeállítások
A kiválasztott fizikai mezőhöz a probléma megoldásához szükséges néhány feltételet, például a fizikai egyenleteket, amelyeket a problémamegoldás követ, a gerjesztés kifejezését, a kezdeti feltételeket, a határfeltételeket, a korlátokat stb.
4.5 Meshing
A geometriai modellezés mellett a hálószerkezeti folyamat a legfontosabb folyamat. Elméletileg minél finomabb a háló, annál pontosabb a megoldás. Ugyanakkor nem reális a túl finoman összeillesztése, mert ez nagymértékben növeli a megoldási időt. A háló alapelve: A durva és a finom kombinációja, ahol finomítani kell, finomítani kell, és ahol durván kell lennie, akkor durva. A kézi beillesztés egy nagyon kihívást jelentő feladat, amely megköveteli a szimulációs mérnököket, hogy mélyen megértsék a problémát. Szerencsére egyes szoftverek fizikai mezőkön alapuló automatikus összeillesztést biztosítanak, ami sok esetben megkönnyítheti a háló munkáját. Például a COMSOL automatikus beillesztési funkciója az elektromos mező szimulációs modulon alapul, amely gyorsan képes összekapcsolni a szuper-nagy transzformátorok fő szigetelési modelljét, és a hálósebesség csaknem 40-szer gyorsabb, mint a többi szoftver. Sajnos a szoftver automatikus beillesztési funkciója nem elegendő bizonyos problémák megoldásához, mivel a szoftver általános és nem tudja azonosítani, hogy hol kell titkosítani a hálóját, például az áramlási mező megoldásakor. 4.6 Modellmegoldás A szimulációs megoldás lényege a nagy diszkrét egyenletek megoldása. Ez megköveteli a szimulációs mérnököknek, hogy megértsék néhány szükséges matematikai ismeret, például a mátrix -ismeretek, a newton iterációs módszer stb. Egyes szoftvermegoldókat automatikusan beállítják a megoldott probléma szerint, és a szimulációs mérnököknek nem kell beavatkozniuk. De csakúgy, mint a háló, ez nem csodaszer. Néhány fejlett és összetett problémának megoldása megköveteli, hogy a szimulációs mérnökök külön -külön és ésszerűen állítsák be őket, hogy a szimuláció gyorsan konvergáljon, és a szimulációs eredmények pontossága garantált.
4.7 Az eredmények utófeldolgozása
A szimuláció eredményeinek intuitív megjelenítéséhez a szimulációból kapott adatokat megfelelően feldolgozni kell. Például az elektromos terepi felhő térképek, a hőmérséklet-felhő-térképek, az áramlási mező felhő térképek előállítása stb. Ezen felül néhány utófeldolgozás megköveteli a szimulációs mérnököket, hogy a szakmai ismereteket kombinálják a feldolgozáshoz. Például a legtöbb elektromos mező szimulációs elemző szoftver csak intuitív módon jeleníti meg az elektromos mező szilárdságának nagyságát minden ponton, de az, hogy a szigetelési margó megvalósítható -e, ezen adatok statisztikai elemzéséhez szükséges, hogy a kumulatív mező szilárdságán alapuló szigetelési margógörbe képződjön.