Ongeacht de eindige elementanalysesoftware (zoals COMSOL, Infolytica, ANSYS) die worden gebruikt om uit te voerentransformatorSimulatie -analyse, of het nu de simulatieanalyse is van elektrisch veld, magnetisch veld, stroomveld, mechanisch veld of akoestisch veld, het basisproces is ongeveer hetzelfde. Het belangrijkste punt van het echt begrijpen van elk proces is de basis voor de vraag of het simulatieanalyseproces succesvol is of dat het uiteindelijke simulatieresultaat betrouwbaar is. Basic simulatieproces Een wetenschappelijk en volledig transformatorsimulatieproces moet zeven onderdelen omvatten: probleemanalyse, geometrische modellering, materiaaltoewijzing, fysieke veldinstelling, meshing, modeloplossing en resultaat na verwerking. Moeilijkheidsherkenning De transformator is een statisch elektrisch apparaat. Vanuit dit perspectief is het gerelateerde simulatiewerk relatief eenvoudig, omdat het bestaan van roterende delen de moeilijkheid van de meeste simulatiewerkzaamheden zal vergroten; Maar helaas is de transformator een niet-lineair, in de tijd variërend, multi-fysiek veld sterk gekoppeld elektromechanisch apparaat, dat in veel gevallen de moeilijkheid van transformatorensimulatie zal vergroten en zelfs onmogelijk zal maken om op te lossen. De temperatuurveldsimulatie van de transformator op basis van vloeistofanalyse kan bijvoorbeeld niet meestal correcte en betrouwbare resultaten verkrijgen. Enerzijds is de basistheorie van vloeistof zeer complex en is er nog geen uniforme stabiele theorie gevormd; Aan de andere kant vereist de temperatuurveldsimulatie van de transformator een bidirectionele sterke koppeling van de drie velden van "magnetisch veld-verwarmde overdracht veld-fluïd veld". Voor het supergrote model van de transformator is het moeilijk om een enkel stromingsveld op te lossen, en niet te vergeten de supersterke koppelingsvoorwaarden uit de drie velden. Om simulatie doorbraak te bereiken in belangrijke gebieden van transformatoren, enerzijds moeten simulatie-ingenieurs een diep begrip van transformator-gerelateerde theorieën, ontwerpen, testen, testen, testen, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis, en andere kennis en andere hand, te begrijpen, en een andere hand. inherente aard van de werking ervan.
Belangrijke punten van het proces
4.1 Probleemanalyse
Vóór geometrische modellering is het noodzakelijk om een voorlopige analyse van het simulatieprobleem uit te voeren om een geschikt geometrisch model op te zetten en het juiste fysieke veld te selecteren. Is het simulatieprobleem bijvoorbeeld een enkel fysiek veld of een sterk gekoppeld fysiek veld?
4.2 Geometrische modellering
De volledigheid van geometrische modellering bepaalt de efficiëntie en voortgang van de simulatie. Meestal moet een vereenvoudigd geometrisch model worden vastgesteld. Als het geometrische model echter te vereenvoudigd is, zijn de simulatieresultaten onnauwkeurig en kunnen ze het ontwerpwerk niet kunnen begeleiden. Het is duidelijk dat het vereenvoudigen van het geometrische model een zeer diep inzicht vereist van het probleem dat moet worden opgelost. Is een tweedimensionaal geometrisch model bijvoorbeeld voldoende? Is het nodig om een driedimensionaal geometrisch model op te zetten? Zelfs als een driedimensionaal geometrisch model wordt vastgesteld, welke details kunnen worden weggelaten? Welke mogen niet worden weggelaten?
4.3 Materiële toewijzing
Een materiaal kan tientallen fysieke parameters hebben, maar om het probleem op te lossen, is het vaak alleen nodig om enkele materiaalparameters te bepalen. Bij het geven van specifieke materiaalparameters moet de juistheid van hun waarden worden gegarandeerd, anders kunnen onaanvaardbare afwijkingen worden veroorzaakt aan de simulatieresultaten. De grootte van sommige materiële karakteristieke parameters varieert met andere parameters. In de transformatorstroom en warmtesimulatie bijvoorbeeld, variëren de dichtheid, specifieke warmtecapaciteit, thermische geleidbaarheid, enz. Van de transformatorolie variëren met temperatuur, en deze relatie moet worden gekenmerkt door een relatief nauwkeurige functie.
4.4 Fysieke veldinstellingen
Voor het geselecteerde fysieke veld moeten enkele noodzakelijke voorwaarden voor het oplossen van het probleem worden gegeven, zoals de fysieke vergelijkingen gevolgd door de probleemoplossing, de expressie van de excitatie, de beginvoorwaarden, de randvoorwaarden, de beperkingen, enz.
4.5 Meshen
Van het meshingproces kan worden gezegd dat het naast geometrische modellering het meest kernproces is. Theoretisch, hoe fijner het gaas, hoe nauwkeuriger de oplossing. Het is echter niet realistisch om te fijn te vermengen, omdat dit de oplossingstijd aanzienlijk zal vergroten. Het basisprincipe van meshing is: een redelijke combinatie van grof en prima, waar het moet worden verfijnd, moet het worden verfijnd en waar het moet zijn, moet het grover zijn. Handmatig meshing is een zeer uitdagende taak, waarbij simulatie -ingenieurs een diep inzicht hebben in het probleem dat wordt opgelost. Gelukkig biedt sommige software automatisch meshing op basis van fysieke velden, waardoor Meshing in veel gevallen gemakkelijk kan werken. De automatische meshing-functie van COMSOL op basis van de elektrische veldsimulatiemodule is bijvoorbeeld extreem krachtig, die snel het belangrijkste isolatiemodel van super-grote transformatoren kan mazen, en de meshing-snelheid is bijna 40 keer sneller dan andere software. Helaas is de automatische meshing -functie van de software niet voldoende om sommige problemen op te lossen, omdat de software algemeen is en niet kan identificeren waar het gaas moet worden gecodeerd, zoals bij het oplossen van het stroomveld. 4.6 Modeloplossing De essentie van simulatieoplossing is het oplossen van grote discrete vergelijkingen. Dit vereist dat simulatie -ingenieurs enkele noodzakelijke wiskundige kennis begrijpen, zoals matrixkennis, Newton -iteratiemethode, enz. Sommige software -oplossers worden automatisch ingesteld op basis van het probleem dat wordt opgelost, en simulatie -ingenieurs hoeven niet te ingrijpen. Maar net als Meshing is dit geen wondermiddel. De oplossing van sommige geavanceerde en complexe problemen vereist dat simulatie -ingenieurs ze afzonderlijk en redelijk instellen, zodat de simulatie snel convergeert en de nauwkeurigheid van de simulatieresultaten is gegarandeerd.
4.7 Resultaten na verwerking
Om de resultaten van de simulatie intuïtief weer te geven, moeten de gegevens verkregen uit de simulatie correct worden gepost. Bijvoorbeeld, het genereren van elektrische veldwolkkaarten, temperatuurveldwolken, stroomveldwolken, enz. Bovendien vereist sommige nabewerking simulatie-ingenieurs om professionele kennis voor verwerking te combineren. De meeste software voor elektrische veldsimulatie -simulatie -analyse kan bijvoorbeeld alleen de grootte van de elektrische veldsterkte op elk punt intuïtief weergeven, maar of de isolatiemarge haalbaar is, vereist statistische analyse van deze gegevens om een isolatiemargecurve te vormen op basis van de cumulatieve veldsterkte.
