Trafóstöðuálgun: Aðalskipti, Áhætturnar og Bestu Aðferðir með Notkun Eindameðalhugbúnaðar

1 Inngangur

Samaður hvort að nota eitthvað endanlegt element greiningarforrit ( eins og COMSOL, Infolytica eða Ansys) fyrir trafo greiningu—hvort sem áherslan er á rafstraumsvæði, magnsstraumsvæði, straumsvæði, mekanískt svæði eða hljóðsvæði—grundvallarferlin eru nákvæmlega sömu. Sann ofnæmisfærsla á atriðunum í hverju ferli er grunnur fyrir framgenginn í greiningunni og öruggleika á lokaniðurstöðum.

2 Grundvallar greiningarferli

Vísindalegt og fullkomlegt trafo greiningarferli inniheldur sjö stór skref: 

3 Skilningur á erfðleik

Trafa er óhreyfanlegt raforkutæki, og úr þessari sjónarmið er tengd greiningaraðgerðin sú fyrstu einfald, vegna þess að viðfangsefni sem snúa sig munu aukast erfðleika flestar greiningar. Þó sé það hins vegar líka ekki alltaf rétt, því trafo er einnig ólínulegt, tíma breytilegt elektromekanisk tæki með sterka tengsl á milli margra eðlisfræðilegra reita, sem oft gerir trafo greiningu miklu erfðleikari og jafnvel ólausn.

Til dæmis, greiningar á trafo hitasviðum byggðar á flæðisgreiningu geta oft ekki gefið nákvæmar og öruggar niðurstöður. Eitt af orsökum er að grunnkenning flæðisdýnamíks er mjög erfðleik, og hefur ekki enn verið formuð samsett og örugg kenning. Á öðru hálfu, greining hitasviðs trafóa krefst tvívæggrar sterkra tengsla á milli þriggja reita: "magnsstraumsreiti—hitameta reiti—flæðisreiti." Fyrir slíka stórt trafo líkan, er lausn á einum flæðisreiti þegar erfðleik, lætur um að neðan ekki talda ultra sterk tengsl á milli þriggja reita.

Til að ná brækku í aðalhlutum trafo greiningar, þarf greiningarverkfræðingar á einu hlið til að hafa djúp skilning á trafo tengdum kenningum, hönnunar, framleiðslu og prófunar, og á öðru hlið til að vera mjög sjálfséðir í notkun greiningarforrita og skilja innskuttnar aðgerðir hans.

4 Atriði ferils
4.1 Vandamál greining

Áður en lokað er á rúmfræðilegu myndun, þarf að gera upphaflega greiningu á vandamálum greiningar til að setja upp viðeigandi rúmfræðilegt líkan og velja rétt eðlisreit. Til dæmis, er greiningarvandamálið áhersla á einum eðlisreiti eða sterkum tengslum á milli eðlisreita?

4.2 Rúmfræðileg myndun

Aðlögun rúmfræðilegrar myndunar ákvarðar hagvirðingu og framfarir greiningar. Í mestiatriðum þarf að setja upp einfaldað rúmfræðilegt líkan. En ef rúmfræðilegt líkan er of einfaldað, verða greiningarniðurstöðurnar ónákvæmar og ekki hjálplegar til að leiðbeina hönnunar. Klart er að ákveða hvernig líkan má einfaldað, þarf djúp skilning á vandamáli. Til dæmis, er 2D rúmfræðilegt líkan nægjanlegt? Er nauðsynlegt að smíða 3D rúmfræðilegt líkan? Jafnvel þegar 3D líkan er smíðað, hvaða details geta verið slepptir og hvaða þarf að halda áfram?

4.3 Efni úthlutun

Efni getur haft tugur tölfræðilegra stika, en aðeins nokkrir eru oft nauðsynlegir fyrir lausn á ákveðnu vandamáli.

Þegar tilteknum efnisstöðum er úthlutað, þurfu gildin að vera nákvæm; annars geta óþarfa misvilningar verið bættar við greiningarniðurstöðurnar.

Sumar efnisskilyrði breyta með öðrum skilyrðum. Til dæmis, í trafo flæði- og hita greiningum, breytast þykkt, varmamætti og varmaliðaður trafoolja með hita, og þessi tengsl verða lýst með nákvæmum föllum.

4.4 Eðlisreit stilling

Fyrir valinn eðlisreit, þarf að skilgreina væntuð lausnarskilyrði, eins og eðlisreit reglugerð, frumsetningar, upphafsstaða, jaðarskilyrði og takmarkanir.

4.5 Net myndun

Net myndun er án efnis að kjarna skrefi eftir rúmfræðilegri myndun. Þeoretískt, fínari net gefa nákvæmari niðurstöður. En of fín net eru óvirk, þar sem þau auka löngu lausnartíma.

Grundvallarreglan fyrir net myndun er að sameina fín og hratt net á viðeigandi hátt: finna þar sem þarf og hratta þar sem mögulegt er.

Handvirkt net myndun er mjög erfðleikt og krefst að greiningarverkfræðingar hafa djúp skilning á vandamáli.

Happilega, sum forrit bera við eðlisreit sjálfvirkt net myndunar virkni, sem oft einfalda net myndunarferli. Til dæmis, COMSOL's sjálfvirk net myndunar virkni fyrir rafstraumsreit greiningar er mjög sterk, sem leyfir hraða netmyndun á stórum trafo aðalskyddslíkanum næstan 40 sinnum hraðar en önnur forrit.

Eins og, innbúin sjálfvirk net myndunar virkni forritanna eru ekki nægjanleg fyrir lausn á ákveðnum vandamálum, vegna þess að almenn forrit geta ekki greint svæði sem krefjast finnar nets—sem í flæðisreit greiningu.

4.6 Líkan lausn

Kjarni greiningarlausn er að leysa stór diskretar jöfnuhópa. Þetta krefst að greiningarverkfræðingar hafi kenningu um viðeigandi stærðfræði, eins og fylkistheori og Newton runur.

Sum forrit losara eru sjálfvirkir og settir upp samkvæmt vandamáli, þar sem ekki er nauðsynlegt að verkfræðingar leggi við. En eins og net myndun, er þetta ekki almennt gildandi. Lausn á fremstu og erfðleika vandamálum krefst að verkfræðingar stilli stillingar á eigið til að tryggja hraða samþættingu og nákvæmar niðurstöður.

4.7 Niðurstöður eftirbeinun

Til að birta greiningarniðurstöður í ljósandi hátt, þarf að vinna við fengu gögn, eins og að mynda rafstraumahlutbil, hitahlutbil, eða flæðishlutbil.

Auk þess, sum eftirbeinun skref krefst að verkfræðingar noti starfskunnleika. Til dæmis, mesta rafstraum greiningarforrit geta aðeins birt magn rafstraumsíðustigs á hverju punkti, en að greina hugsanleiki skyddsauka krefst að gera tölfræðilega greiningu á þessu gögnum til að mynda skyddsauka ferlir byggðir á samanlagðu rafstraumi.