工程电磁场数值仿真与优化设计系列软件简介

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1工程背景和意义
/ M6 s# O* x* X河北大学为了建设成国内一流的综合性大学，实行一手抓教学、一手抓科研的办学理念，并坚持科研工作与经济建设相结合的方针，为此，河北大学电子信息工程学院聘请国内电工领域教授或专家，跟踪和分析了国内外电工应用领域新技术发展动态和目前数值应用技术存在的不足，并成立了由专家教授与在校研究生联合研发电气设备工程电磁场数值仿真应用技术课题组，其主要实现目标是研发工程电磁场数值仿真与优化设计系列应用软件，突出技术的先进性和工程实用性，并以信息仿真技术促进电气设备传统技术的更新换代和自动化设计水平，最终实现电气设计产品的经济性与性能可靠性的合理统一目标。
5 l# u* O; o: j' R2主要特点与运行环境
系列软件主要特点具备先进实用，结果形象、直观、可靠，功能齐全，界面友好，操作方便，极易掌握，专业化和标准化程度高，具有国内外行业领先水准，是提高产品性能可靠性与经济性、体现产品高科技含量和替代传统设计方法的得力设计工具。与目前国内外流行的同类商用软件相比，若实现相同计算功能可提高效率约十倍。其输出采用汉化数据文件和图形两种方式。
: z0 C, O  \0 E9 ^& j; E系列软件全部运行于windowsxp/2000和windows9x系统环境下。
4 b! Q+ h  h  s2 s3系列软件及其主要功能
5 ]; F! h2 }! I9 i9 b8 d. d; n4 }* {从2002年开始，河北大学电子信息工程学院组织具有电磁场专业理论知识与工程实践经验的专家教授指导研究生开展研发工作，并将陆续完成和推出工程电磁场系列应用软件。
（1）变压器漏磁场及特性参数的数值仿真与优化设计软件（chbem01）
$ {! l, o4 m5 q$ ^5 q& R% L主要功能：计算变压器绕组漏磁场（包括磁场分布和磁通密度分布）、短路阻抗、绕组涡流损耗（包括横向分量、纵向分量和单位体积涡流损耗占直流电阻损耗的比例）、绕组直流电阻损耗、结构件杂散损耗、变压器负载损耗、绕组导线机械强度或应力、轴向电动力和线饼单位周向长度上的径向力，可以模拟工艺制造因素造成的绕组间的轴向错位与动态力问题，并可输出打印带有标题栏的汉化计算报告。
! ^% h! [# N$ G4 {6 U" d  W输入数据：输入数据直接由变压器计算单和图纸尺寸提供，包括变压器容量、各绕组相电流、绕组数量、安匝分布、绕组导体和撑条尺寸，铁心、油箱、屏蔽等的几何尺寸、短路电流倍数等。
& v( Q9 n3 u: F, A9 t输出结果：采用汉化数据文件和图形分布曲线两种方式：数据文件包括标题栏、原始数据、短路阻抗、以汉字表格形式输出的线圈涡流损耗及其占直流电阻损耗的比例、三相直流电阻损耗、结构件杂散损耗和短路时的线圈轴向力、线圈线段的单位周向长度上的径向力以及导线机械强度等（供打印）；图形输出包括剖分图、磁场分布图、磁通密度（包括横向分量和纵向分量）沿某条线段的分布曲线。
完成时间：于2004年10月完成。
6 e+ P1 G' L6 a/ i, I5 d9 A( P0 k6 Y（2）变压器二维电场的数值仿真与优化设计软件（chbem02）
2 G2 E5 h2 v4 m主要功能：计算变压器在工频、雷电冲击等情况下的主绝缘、端绝缘、纵绝缘和沿纸筒表面等部位的电场强度（包括发生值与许用值）和绝缘裕度，自动分析和提供沿各条电力线的最小绝缘裕度等参数，并能直接判断和确定绝缘薄弱部位和输出打印带有标题栏的汉化计算报告。
输入数据：数据文件采用变压器逐个部件输入的搭积木方式：包括变压器线圈、线饼、各种绝缘件（静电环、角环、隔板、垫块、端圈等）尺寸和介电常数、各导体上的电位。
( R: _% F! H- C# M7 X输出结果：采用汉化数据文件和图形分布曲线两种方式：数据文件包括标题栏、原始数据、第一类边界上的节点最大电场强度、各绝缘纸、纸板及油隙中的最大电场强度等的传统有限元分析结果和沿各条电力线上与油隙路径有关的平均电场强度及最小绝缘裕度等的自动优化分析结果（供打印）；图形输出包括剖分图、等位线、电力线、第一类边界上的电场强度分布、沿各条电力线和纸筒表面的电场强度发生值、许用值、最小绝缘裕度等的分布曲线。
# D% L! p6 L, A/ t完成时间：于2004年10月完成。
" s: R+ d4 e* W1 Z* F3 H' ^6 f（3）空心电抗器漏磁场及特性参数的数值仿真与优化设计软件（chbem03）
主要功能（另增加线圈电感、磁场能量）、输入数据和输出结果参照chbem01完成。
. Y0 }& U( M) T% r7 J- c( J9 b完成时间：于2005年10月完成。
* v6 a9 X9 S+ w4 i) [+ F: t8 S1 X- m（4）变压器漏磁场及短路力等性能参数的数值仿真与优化设计软件（chbem04）
为了满足用户在技术上与世界接轨，参与国际市场的投标与竞争，研发人员在消化、吸收国外电磁场专家安德森研发的同类仿真执行文件（dos下运行，已得到国内外用户的认可与应用）计算功能、方法原理的基础上，在windows环境下，完成、实现与安德森同类软件的计算功能、输入数据、输出结果及格式完全相同的数值仿真软件（克隆软件），其使用操作将更加方便，输出结果具有带标题栏的中、英文两种文件形式和图形输出方式。
: ^$ J+ X% H7 j$ y) t2 Q6 B7 `; W完成时间：于2005年6月完成。
（5）电气设备工程涡流问题的数值仿真与优化分析通用软件（chbem05）
主要功能：可以按静态场和稳态场计算，稳态场考虑金属导体涡流及集肤效应影响，计算电气设备例如变压器绕组漏磁场和引线漏磁场（包括磁场分布和磁通密度分布）、短路阻抗、金属结构件中的涡流损耗分布等。
% T' U% x* z0 q- K+ R5 j) C输入数据：输入数据可以按有限元剖分要求，输入求解区域的几何节点坐标、不同媒质区域的安匝与材料属性等或直接由变压器计算单和图纸尺寸提供，包括变压器容量、各绕组相电流、绕组数量、安匝分布、铁心、油箱、屏蔽等的几何尺寸。
' ]" O1 I% y1 ]) j/ p! M$ L  ?输出结果：采用汉化数据文件和图形分布曲线两种方式：数据文件包括标题栏、原始数据、短路阻抗、结构件涡流损耗等（供打印）；图形输出包括剖分图、磁场分布图、磁场彩色云图、磁通密度（包括横向分量和纵向分量）沿某条线段的分布曲线。
完成时间：于2006年6月完成。
（6）电气设备二维电场数值仿真与优化设计通用软件（chbem06）
4 c; a) K- U; U$ R; A主要功能、输入数据和输出结果参照chbem02完成，适用于各种电气设备的绝缘强度分析与优化设计。

lilulilu

不错。但是好像没怎么听说过。目前用的比较多的还是那几个比较流行的大软件。