Niezależnie od oprogramowania do analizy elementów skończonych (takich jak COMSOL, Infolytica, ANSYS) używane do wykonaniatransformatorAnaliza symulacji, niezależnie od tego, czy jest to analiza symulacji pola elektrycznego, pola magnetycznego, pola przepływu, pola mechanicznego czy pola akustycznego, podstawowy proces jest mniej więcej taki sam. Kluczowym punktem prawdziwego zrozumienia każdego procesu jest podstawa tego, czy proces analizy symulacji zakończy się powodzeniem, czy też końcowy wynik symulacji jest wiarygodny. Podstawowy proces symulacji Proces symulacji naukowego i kompletnego transformatora powinien obejmować siedem części: analiza problemu, modelowanie geometryczne, przypisanie materiałów, ustawienie pola fizycznego, siatkę, rozwiązywanie modeli i wyniki po przetwarzaniu. Trudność rozpoznawanie Transformator jest statycznym urządzeniem elektrycznym. Z tej perspektywy jego powiązane prace symulacyjne są stosunkowo proste, ponieważ istnienie obracających się części zwiększy trudność większości pracy symulacyjnej; Ale niestety, transformator jest nieliniowym, zmiennym czasem, wielofizycznym polem silnie sprzężonym urządzeniem elektromechanicznym, które w wielu przypadkach zwiększy trudność symulacji transformatora, a nawet uniemożliwia rozwiązanie. Na przykład symulacja pola temperatury transformatora na podstawie analizy płynu nie może uzyskać prawidłowych i wiarygodnych wyników przez większość czasu. Z jednej strony podstawowa teoria płynu jest bardzo złożona, a ujednolicona teoria stabilna nie została jeszcze utworzona; Z drugiej strony symulacja pola temperatury transformatora wymaga dwukierunkowego silnego sprzężenia trzech pól „pola przenoszenia pola magnetycznego pola pola pola”. W przypadku bardzo dużego modelu transformatora trudno jest rozwiązać pola pojedynczego przepływu, nie wspominając o super-odtłuszczonych warunkach sprzęgania z trzech pól. Aby osiągnąć przełom symulacyjny w kluczowych obszarach transformatorów, z jednej strony inżynierowie symulacyjne muszą mieć głębokie zrozumienie teorii związanych z transformatorem, projektowania, produkowania, testowania i innych charakter jego działania.
Kluczowe punkty procesu
4.1 Analiza problemów
Przed modelowaniem geometrycznym konieczne jest przeprowadzenie wstępnej analizy problemu symulacyjnego w celu ustalenia odpowiedniego modelu geometrycznego i wybrania poprawnego pola fizycznego. Na przykład, czy problem symulacyjny jest pojedynczym pole fizycznym, czy silnie sprzężone pole fizyczne?
4.2 Modelowanie geometryczne
Kompletność modelowania geometrycznego określa wydajność i postęp symulacji. Przez większość czasu należy ustalić uproszczony model geometryczny. Jeśli jednak model geometryczny jest zbyt uproszczony, wyniki symulacji są niedokładne i nie mogą prowadzić pracy projektowej. Oczywiście sposób uproszczenia modelu geometrycznego wymaga bardzo głębokiego zrozumienia problemu, który należy rozwiązać. Na przykład, czy dwuwymiarowy model geometryczny jest wystarczający? Czy konieczne jest ustanowienie trójwymiarowego modelu geometrycznego? Nawet jeśli ustalono trójwymiarowy model geometryczny, które szczegóły można pominąć? Które nie wolno pominąć?
4.3 Przypisanie materiału
Materiał może mieć dziesiątki parametrów fizycznych, ale aby problem został rozwiązany, często konieczne jest tylko określenie kilku parametrów materiału. Podając określone parametry materialne, należy zagwarantować poprawność ich wartości, w przeciwnym razie nie do przyjęcia mogą być spowodowane wyników symulacji. Rozmiar niektórych parametrów charakterystycznych materiałów zmienia się w zależności od innych parametrów. Na przykład w symulacji transformatora i symulacji ciepła gęstość, właściwa pojemność cieplna, przewodność cieplna itp. Olej transformatora różnią się w zależności od temperatury, a związek ten musi być scharakteryzowany przez stosunkowo dokładną funkcję.
4.4 Ustawienia pola fizycznego
W przypadku wybranego pola fizycznego należy podać pewne niezbędne warunki do rozwiązania problemu, takie jak równania fizyczne, a następnie rozwiązywanie problemów, wyrażenie wzbudzenia, warunki początkowe, warunki brzegowe, ograniczenia itp.
4.5 Meshing
Można powiedzieć, że proces łączenia jest najbardziej podstawowym procesem oprócz modelowania geometrycznego. Teoretycznie im drobna siatka, tym bardziej dokładne rozwiązanie. Jednak zbyt drobne połączenie nie jest realistyczne, ponieważ znacznie zwiększy to czas rozwiązania. Podstawową zasadą siatki jest: rozsądna kombinacja gruboziarnistej i drobnej, gdzie powinna zostać udoskonalona, powinna zostać udoskonalona i gdzie powinna być zgrubna, powinna być zgrubowana. Ręczne siatki jest bardzo trudnym zadaniem, które wymaga od inżynierów symulacji głębokiego zrozumienia problemu do rozwiązania. Na szczęście niektóre oprogramowanie zapewnia automatyczne siatki oparte na dziedzinach fizycznych, co w wielu przypadkach może ułatwić pracę siatki. Na przykład automatyczna funkcja siatki COMSOL oparta na module symulacji pola elektrycznego jest niezwykle potężna, która może szybko zmierzyć główny model izolacji super-dużych transformatorów, a prędkość siatki jest prawie 40 razy szybsza niż inne oprogramowanie. Niestety, automatyczna funkcja tworzenia oprogramowania nie wystarczy, aby rozwiązać pewne problemy, ponieważ oprogramowanie jest ogólne i nie może określić, gdzie trzeba zaszyfrować siatkę, na przykład podczas rozwiązywania pola przepływu. 4.6 Rozwiązanie modelowe Esencja rozwiązania symulacyjnego jest rozwiązanie dużych dyskretnych równań. Wymaga to, aby inżynierowie symulacji zrozumieli pewną niezbędną wiedzę matematyczną, takie jak wiedza Matrix, metoda iteracji Newton itp. Niektóre rozwiązanie oprogramowania są automatycznie ustawione zgodnie z rozwiązaniem problemu, a inżynierowie symulacji nie muszą dodatkowo interweniować. Ale podobnie jak siatka, to nie jest panaceum. Rozwiązanie niektórych zaawansowanych i złożonych problemów wymaga, aby inżynierowie symulacji skonfigurowały je osobno i rozsądnie, aby symulacja szybko się zbiegła i gwarantowano dokładność wyników symulacji.
4.7 Po przetwarzaniu wyników
Aby intuicyjnie wyświetlić wyniki symulacji, dane uzyskane z symulacji muszą być odpowiednio przetworzone. Na przykład generowanie map chmur pola elektrycznego, map chmur pola temperatury, map chmury pola przepływu itp. Ponadto niektóre po przetwarzaniu wymagają inżynierów symulacji połączenia profesjonalnej wiedzy w celu przetwarzania. Na przykład większość oprogramowania do analizy symulacji pola elektrycznego może tylko intuicyjnie wyświetlać wielkość wytrzymałości pola elektrycznego w każdym punkcie, ale to, czy margines izolacji jest wykonalny, wymaga analizy statystycznej tych danych, aby utworzyć krzywą marginesu izolacji w oparciu o skumulowaną wytrzymałość pola.
