电气设备CAE仿真---产品提升的关键因素

    结构仿真 主要关注电气设备的机械结构和物理特性。通过建模和仿真，我们可以分析设备在不同工况下的受力情况、变形情况、振动特性等。
     例如，在高压开关设备的研发过程中，结构仿真可以帮助我们预测设备在承受高电压和强电流时的机械强度，确保设备在极端条件下仍能保持稳定运行。

 同时包括电气设备在运输及地震过程中的震动分析，确保设备的机械安全性能。如图所示，在电动力作用的弯曲变形，以及铜排在短路电流下的震动变形。

    电磁仿真是电气设备仿真中不可或缺的一环。它主要研究电气设备的电动力大小、电磁场分布、电磁感应、涡流损耗等问题。通过电磁仿真，我们可以预测设备的电磁性能，如电感、电容、电阻等参数，优化电磁设计，提高设备的效率和性能。在开关类断路器的短时耐受电流分析中，电动力的大小对触头和铜排震动至关重要。电机、变压器等电气设备的研发中，电磁仿真发挥着至关重要的作用。

    如图所示为刀闸开关的电动力仿真结果，不同的电流角度对刀闸的斥开或关闭非常重要，相比于传统的手动计算，其准确性提高很多。

    热仿真 主要关注电气设备在运行过程中的温度分布和散热性能。通过热仿真分析，我们可以预测设备在高温环境下的工作状态，评估其散热结构的设计是否合理，从而避免设备因过热而出现故障。在电力电子设备、电缆等设备的研发中，热仿真技术的应用尤为广泛。

  如图所示为电气柜的温升分布图，可以得到空气的流动效果，查看温度分布，通过合理的开孔等方法可以得到流动的效果更好的降低温升。

流体仿真 主要针对电气设备中的流体运动进行分析。例如，在冷却系统中，流体仿真可以帮助我们优化冷却液的流动路径，提高散热效率；在油浸式变压器中，流体仿真可以预测油流的分布和温度变化，确保设备的安全运行。

    电路仿真 主要关注电气设备的电路设计和性能分析。通过电路仿真软件，我们可以模拟电路在各种工作条件下的行为，预测电路的性能指标，如电压、电流、功率等。这有助于我们在电路设计阶段就发现和解决潜在问题，提高电路设计的可靠性和效率。

    如图所示为变压器的短路分析，可以看到电流在短路之后的变化过程。

    电弧或燃弧仿真是一种利用计算机模拟电弧或燃弧过程的技术。这种仿真技术有助于我们深入理解和分析电弧或燃弧的物理现象，预测其在实际应用中的行为，并为相关设备的设计和优化提供理论依据。

    在仿真中，我们可以关注多个物理场，如电场、磁场、温度场和流体动力学场等，并考虑它们之间的相互作用。例如，我们可以模拟电弧或燃弧过程中的电流分布、磁场变化、温度变化和流体流动等。通过改变不同的参数和条件，我们可以分析电弧或燃弧的特性，如燃弧时间、燃弧电压、燃弧电流等，并研究它们对设备性能的影响。

  电弧或燃弧仿真技术还可以应用于开关柜等设备的内部燃弧过程分析。通过仿真，我们可以了解开关柜在燃弧过程中的内部压力、温度分布和流体流动情况，为开关柜的设计和强度校验提供理论依据。

总结：