Perusprosessi ja muuntajan simulaatiosuunnitelman avainkohdat

Riippumatta äärellisten elementtien analyysiohjelmistosta (kuten COMSOL, Infolytica, ANSYS), joita käytettiin suorittamiseenmuuntajaSimulaatioanalyysi, onko kyse sähkökentän, magneettikentän, virtauskentän, mekaanisen kentän tai akustisen kentän simulaatioanalyysistä, perusprosessi on suunnilleen sama. Jokaisen prosessin todella ymmärtämisen keskeinen kohta on perusta sille, onko simulaatioanalyysiprosessi onnistunut vai onko lopullinen simulaatiotulos luotettava. Perussimulaatioprosessi. Tieteellisen ja täydellisen muuntajan simulointiprosessin tulisi sisältää seitsemän osaa: ongelma-analyysi, geometrinen mallintaminen, materiaalien määrittäminen, fyysinen kenttäasetus, meshing, mallin ratkaiseminen ja tuloksen jälkikäsittely. Vaikeustunnistus Muuntaja on staattinen sähkölaite. Tästä näkökulmasta sen siihen liittyvä simulaatiotyö on suhteellisen yksinkertaista, koska pyörivien osien olemassaolo lisää useimpien simulointityön vaikeuksia; Mutta valitettavasti muuntaja on epälineaarinen, aikamuuntautuva, monifyysinen kenttä, joka on voimakkaasti kytketty sähkömekaaniseen laitteeseen, mikä lisää muuntajasimulaation vaikeuksia monissa tapauksissa ja tekee jopa mahdotonta ratkaista. Esimerkiksi muuntajan lämpötilakentän simulointi nesteanalyysiin ei voi saada oikeita ja luotettavia tuloksia suurimman osan ajasta. Yhtäältä nesteen perusteoria on hyvin monimutkainen, eikä yhtenäistä stabiilia teoriaa ole vielä muodostettu; Toisaalta muuntajan lämpötilakentän simulointi vaatii kaksisuuntaista voimakasta kytkemistä "magneettikentän lämmityksen siirtokentän fluidikentän" kolmen kentän ". Muuntajan erittäin suurelle malleille on vaikea ratkaista yksi virtauskenttä, puhumattakaan supervaloista kytkentäolosuhteista kolmesta kentästä. Simulaation läpimurtojen saavuttamiseksi toisaalta simulaatio-insinööreillä on oltava syvä käsitys muuntajista liittyvistä teorioista, suunnittelusta, valmistuksesta ja toisesta tiedosta ja toisesta kädestä, simulaatio-insinöörien on oltava. sen toiminnasta.
Prosessin avainkohdat
4.1 Ongelma -analyysi
Ennen geometristä mallintamista on välttämätöntä suorittaa alustava analyysi simulaatioongelmasta sopivan geometrisen mallin määrittämiseksi ja oikea fyysinen kenttä. Esimerkiksi, onko simulaatioongelma yksi fyysinen kenttä vai voimakkaasti kytketty fyysinen kenttä?
4.2 Geometrinen mallintaminen
Geometrisen mallinnuksen täydellisyys määrittää simulaation tehokkuuden ja edistymisen. Suurimman osan ajasta on määritettävä yksinkertaistettu geometrinen malli. Jos geometrinen malli on kuitenkin liian yksinkertaistettu, simulaatiotulokset ovat epätarkkoja eivätkä voi ohjata suunnittelutyötä. On selvää, kuinka geometrisen mallin yksinkertaistaminen vaatii erittäin syvän ymmärryksen ratkaisemisesta. Onko esimerkiksi kaksiulotteinen geometrinen malli riittävä? Onko tarpeen luoda kolmiulotteinen geometrinen malli? Vaikka määritetään kolmiulotteinen geometrinen malli, mitkä yksityiskohdat voidaan jättää pois? Mitkä eivät saa jättää pois?
4.3 Materiaalitehtävä
Materiaalilla voi olla kymmeniä fyysisiä parametreja, mutta ratkaistavan ongelman vuoksi on usein tarpeen määrittää vain muutama materiaaliparametri. Kun annetaan tiettyjä aineellisia parametreja, niiden arvojen oikeellisuus on taata, muuten simulaatiotuloksille voidaan aiheuttaa mahdottomia poikkeamia. Joidenkin materiaalien ominaisparametrien koko vaihtelee muiden parametrien mukaan. Esimerkiksi muuntajavirtauksessa ja lämmön simuloinnissa muuntajaöljyn tiheys, spesifinen lämpökapasiteetti, lämmönjohtavuus jne.
4.4 Fyysinen kenttäasetukset
Valitun fyysisen kentän kannalta on annettava joitain välttämättömiä olosuhteita ongelman ratkaisemiseksi, kuten fyysiset yhtälöt, joita seuraa ongelmanratkaisu, viritys, alkuperäiset olosuhteet, rajaolosuhteet, rajoitukset jne.
4.5 Verkko
Meshing -prosessin voidaan sanoa olevan eniten ydinprosessia geometrisen mallinnuksen lisäksi. Teoreettisesti mitä hienompi verkko, sitä tarkempi liuos. Ei kuitenkaan ole realistista, että se on liian hieno, koska tämä lisää huomattavasti ratkaisuaikaa. Meshingin perusperiaate on: kohtuullinen yhdistelmä karkeaa ja sakkoa, jos sitä tulisi hienostaa, se tulisi hienostaa ja jos sitä tulisi karhentaa, sitä tulisi karhentaa. Manuaalinen meshing on erittäin haastava tehtävä, joka edellyttää, että simulaatioinsinöörit ymmärtävät syvän ratkaisun ratkaisemisesta. Onneksi jotkut ohjelmistot tarjoavat automaattisen meshingin fyysisten kenttien perusteella, mikä voi tehdä monissa tapauksissa helppoa. Esimerkiksi COMSOL: n automaattinen meshing-toiminto, joka perustuu sähkökentän simulointimoduuliin, on erittäin tehokas, mikä voi nopeasti silmällä erittäin suurten muuntajien tärkeimmän eristysmallin, ja meshing-nopeus on melkein 40 kertaa nopeampi kuin muut ohjelmistot. Valitettavasti ohjelmiston automaattinen meshing -toiminto ei riitä ratkaisemaan joitain ongelmia, koska ohjelmisto on yleinen eikä pysty tunnistamaan, missä verkko on salattu, kuten virtauskentän ratkaisemisessa. 4.6 Malliratkaisu Simulaatioratkaisun ydin on suurten erillisten yhtälöiden ratkaiseminen. Tämä edellyttää, että simulaatioinsinöörit ymmärtävät joitain välttämättömiä matemaattisia tietoja, kuten matriisitietoa, Newton -iteraatiomenetelmää jne. Jotkut ohjelmistoratkaisijat asetetaan automaattisesti ratkaisemisen ongelman mukaisesti, ja simulaatioinsinöörien ei tarvitse puuttua lisäksi. Mutta aivan kuten meshing, tämä ei ole ihmelääke. Joidenkin edistyneiden ja monimutkaisten ongelmien ratkaisu edellyttää, että simulaatioinsinöörit asettavat ne erikseen ja kohtuudella, jotta simulaatio lähenee nopeasti ja simulaatiotulosten tarkkuus taataan.
4.7 Tulosten jälkikäsittely
Simulaation tulosten intuitiivisen näyttämiseksi simulaatiosta saadut tiedot on postittava asianmukaisesti. Esimerkiksi sähkökentän pilvikarttojen, lämpötilakenttäpilvikarttojen, virtauskenttäpilvikarttojen jne. Generointi. Lisäksi jotkut jälkikäsittely vaatii simulaatioinsinöörejä ammatillisen tiedon yhdistämiseksi prosessointiin. Esimerkiksi suurin osa sähkökentän simulointianalyysiohjelmistoista voi vain intuitiivisesti näyttää sähkökentän voimakkuuden suuruuden kussakin pisteessä, mutta onko eristysmarginaali toteutettavissa näiden tietojen tilastollinen analyysi eristysmarginaalikäyrän muodostamiseksi kumulatiivisen kentän voimakkuuden perusteella.