Расчет электротехнических устройств с использованием 3D-модели в программе Elcut

Электротехника

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.

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

Геометрическая модель представляла собой 6 отдельных кабелей, окруженных воздухом. Отдельными блоками задавались изоляция и воздух с диэлектрическими проницаемостями ε_ins=2.5 и ε_air=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.

• Вперед >