Расчет электротехнических устройств с использованием 3D-модели в программе Elcut
Кокцинская Е.М.
Научный журнал "Видеонаука"
Аннотация. Проведен расчет 3D-модели в программе Elcut на примере параллельно подключенных силовых кабелей. Показаны возможности анализа результатов проведенного расчета.
Ключевые слова: расчет, 3D-модель, моделирование, Elcut, силовые кабели.
Calculation of electrical devices using a 3D model in the Elcut program
Abstract. The calculation of a 3D model in the Elcut program was carried out using the example of parallel connected power cables. The possibilities of analyzing the results of the performed calculation are shown.
Key words: calculation, 3D-model, modeling, Elcut, power cables.
| Выпуск |
Год |
Ссылка на статью |
|
№1(21) |
2021 |
Кокцинская Е.М. Расчет электротехнических устройств с использованием 3D-модели в программе Elcut // Видеонаука: сетевой журн. 2021. №1(21). URL: https://videonauka.ru/stati/18-elektrotekhnika/278-raschet-elektrotekhnicheskikh-ustrojstv-s-ispolzovaniem-3d-modeli-v-programme-elcut (дата обращения 1.07.2021). |
Расчет электротехнических устройств с использованием 3D-модели в программе Elcut
При решении разного рода электротехнических задач часты случаи, когда необходимо узнать распределение параметров по объему, тогда приходится решать не двумерную задачу, а трехмерную.
В данном случае расчет производился с помощью программы расчета электромагнитных полей ELCUT.
Рассчитываемая конструкция представляла собой 6 кабелей, параллельно подключенных силовых кабелей. Геометрические размеры кабелей представлены в Таблице 1.
Таблица 1. Размеры рассчитываемых объектов
|
Длина |
650 мм |
|
Толщина изоляции |
5 мм |
|
Диаметр проводника |
20 мм |
|
Расстояние между кабелями |
80 мм |
Геометрическая модель представляла собой 6 отдельных кабелей, окруженных воздухом. Отдельными блоками задавались изоляция и воздух с диэлектрическими проницаемостями εins=2.5 и εair=1 соответственно . U0 - заземленный электрод с U = 0; U1 – прикладываемое напряжение 10 кВ.
Следует отметить, что точность 3D-расчета меньше, чем 2D, потому что невозможно изменить шаг расчета конечно-элементной сетки.
Подробности проведения расчета показаны в Видео к статье.
Рассчитанное распределение напряжения по конструкции показано на Рисунке 1.
Рисунок 1. Распределение напряжения по конструкции (U = 10 кВ)
Результаты показывают, что максимальная напряженность поля находится между 3-4 кабелями (Рисунок 2, 3).
Рисунок 2. Картина распределения напряженности электрического поля между кабелями вдоль их длины
E, V/m
L, mm
Рисунок 3. График распределения напряженности вдоль центра кабелей.
Из результатов расчета были найдены максимальная и минимальная величины напряженности электрического поля для всех кабелей:
Emax = 10214,5 В / м; Emin = 9826,5 В / м
Разница между максимальным и минимальным значениями составляет около 4%.
Таким образом, трехмерная модель позволила рассчитать объемное распределение напряженности электрического поля и определить минимальные и максимальные значения от координаты моделируемого объекта.
В ряде случаев моделирование разрабатываемых устройств и конструкций необходимо проводить, используя объемные 3D-модели. Последние версии программы Elcut позволяют решать такой тип задач.
Автор:
Кокцинская Елена Михайловна – главный редактор журнала «Видеонаука», кандидат технических наук.
Author:
Koktsinskaya Elena - editor-in-chief of the magazine "Videonauka", PhD in technical sciences.
