電壓互感器電磁場有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的研究.pdf

1、磁路是電磁式電壓互感器的重要組成部分。在各種電磁裝置的設(shè)計(jì)中，合理的選擇磁路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，直接影響其工作特性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但是，由于磁路的非線性和存在著漏磁通，使磁路計(jì)算問題變得非常復(fù)雜和困難。 從60 年代開始，國外已率先應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行磁路計(jì)算和電磁裝置的設(shè)計(jì)，應(yīng)用這個(gè)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)工具，從根本上改變了磁路計(jì)算的被動(dòng)局面。數(shù)字計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，必然伴隨著先進(jìn)的數(shù)值計(jì)算方法，這樣可以擺脫傳統(tǒng)的磁路計(jì)算方法，縮短磁路計(jì)算時(shí)間，

2、提高計(jì)算的準(zhǔn)確度，而且磁路計(jì)算問題，可以直接從求解電磁場數(shù)值分析入手。本文以35KV單相三柱式電壓互感器為例進(jìn)行分析，主要研究內(nèi)容如下： 首先，對有限元技術(shù)及電磁場有限元分析理論進(jìn)行了研究，根據(jù)有限元分析思想，利用ANSYS 軟件建立電壓互感器鐵心和線圈的有限元分析模型，通過研究ANSYS 的多場耦合技術(shù)，用電路模擬執(zhí)行耦合物理模擬，實(shí)現(xiàn)電磁-電路耦合。 其次，根據(jù)電壓互感器的工作原理，對電壓互感器鐵心和線圈的三維有限元

3、模型進(jìn)行諧波分析，得到電壓互感器內(nèi)部電流密度和磁場強(qiáng)度矢量分布圖，并且得到相關(guān)的數(shù)據(jù)表，將仿真得到的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)方法計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 最后，從產(chǎn)品的性能和經(jīng)濟(jì)性方面考慮，對ANSYS 的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究，通過分析影響電壓互感器內(nèi)部的電磁場分布的因素，利用ANSYS 軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言及其優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，實(shí)現(xiàn)有限元數(shù)值計(jì)算與模型優(yōu)化設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，并對優(yōu)化前后的產(chǎn)品進(jìn)行比較。 經(jīng)過以上各方面的分析可知：采用有限元分