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。現代CAE技術實現了對高低壓開關靜態和動態特性的仿真,為高低壓開關產品的優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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脫扣系統的電磁特性分析
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觸頭系統的電磁特性分析
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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,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,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,為開關設備性能優化提供依據。
高低壓開關的機構運動問題
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執行機構閉合、斷開過程分析
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執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,響應情況和狀態變化,從而達到機構的優化設計。
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
設計優化分析:Ansys optiSLang
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