Indipendentemente dal software di analisi degli elementi finiti (come Comsol, Infolytica, ANSYS) utilizzato per eseguiretrasformatoreAnalisi di simulazione, che si tratti dell'analisi di simulazione di campo elettrico, campo magnetico, campo di flusso, campo meccanico o campo acustico, il processo di base è all'incirca lo stesso. Il punto chiave per comprendere veramente ogni processo è la base per se il processo di analisi della simulazione ha esito positivo o se il risultato della simulazione finale è affidabile. Processo di simulazione di base Un processo di simulazione del trasformatore scientifico e completo dovrebbe includere sette parti: analisi dei problemi, modellazione geometrica, assegnazione del materiale, impostazione del campo fisico, meshing, risoluzione del modello e post-elaborazione. Difficoltà di riconoscimento Il trasformatore è un dispositivo elettrico statico. Da questo punto di vista, il suo lavoro di simulazione correlato è relativamente semplice, poiché l'esistenza di parti rotanti aumenterà la difficoltà della maggior parte dei lavori di simulazione; Ma sfortunatamente, il trasformatore è un campo elettromeccanico non lineare, variabile nel tempo e multi-fisico, che aumenterà la difficoltà della simulazione del trasformatore in molti casi e renderà persino impossibile risolvere. Ad esempio, la simulazione del campo di temperatura del trasformatore in base all'analisi del fluido non può ottenere risultati corretti e affidabili per la maggior parte del tempo. Da un lato, la teoria di base del fluido è molto complessa e non è stata ancora formata una teoria stabile unificata; D'altra parte, la simulazione del campo di temperatura del trasformatore richiede un forte accoppiamento bidirezionale dei tre campi di "campo di campo di trasferimento del campo magnetico sul campo". Per il modello super-large del trasformatore, è difficile risolvere un singolo campo di flusso, per non parlare delle condizioni di accoppiamento super-forte dei tre campi. Per ottenere scoperte di simulazione in aree chiave dei trasformatori, da un lato, gli ingegneri di simulazione devono avere una profonda comprensione di Simulation. natura intrinseca del suo funzionamento.
Punti chiave del processo
4.1 Analisi dei problemi
Prima della modellazione geometrica, è necessario condurre un'analisi preliminare del problema della simulazione al fine di stabilire un modello geometrico adatto e selezionare il campo fisico corretto. Ad esempio, il problema di simulazione è un singolo campo fisico o un campo fisico fortemente accoppiato?
4.2 Modellazione geometrica
La completezza della modellazione geometrica determina l'efficienza e il progresso della simulazione. Il più delle volte, è necessario stabilire un modello geometrico semplificato. Tuttavia, se il modello geometrico è troppo semplificato, i risultati della simulazione sono inaccurati e non possono guidare il lavoro di progettazione. Ovviamente, come semplificare il modello geometrico richiede una comprensione molto profonda del problema. Ad esempio, un modello geometrico bidimensionale è sufficiente? È necessario stabilire un modello geometrico tridimensionale? Anche se viene stabilito un modello geometrico tridimensionale, quali dettagli possono essere omessi? Quali non devono essere omessi?
4.3 Assegnazione del materiale
Un materiale può avere dozzine di parametri fisici, ma per risolvere il problema, è spesso necessario determinare alcuni parametri del materiale. Quando si forniscono parametri di materiale specifici, la correttezza dei loro valori deve essere garantita, altrimenti, inaccettabili deviazioni possono essere causate ai risultati della simulazione. La dimensione di alcuni parametri caratteristici del materiale varia con altri parametri. Ad esempio, nel flusso del trasformatore e nella simulazione di calore, la densità, la capacità termica specifica, la conducibilità termica, ecc. Dell'olio del trasformatore varia con la temperatura e questa relazione deve essere caratterizzata da una funzione relativamente accurata.
4.4 Impostazioni del campo fisico
Per il campo fisico selezionato, devono essere somministrate alcune condizioni necessarie per risolvere il problema, come le equazioni fisiche seguite dalla risoluzione dei problemi, dall'espressione dell'eccitazione, dalle condizioni iniziali, dalle condizioni al contorno, dai vincoli, ecc.
4.5 Meshing
Si può dire che il processo di mesh sia il processo più core oltre alla modellazione geometrica. Teoricamente, più fine è la mesh, più accurata è la soluzione. Tuttavia, non è realistico mesh troppo finemente, perché ciò aumenterà notevolmente il tempo di soluzione. Il principio di base del meshing è: ragionevole combinazione di ruvido e fine, dove dovrebbe essere raffinato, dovrebbe essere raffinato e dove dovrebbe essere grossolana, dovrebbe essere grossolana. Il mesh manuale è un compito molto impegnativo, che richiede che gli ingegneri di simulazione abbiano una profonda comprensione del problema da risolvere. Fortunatamente, alcuni software forniscono un mesh automatico basato su campi fisici, il che può semplificare il lavoro di meshing in molti casi. Ad esempio, la funzione di mesh automatica di COMSOL in base al modulo di simulazione del campo elettrico è estremamente potente, il che può mesh intrecciata rapidamente il modello di isolamento principale di trasformatori super-grandi e la velocità di meshing è quasi 40 volte più veloce rispetto ad altri software. Sfortunatamente, la funzione di mesh automatica del software non è sufficiente per risolvere alcuni problemi, perché il software è generale e non può identificare dove la mesh deve essere crittografata, come quando si risolve il campo di flusso. 4.6 Soluzione del modello L'essenza della soluzione di simulazione è quella di risolvere grandi equazioni discrete. Ciò richiede che gli ingegneri della simulazione comprendano alcune conoscenze matematiche necessarie, come la conoscenza della matrice, il metodo di iterazione di Newton, ecc. Alcuni risolutori di software vengono impostati automaticamente in base al problema da risolvere e gli ingegneri della simulazione non devono intervenire inoltre. Ma proprio come meshing, questa non è una panacea. La soluzione di alcuni problemi avanzati e complessi richiede che gli ingegneri di simulazione li installassero separatamente e ragionevolmente in modo che la simulazione converga rapidamente e l'accuratezza dei risultati della simulazione è garantita.
4.7 post-elaborazione dei risultati
Al fine di visualizzare intuitivamente i risultati della simulazione, i dati ottenuti dalla simulazione devono essere correttamente post-elaborato. Ad esempio, la generazione di mappe delle nuvole di campo elettrico, mappe delle nuvole del campo di temperatura, mappe delle nuvole del campo di flusso, ecc. Inoltre, alcuni post-elaborazione richiedono ingegneri di simulazione per combinare le conoscenze professionali per l'elaborazione. Ad esempio, la maggior parte del software di analisi della simulazione del campo elettrico può solo visualizzare intuitivamente l'entità della resistenza del campo elettrico in ciascun punto, ma se il margine di isolamento è fattibile richiede l'analisi statistica di questi dati per formare una curva del margine di isolamento basata sulla resistenza del campo cumulativo.
