Grundlegende Prozesse und wichtige Punkte des Transformatorsimulationsdesigns

Unabhängig von der Finite -Elemente -Analyse -Software (wie Comsol, Infolytica, ANSYS) zur DurchführungTransformatorSimulationsanalyse, unabhängig davon, ob es sich um die Simulationsanalyse von elektrischem Feld, Magnetfeld, Durchflussfeld, mechanischem Feld oder akustischer Feld handelt, ist der Grundprozess ungefähr gleich. Der entscheidende Punkt, um jeden Prozess wirklich zu verstehen, ist die Grundlage dafür, ob der Simulationsanalyseprozess erfolgreich ist oder ob das endgültige Simulationsergebnis zuverlässig ist. Grundlegende Simulationsprozess Ein wissenschaftlicher und vollständiger Transformator-Simulationsprozess sollte sieben Teile umfassen: Problemanalyse, geometrische Modellierung, Materialzuordnung, physikalische Feldeinstellung, Meshing, Modelllösung und Ergebnis-Nachbearbeitung. Schwierigkeitserkennung Der Transformator ist ein statisches elektrisches Gerät. Aus dieser Perspektive ist die damit verbundene Simulationsarbeit relativ einfach, da die Existenz von rotierenden Teilen die Schwierigkeit der meisten Simulationsarbeiten erhöht. Leider ist der Transformator ein nichtlineares, zeitlich variierendes, multi-physikalisches Feld stark gekoppeltes elektromechanisches Gerät, das die Schwierigkeit der Transformatorsimulation in vielen Fällen erhöht und es sogar unmöglich macht, es zu lösen. Beispielsweise kann die Temperaturfeldsimulation des Transformators basierend auf der Fluidanalyse die meiste Zeit die korrekten und zuverlässigen Ergebnisse erhalten. Einerseits ist die grundlegende Flüssigkeitstheorie sehr komplex und eine einheitliche stabile Theorie wurde noch nicht gebildet; Andererseits erfordert die Temperaturfeldsimulation des Transformators eine bidirektionale starke Kopplung der drei Felder des "Magnetfeld-Feld-Übertragungs-Feldflusfeldfeldes". Für das Super-große Modell des Transformators ist es schwierig, ein einzelnes Flow-Feld zu lösen, ganz zu schweigen von den Super-starken Kopplungsbedingungen aus den drei Feldern. Simulations-Ingenieure müssen einerseits Simulationsingenieure ein tiefes Verständnis von Simulationsingenieuren haben, die die Simulationsingenieure haben, um die Simulationsingenieure zu vergrößern, die Simulatoren und andere Simulations-Simulations-Simulations- und andere Simulations- und andere Simulations- und andere Simulations- und andere Simulationen, die auf der anderen Handlung und anderen Simulierern, die Handeln und andere, auf der Hand und auf der anderen Handlung, die Handel und die Handlungsgenieure, müssen. inhärente Natur seiner Operation.
Schlüsselpunkte des Prozesses
4.1 Problemanalyse
Vor der geometrischen Modellierung ist es erforderlich, eine vorläufige Analyse des Simulationsproblems durchzuführen, um ein geeignetes geometrisches Modell festzulegen und das richtige physikalische Feld auszuwählen. Ist das Simulationsproblem beispielsweise ein einzelnes physikalisches Feld oder ein stark gekoppeltes physisches Feld?
4.2 Geometrische Modellierung
Die Vollständigkeit der geometrischen Modellierung bestimmt die Effizienz und den Fortschritt der Simulation. Meistens muss ein vereinfachtes geometrisches Modell festgelegt werden. Wenn das geometrische Modell jedoch zu vereinfacht ist, sind die Simulationsergebnisse ungenau und können die Entwurfsarbeiten nicht leiten. Wie man das geometrische Modell vereinfacht, muss natürlich ein sehr tiefes Verständnis des Problems gelöst werden. Ist beispielsweise ein zweidimensionales geometrisches Modell ausreichend? Ist es notwendig, ein dreidimensionales geometrisches Modell festzulegen? Auch wenn ein dreidimensionales geometrisches Modell festgelegt wird, welche Details können weggelassen werden? Welche darf nicht weggelassen werden?
4.3 Materialzuordnung
Ein Material kann Dutzende physikalischer Parameter haben, aber damit das Problem gelöst werden muss, ist es häufig nur erforderlich, um einige Materialparameter zu bestimmen. Bei der Angabe spezifischer Materialparameter muss die Richtigkeit ihrer Werte garantiert werden, ansonsten können bei den Simulationsergebnissen nicht akzeptable Abweichungen verursacht werden. Die Größe einiger materieller charakteristischer Parameter variiert mit anderen Parametern. Beispielsweise variieren die Dichte, die spezifische Wärmekapazität, die thermische Leitfähigkeit usw. des Transformatoröls mit der Temperatur, und diese Beziehung muss durch eine relativ genaue Funktion charakterisiert werden.
4.4 Einstellungen für physikalische Feld
Für das ausgewählte physikalische Feld müssen einige notwendige Bedingungen zur Lösung des Problems angegeben werden, wie z.
4,5 Vernetzung
Der Vernetzungsprozess kann neben der geometrischen Modellierung der Kernprozess sein. Theoretisch, je feiner das Netz, desto genauer die Lösung. Es ist jedoch nicht realistisch, zu fein zu fein, da dies die Lösungszeit erheblich erhöht. Das Grundprinzip der Vernetzung ist: vernünftige Kombination aus grob und fein, wo es verfeinert werden sollte, es sollte verfeinert werden und wo es verschleiert werden sollte, sollte es vergrößert werden. Manuelles Mesen ist eine sehr herausfordernde Aufgabe, bei der Simulationsingenieure ein tiefes Verständnis des Problems haben, das gelöst werden soll. Glücklicherweise bietet einige Software automatische Vernetzung basierend auf physischen Feldern, die in vielen Fällen die Arbeiten erleichtern können. Beispielsweise ist die automatische Vernetzungsfunktion von Comsol basierend auf dem elektrischen Feldsimulationsmodul extrem leistungsstark, was das Hauptdämmmodell von Super-großen Transformatoren schnell in die Hand bringt, und die Meshing-Geschwindigkeit ist fast 40-mal schneller als andere Software. Leider reicht die automatische Vernetzungsfunktion der Software nicht aus, um einige Probleme zu lösen, da die Software allgemein ist und nicht feststellen kann, wo das Netz verschlüsselt werden muss, z. B. beim Lösen des Flusfelds. 4.6 Modelllösung Die Essenz der Simulationslösung besteht darin, große diskrete Gleichungen zu lösen. Dies erfordert Simulationsingenieure, einige notwendige mathematische Kenntnisse wie Matrixwissen, Newton -Iterationsmethode usw. zu verstehen. Einige Software -Solver werden automatisch entsprechend dem Problem der Lösung des Problems festgelegt, und Simulationsingenieure müssen nicht zusätzlich eingreifen. Aber genau wie das Mischen ist dies kein Allheilmittel. Die Lösung einiger fortschrittlicher und komplexer Probleme erfordert, dass Simulationsingenieure sie separat und vernünftig einrichten, damit die Simulation schnell konvergiert und die Genauigkeit der Simulationsergebnisse garantiert ist.
4.7 Nachbearbeitung der Ergebnisse
Um die Ergebnisse der Simulation intuitiv anzuzeigen, müssen die aus der Simulation erhaltenen Daten ordnungsgemäß postbearbeitet werden. Beispielsweise müssen die Erzeugung elektrischer Feldwolkenkarten, Temperaturfeld-Wolkenkarten, Durchflussfeldwolkenkarten usw. Darüber hinaus erfordert, dass Simulationsingenieure professionelle Kenntnisse für die Verarbeitung kombinieren. Beispielsweise kann die meisten elektrischen Feldsimulationsanalyse -Software nur intuitiv die Größe der elektrischen Feldstärke an jedem Punkt aufweisen. Ob der Isolationsrand machbar ist, erfordert eine statistische Analyse dieser Daten, um eine Isolationsrandkurve basierend auf der kumulativen Feldstärke zu bilden.