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  • Ansys Maxwell3——二维电场应用

    3.1 二维静电场(Electrostatic)应用

    该图中部斜线剖面部分为等效的电力电缆传输部分,材料为紫铜。而直径为Φ30 mm 的部分为电力电缆接头材料。因为电力电缆接头要包裹电缆的绝缘外表皮,所以接头的外径要大于电缆绝缘外皮尺寸。直径为Φ21mm 的绝缘部分为电缆接头外表皮。为了使电缆接头与原始的电缆外皮紧密结合,在电缆接头的绝缘材料削出了一个 15 度的倾斜角,同时也可以将绝缘外皮中的电场分布均匀化。

    电压&电场强度:

    Solution Data:

    仅经过了一次网格加密就达到了所要的能量误差等级,满足了收敛要求。最终,网格剖分总个数为 23211 个。

    get到的知识点:

    1. 在柱坐标系(Cylindrical about Z)中,只需要构建XZ截面的一半即可,软件自动旋转补全;
    2. 镜像(对称)操作:Edit/Duplicate/Mirror,这个操作在镜像的同时也复制了模型本身;
    3. 模型求解需要一个包裹所有组件的二维区域(本例中为外围矩形区域),材料一般为真空;
    4. 为了更好的区别模型各部分,一般将各部分按照材料属性进行颜色设置,并更改名称;
    5. 材料电导率为0则视为不考虑材料的漏电,即良好的绝缘体(本例中为电缆外皮和接头)。

    3.2 交流传导电场(AC Conduction)应用

    交流传导电密&欧姆损耗:

    get到的知识点:

    1. 本例中电缆外皮和接头电导率由原先的 0S/m 均改为 10S/m,因此可以画出传导电密;
    2. 由于求解类型是交流传导电场,所以在电压激励设置中有相位设置。

    3.3 直流传导电场(DC Conduction)应用

    下图给出的是将柱坐标系下的电缆接头改为 XOY 横向坐标系,其中Φ15 mm 为铜导线部分,而Φ30 mm 的剖面线部分为电缆接头处的绝缘层。

    电场分布:

    直流传导电密分布:

    静电场模块:可以计算恒定情况下的电荷分布、电势分布,计算的是标量电位函数,其余的例如电容分布矩阵、转矩、电场储能等都可以由标量电位计算得到。
    交流传导电场模块:可以计算在正弦激励源下,绝缘层内的传导电密分布,以及由此形成的损耗分布。通过标量电位可以计算得到,容抗矩阵分布等相关属性。
    直流传导电场模块:可以计算在直流源激励下,绝缘层里的传导电密分布,也可以计算得到由此形成的损耗分布等。
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