ANSYS在高电压绝缘技术中的应用说课.pptVIP

* 谢谢！ 电工新技术研究所 电工新技术研究所 姓名：黄 涛 联系方式：ht@ 工作室：电气工程学院电工所3教407室 ANSYS在高电压绝缘技术中的应用 主要内容 ANSYS软件的入门介绍 ANSYS在高电压工程中的运用 1 2 ANSYS介绍 ANSYS公司 John Swanson博士 1970 总部位于 Canonsburg, PA - USA (匹兹堡南部) CAE行业最大公司之一 中国战略 相继收购了ICEM、CFX、CENTURY DTNAMICS、AAVID THERMAL、 FLUENT、ANSOFT等世界 产品广泛应用于航空、航天、电子、车辆、船舶、交通、通信、建筑、电子、医疗、国防、石油、化工等众多行业。 ANSYS介绍 ANSYS软件 ANSYS软件是融结构、流体、温度场、电场、磁场、声场、多物理场耦合分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD(Computer Aided Design)软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer，Solidworks， AutoCAD等， 是现代产品设计中的高级CAE (Computer Aided Engineering)工具之一。 ANSYS多物理场耦合分析 电机 多物理场计算 意义 电机多物理场耦合仿真计算是“电机虚拟计算机辅助设计技术”中的关键技术，已成为目前电机电器制造企业和学术界的关注热点。它通过对电机内电磁场、温度场、流体场、应力场的耦合分析计算，有效利用材料的力学、热学等特性优化电机结构，提高电机的整体性能，大大缩短研发周期，减少材料消耗。除此之外，有关应力和温升的故障点很难用检测的方法定位，多物理场耦合分析也有利于发现电机运行中的故障诊断分析。 总体算法框架 ANSYS多物理场耦合分析 电机定子端部绕组分析 ANSYS介绍 有限元基本思想：将物体（即连续的求解域）离散成有限个且按一定方式相互联结在一起的单元的组合，来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的一种数值方法。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析。网格划分中每一个的块体称为单元。确定单元形状、单元之间相互联结的点称为节点。 ANSYS基本操作 1. 选择ANSYS软件产品 2. 选择工作目录、设置工作文件名 3. 设置ANSYS工作空间和数据库的大小 4. 运行ANSYS ANSYS基本操作 ANSYS基本操作 ANSYS基本操作 ANSYS12.0用户界面 1. 应用菜单 2. 主菜单 3. 输入窗口 4. 工具条 5. 图形窗口 6. 快捷菜单 7. 信息输出窗口 8. 退出ANSYS ANSYS12.0分析过程 创建有限元模型 包括制定工作文件名和工作标题 创建或读入几何模型 定义单元类型 定义单元实常数 定义材料属性及有限元网格划分 ANSYS12.0分析过程 加载求解 定义分析类型和分析选项 加载 指定载荷步选项 求解初始化 ANSYS12.0分析过程 查看求解结果 通用后处理器POST1和时间历程后处理器POST26查看结果 POST1：用于查看整个模型或部分模型在某一时间步的计算结果 POST26：用于查看模型的特定点在所有时间步内的计算结果 ANSYS两种编程语言 1 GUI （graphic user interface ） 2 APLD 两者关系 高压中常见的静电场 工频交流电气设备中，不同电位导体间的电位差随时间的变化比较缓慢，导体 间距离远小于相应电磁场的波长，所以在任一瞬间公平交流电气设备中的电场可近似作静电场。 当作为绝缘材料的电介质承受的电场强度超过一定限制是就会失去绝缘能力而损坏。若强场区局限于较小范围，则电介质可能只是局部损坏，发生局部放电。若强场区范围很大，则电介质将全部失去绝缘性能，造成电极间短路，即电介质击穿。 临界场强：空气（25 ～ 30kv/cm） 变压器油（50 ～ 250kv/cm） ANSYS算例1——平板电容器 ANSYS算例2——直流分压器 ANSYS算例3——高压套管 图：500kV油纸电容式变压器套管模型 从图中可以看出电容芯子整体的电场强度最大值为5.625 kV /mm，出现在接地极板的边缘处。上均压球的最大电场强度为3.378 kV/mm，下均压球的最大电场强度为3.642kV/mm。 三种典型均压球三维模型图 (a)均压球1三维模型图 (b)均压球2三维模型图 (c)均压球3