搜索應用 | CAE仿真技術在高低壓開關設計中的應用簡介
2017-09-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網
引言
高低壓開關結構復雜,機構運動精度要求高,涉及電磁、溫度和力等載荷,在研發(fā)過程中需要考慮電磁場問題、機構運動問題、散熱問題、多場耦合問題、結構強度和疲勞問題等。現(xiàn)代CAE技術實現(xiàn)了對高低壓開關靜態(tài)和動態(tài)特性的仿真,為高低壓開關產品的優(yōu)化和設計提供了理論驗證和方向指導。下文是CAE仿真技術在解決高低壓開關研發(fā)過程中部分常見工程問題的簡要介紹:
高低壓開關的電磁特性問題
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脫扣系統(tǒng)的電磁特性分析
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觸頭系統(tǒng)的電磁特性分析
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滅弧室的電磁特性分析
高低壓開關中的電磁特性決定了開關的響應,效率和能耗特性。ANSYS Multiphysics軟件可以幫助用戶分析零部件的磁通量、磁導率、電磁力等電磁特性,為產品優(yōu)化提供依據和指導。
高低壓開關的散熱問題
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開關設備重要部件的散熱分析
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組合型開關柜的散熱分析
開關設備都有電流通過,比如斷路器等元件有瞬間大電流出現(xiàn),是較大的熱源,合理地設計散熱結構有助于提高產品性能和使用壽命,同時各種開關元件以開關柜的形式出現(xiàn),多種開關元件組裝在一個柜體,形成具備控制、測量、信號、保護、調節(jié)等功能的組合型設備,包括電氣元件、機械構件、電子設備等,熱管理成為開關柜設計的重要方面。
高低壓開關的滅弧問題
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開關設備吹氣室分析
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開關設備滅弧過程分析
高低壓開關中的滅弧室設計非常關鍵,直接關系到開關設備的性能。ANSYS CFD可以模擬氣吹式斷路器氣吹機構內流動情況,滅火室內吹弧過程等,為開關設備性能優(yōu)化提供依據。
高低壓開關的機構運動問題
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執(zhí)行機構閉合、斷開過程分析
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執(zhí)行機構關鍵位置載荷變化
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閉合過程彈跳特性分析
高低壓開關的機構的運動特性絕對了開關能否開與關的功能。 ANSYS Rigid Dynamics軟件能夠進行機構的運動學分析,有助于全面了解機構的運動特征,響應情況和狀態(tài)變化,從而達到機構的優(yōu)化設計。
高低壓開關的強度、剛度問題
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高低壓開關機構運動時各零部件的強度、剛度分析
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電磁力作用下各零部件的強度、剛度分析
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開關插拔力分析
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高低壓開關裝配應力分析
各零部件強度和剛度問題是高低壓開關最基本的性能。借助ANSYS Mechanical結構分析軟件,評估各零部件在電磁力、溫度場及其它載荷作用下的強度和剛度,通過合理優(yōu)化各部件的結構,可以明顯提高產品性能。
其它(振動、疲勞、多物理場)問題
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高壓開關地震分析
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執(zhí)行機構零部件疲勞壽命分析
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高低壓開關電熱分析
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高低壓開關熱-結構耦合分析
ANSYS結構軟件可以進行開關的振動分析和疲勞分析;通過ANSYS獨有的多物理場耦合技術,能夠進行電磁-熱-結構任意場之間的耦合分析,使分析的精度更高。
相關CAE軟件模塊
幾何建模: ANSYS SCDM
結構仿真分析: Ansys Mechanical
多體動力學分析:Ansys Rigid Dynamics、RecurDyn
疲勞壽命分析:Ansys nCode Design life
流體仿真分析: Ansys CFX、Fluent、ICEPAK、ICEM CFD
多物理場仿真分析:Ansys Multiphysics、Ansys Mechanical/Emag
設計優(yōu)化分析:Ansys optiSLang
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