搜索应用 | CAE仿真技术在高低压开关设计中的应用简介
2017-09-01 by:CAE仿真在线 来源:互联网
引言
高低压开关结构复杂,机构运动精度要求高,涉及电磁、温度和力等载荷,在研发过程中需要考虑电磁场问题、机构运动问题、散热问题、多场耦合问题、结构强度和疲劳问题等。现代CAE技术实现了对高低压开关静态和动态特性的仿真,为高低压开关产品的优化和设计提供了理论验证和方向指导。下文是CAE仿真技术在解决高低压开关研发过程中部分常见工程问题的简要介绍:
高低压开关的电磁特性问题
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脱扣系统的电磁特性分析
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触头系统的电磁特性分析
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灭弧室的电磁特性分析
高低压开关中的电磁特性决定了开关的响应,效率和能耗特性。ANSYS Multiphysics软件可以帮助用户分析零部件的磁通量、磁导率、电磁力等电磁特性,为产品优化提供依据和指导。
高低压开关的散热问题
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开关设备重要部件的散热分析
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组合型开关柜的散热分析
开关设备都有电流通过,比如断路器等元件有瞬间大电流出现,是较大的热源,合理地设计散热结构有助于提高产品性能和使用寿命,同时各种开关元件以开关柜的形式出现,多种开关元件组装在一个柜体,形成具备控制、测量、信号、保护、调节等功能的组合型设备,包括电气元件、机械构件、电子设备等,热管理成为开关柜设计的重要方面。
高低压开关的灭弧问题
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开关设备吹气室分析
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开关设备灭弧过程分析
高低压开关中的灭弧室设计非常关键,直接关系到开关设备的性能。ANSYS CFD可以模拟气吹式断路器气吹机构内流动情况,灭火室内吹弧过程等,为开关设备性能优化提供依据。
高低压开关的机构运动问题
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执行机构闭合、断开过程分析
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执行机构关键位置载荷变化
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闭合过程弹跳特性分析
高低压开关的机构的运动特性绝对了开关能否开与关的功能。 ANSYS Rigid Dynamics软件能够进行机构的运动学分析,有助于全面了解机构的运动特征,响应情况和状态变化,从而达到机构的优化设计。
高低压开关的强度、刚度问题
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高低压开关机构运动时各零部件的强度、刚度分析
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电磁力作用下各零部件的强度、刚度分析
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开关插拔力分析
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高低压开关装配应力分析
各零部件强度和刚度问题是高低压开关最基本的性能。借助ANSYS Mechanical结构分析软件,评估各零部件在电磁力、温度场及其它载荷作用下的强度和刚度,通过合理优化各部件的结构,可以明显提高产品性能。
其它(振动、疲劳、多物理场)问题
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高压开关地震分析
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执行机构零部件疲劳寿命分析
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高低压开关电热分析
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高低压开关热-结构耦合分析
ANSYS结构软件可以进行开关的振动分析和疲劳分析;通过ANSYS独有的多物理场耦合技术,能够进行电磁-热-结构任意场之间的耦合分析,使分析的精度更高。
相关CAE软件模块
几何建模: ANSYS SCDM
结构仿真分析: Ansys Mechanical
多体动力学分析:Ansys Rigid Dynamics、RecurDyn
疲劳寿命分析:Ansys nCode Design life
流体仿真分析: Ansys CFX、Fluent、ICEPAK、ICEM CFD
多物理场仿真分析:Ansys Multiphysics、Ansys Mechanical/Emag
设计优化分析:Ansys optiSLang
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