Oavsett programvara för ändlig elementanalys (som Comsol, Infolytica, Ansys) brukade utföratransformatorSimuleringsanalys, oavsett om det är simuleringsanalys av elektriskt fält, magnetfält, flödesfält, mekaniskt fält eller akustiskt fält, är den grundläggande processen ungefär densamma. Nyckelpunkten för att verkligen förstå varje process är grunden för huruvida simuleringsanalysprocessen är framgångsrik eller om det slutliga simuleringsresultatet är tillförlitligt. Grundläggande simuleringsprocess En vetenskaplig och fullständig transformatorsimuleringsprocess bör innehålla sju delar: problemanalys, geometrisk modellering, materialtilldelning, fysisk fältinställning, meshing, modelllösning och resultat efterbehandling. Svårighetsigenkänning Transformatorn är en statisk elektrisk enhet. Ur detta perspektiv är dess relaterade simuleringsarbete relativt enkelt, eftersom förekomsten av roterande delar kommer att öka svårigheten med de flesta simuleringsarbeten; Men tyvärr är transformatorn en icke-linjär, tidsvarierande, multifysiskt fält som är starkt kopplad elektromekanisk anordning, som kommer att öka svårigheten med transformatorsimulering i många fall och till och med göra det omöjligt att lösa. Till exempel kan temperaturfältets simulering av transformatorn baserad på vätskeanalys inte få korrekta och tillförlitliga resultat för det mesta. Å ena sidan är den grundläggande teorin om vätska mycket komplex, och en enhetlig stabil teori har ännu inte bildats; Å andra sidan kräver temperaturfältets simulering av transformatorn dubbelriktad stark koppling av de tre fälten "Magnetfältvärmningsfältfältfält". For the super-large model of the transformer, it is difficult to solve a single flow field, not to mention the super-strong coupling conditions from the three fields.To achieve simulation breakthroughs in key areas of transformers, on the one hand, simulation engineers need to have a deep understanding of transformer-related theories, design, manufacturing, testing and other knowledge, and on the other hand, simulation engineers need to be very proficient in operating simulation software and understand the inherent nature of dess operation.
Processens viktiga punkter
4.1 Problemanalys
Innan geometrisk modellering är det nödvändigt att utföra en preliminär analys av simuleringsproblemet för att skapa en lämplig geometrisk modell och välja rätt fysiskt fält. Är till exempel simuleringsproblemet ett enda fysiskt fält eller ett starkt kopplat fysiskt fält?
4.2 Geometrisk modellering
Fullständigheten av geometrisk modellering avgör simuleringens effektivitet och framsteg. För det mesta måste en förenklad geometrisk modell fastställas. Men om den geometriska modellen är för förenklad är simuleringsresultaten felaktiga och kan inte vägleda designarbetet. Självklart kräver hur man förenklar den geometriska modellen en mycket djup förståelse för problemet. Är till exempel en tvådimensionell geometrisk modell tillräcklig? Är det nödvändigt att skapa en tredimensionell geometrisk modell? Även om en tredimensionell geometrisk modell är etablerad, vilka detaljer kan utelämnas? Vilka får inte utelämnas?
4.3 Materialuppdrag
Ett material kan ha dussintals fysiska parametrar, men för att problemet ska lösas är det ofta bara nödvändigt att bestämma några materialparametrar. När man ger specifika materialparametrar måste riktigheten av deras värden garanteras, annars kan oacceptabla avvikelser orsakas av simuleringsresultaten. Storleken på vissa materiella karakteristiska parametrar varierar med andra parametrar. Till exempel, i transformatorflödet och värmesimuleringen, varierar densitet, specifik värmekapacitet, värmeledningsförmåga etc. för transformatoroljan med temperaturen, och detta förhållande måste kännetecknas av en relativt exakt funktion.
4.4 Fysiska fältinställningar
För det valda fysiska fältet måste vissa nödvändiga villkor för att lösa problemet ges, till exempel de fysiska ekvationerna följt av problemlösningen, uttrycket av excitation, de initiala förhållandena, gränsvillkoren, begränsningarna, etc.
4,5 meshing
Meshingprocessen kan sägas vara den mest kärnprocessen förutom geometrisk modellering. Teoretiskt sett, ju finare nät, desto mer exakta lösningen. Det är emellertid inte realistiskt att mesh för fint, eftersom detta kommer att öka lösningstiden kraftigt. Den grundläggande principen för meshing är: rimlig kombination av grov och fin, där den ska förfinas, den ska förfinas, och där den ska grovas, bör den grovas. Manuell meshing är en mycket utmanande uppgift, som kräver att simuleringsingenjörer har en djup förståelse för problemet som ska lösas. Lyckligtvis tillhandahåller en del programvara automatisk meshing baserad på fysiska fält, vilket kan göra meshing -arbetet enkelt i många fall. Till exempel är den automatiska meshing-funktionen hos COMSOL baserat på den elektriska fältsimuleringsmodulen extremt kraftfull, vilket snabbt kan mesh den huvudsakliga isoleringsmodellen för super-stora transformatorer, och meshinghastigheten är nästan 40 gånger snabbare än annan programvara. Tyvärr räcker inte programvarans automatiska meshing -funktion för att lösa vissa problem, eftersom programvaran är allmän och inte kan identifiera var nätet måste krypteras, till exempel när du löser flödesfältet. 4.6 Modelllösning Kärnan i simuleringslösningen är att lösa stora diskreta ekvationer. Detta kräver att simuleringsingenjörer förstår viss nödvändig matematisk kunskap, såsom matriskunskap, Newton -iterationsmetod, etc. Vissa mjukvarulösare ställs automatiskt in enligt problemet som löses, och simuleringsingenjörer behöver inte ingripa dessutom. Men precis som meshing är detta inte ett universalmedel. Lösningen av vissa avancerade och komplexa problem kräver att simuleringsingenjörer ska ställa in dem separat och rimligt så att simuleringen konvergerar snabbt och noggrannheten i simuleringsresultaten garanteras.
4.7 Efterbehandling av resultat
För att intuitivt visa resultaten av simuleringen måste de data som erhållits från simuleringen vara korrekt efterbehandlad. Exempelvis kräver generering av elektriska fältmolnkartor, temperaturfältmolnkartor, molnkartor, etc. Dessutom kräver en del efterbehandling simuleringsingenjörer för att kombinera professionell kunskap för bearbetning. Till exempel kan de flesta elektriska fältsimuleringsanalysprogramvara endast intuitivt visa storleken på den elektriska fältstyrkan vid varje punkt, men huruvida isoleringsmarginalen är genomförbar kräver statistisk analys av dessa data för att bilda en isoleringsmarginalkurva baserad på den kumulativa fältstyrkan.
