目前,在電壓互感器設(shè)計(jì)中,雖有人進(jìn)行過可靠性設(shè)計(jì)利優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究,但采用的方法仍為傳統(tǒng)方法.本文采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,它將有限元分析、可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)利優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來,因此采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法得到的方案比利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的方案更加經(jīng)濟(jì)合理.首先,本文簡單介紹了電壓互感器的原理,描述了電壓互感器的分類、基本參數(shù)和誤差分析.第二,本文研究了電磁場有限元分析原理,介紹了麥克斯韋方程和電磁場微分方程.本文采用大型通用有限元分析軟件ANSYS對電壓互感器進(jìn)行二維電磁場有限元分析,對電壓互感器建立了有限元數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)格剖分,對有限元模型加載了邊界條件并進(jìn)行了求解.研究了二維磁場分析單元PLANE53單元利電路模擬單元CIRCU124單元的特點(diǎn)及使用方法.第三,對電壓互感器的瓷套部分進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì).瓷套所受的彎曲負(fù)荷應(yīng)力很多,主要包括:風(fēng)力負(fù)荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,地震負(fù)荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,產(chǎn)品運(yùn)輸中傾斜產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力.本文研究了瓷套的應(yīng)力分布的確定方法,將多種應(yīng)力疊加在一起,推出了應(yīng)力分布參數(shù)的計(jì)算公式.瓷套的應(yīng)力、強(qiáng)度利各設(shè)計(jì)變量均可認(rèn)為服從正態(tài)分布,在設(shè)計(jì)時作為正態(tài)分布變量處理.本文應(yīng)用應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論,對電壓互感器瓷套的可靠性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究.第四,研究了ANSYS軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,研究了采用ANSYS軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟和優(yōu)化工具及方法.利用ANSYS軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言與其OPT模塊,實(shí)現(xiàn)了有限元數(shù)值計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合.并以額定一次電壓35KV,額定二次電壓100V,額定頻率50HZ的電壓互感器為例,進(jìn)行了有限元分析計(jì)算利優(yōu)化設(shè)計(jì).根據(jù)電壓互感器產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)際情況,確定設(shè)計(jì)變量為繞組導(dǎo)線規(guī)格和鐵心結(jié)構(gòu)尺寸.優(yōu)化循環(huán)結(jié)束以后,可以選擇列出所有參數(shù)的數(shù)值,也可以只列出優(yōu)化變量,可以用圖顯示指定的參數(shù)隨序列號的變化情況,通過多方案的比較,得到最優(yōu)方案.將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于生產(chǎn)廠家,可節(jié)省研究開支,大大縮短開發(fā)周期,減少計(jì)算誤差,減少試驗(yàn)費(fèi)用,降低成本,提高產(chǎn)品的可靠性,因此本項(xiàng)目的研究具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益.
標(biāo)簽：
電壓互感器
設(shè)計(jì)方法
上傳時間：
2013-06-10
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該文介紹了一種新型高壓發(fā)電機(jī)電力發(fā)生器,它無需升壓變壓器即可直接連接到電網(wǎng),其定子采用多層同心式繞組,槽內(nèi)導(dǎo)體為高壓電纜,高壓電纜的引入克服了傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)輸出電壓不能高于36kV的限制;并簡要介紹了這種發(fā)電機(jī)的全新設(shè)計(jì)與應(yīng)用前景;最后針對電力發(fā)生器不同于傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu),借助有限元分析軟件進(jìn)行了端部的建模、端部磁場、端部漏抗與端部電磁力的求解.文中圍繞一模型樣機(jī),首先介紹了三維渦流場計(jì)算與利用磁場儲能進(jìn)行參數(shù)計(jì)算的理論基礎(chǔ).之后進(jìn)行了對定子端部區(qū)域的建模,由于電力發(fā)生器采用多層同心式繞組,其端部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,這對模型的建立、剖分都帶來了相當(dāng)大的難度.為了達(dá)到簡化分析計(jì)算的目的,我們對所求解的實(shí)際模型進(jìn)行了簡化處理,并闡述了簡化的理論根據(jù).在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了如何利用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行具體分析計(jì)算,包括網(wǎng)格剖分、電流加載及邊界條件的處理.最后得出了端部磁場矢量分布圖,端部漏抗值及端部繞組的電磁力分布規(guī)律.該文采用了簡化模型的方法進(jìn)行計(jì)算,為了驗(yàn)證簡化的合理性,我們進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算驗(yàn)證.結(jié)果表明,文中所采用的簡化方法是合理的.該文所進(jìn)行端部磁場、端部漏抗及端部電磁力計(jì)算,為進(jìn)一步分析其他工況下電力發(fā)生器端部電磁力及振動提供了參考.
標(biāo)簽：
低壓電器
仿真研究
電弧
上傳時間：
2013-06-26
上傳用戶：zhanditian
