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应用仿真是实现电磁兼容过程的驱动与消除断路器缺陷的保障

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  • 更新日期:2020-08-05 10:24
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详细介绍
本文以应用仿真技术解决电磁兼容和雷击保护的挑战与电网供电系统断路器载流能力的缺陷为典例作分析。

仿真是一个利用三维环境进行制造过程验证的数字化制造解决方案。制造商可以利用过程仿真能在早期对制造方法和手段進行虚拟验证。仿真技术对产品和资源的三维数据的利用能力可极大地简化复杂制造过程的验证、优化和试运行等工程任务,从而保证更高质量的产品被更快地投市场。然而最初的时候,仿真技术由于计算资源非常稀缺,研究主要集中在各种孤立的物理效应。但现实世界中的物理现象并不是孤立发生的。为此过程仿真发展成物理场仿真,它是是一种卓越的多样化工具。因为现实世界在本质上是一个多物理场(Multiphysics)的世界。而计算机仿真中研究的耦合物理现象,即对多个相互作用的物理属性之间的研究。其多物理场耦合方法从传递现象、电磁场理论和固体力学等第一性原理出发,将其作为实现软件功能的基本构成要素,根据具体的仿真需求,用户可以条理清晰地将这些基本要素组合在一起来解决自己的问题。

有了多物理场仿真技术,工程师就能处理传统方法难以解决或研究开发中过于滞后女与昂贵的问题。由此开发出多物理场仿真技术在各领域(包括电气、机械、流体和化工等)产品设计及创新中的应用。

值此仅以应用仿真技术解决电磁兼容和雷击保护的挑战与电网供电系统断路器载流能力的缺陷为典例作分析。据此将工业电子系统面临的二个问题的挑战作说明。

*对电子设备及IT设备而言,为确保其功能正常并在整个生命周期内保证可靠性,则电磁兼容和电磁干扰及雷击保护的分析会起到一个非常重要的作用,尤其是电子系统处在一个具有挑战性的复杂电磁环境中时候,这个工作和任务就会更加困难和关键。必须需要应用仿真技术是帮助工程师掌握电子系统的电磁影响与敏感度等问题,为产品或系统可靠性设计投提供保障。

当今对电子与IT设备而言,尤其是多物理场仿真在雷击防护性能中的应用,是应对电磁兼容挑战的重要举措也是实现电磁兼容过程中的提升驱动力的有效举措。为此对仿真技术在电磁兼容和雷击保护中的应用将作重点研讨。

*电网或发电厂中用断路器(简称 GCB),是能够保护供电与输送系统等免受电涌的侵害起着关键作用。但发电机系统由于引起短路故障电流时,要求GCB能在同一时间上的在几十毫秒内切断电流以保护重要的电力资产免遭损坏是有难点,这是断路器存在不同步的缺陷所致。为此必须在断路器在设计构建时用仿真技术来解决此缺陷。

对于上述工业电子系统面临的二个问题的挑战如何用仿真技术应对,则分别作如下分析。

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