[发明专利]永磁饱和型故障限流器磁流热耦合建模方法

摘要

本发明公开了一种永磁饱和型故障限流器磁流热耦合建模方法，包括：建立永磁饱和型故障限流器的半波限流拓扑结构2D模型；利用有限元软件Ansoft对所述模型进行仿真；利用Ansoft建立永磁饱和型故障限流器的半波限流拓扑结构3D模型；在ANSYS中建立瞬态热学分析模型，对所述瞬态热学分析模型进行有限单元网格剖分，将温度场图映射到永磁饱和型故障限流器的半波限流拓扑结构3D模型中，得到任意时刻的整个永磁饱和型故障限流器设备的温度场计算结果。本发明对直线型永磁饱和型故障限流器绕组和部件中的电磁场和电流矢量进行分析计算，并加入热场进行磁-流-热耦合分析，其结果对PMFCL的材料选型和参数设计具有重要参考价值。

主权项

一种永磁饱和型故障限流器磁流热耦合建模方法，其特征是，包括以下步骤：(1)建立永磁饱和型故障限流器的半波限流拓扑结构2D模型，设定模型中各结构材料的参数；(2)在建模过程中，对限流铜绕组施加外部激励，通过控制负载的短路状态，实现永磁饱和型故障限流器工作状态的切换；(3)设置仿真参数，利用有限元软件Ansoft对所述模型进行仿真；得到永磁饱和型故障限流器半波限流拓扑由正常工作状态过渡到故障限流状态的磁场分布图；(4)以永磁饱和型故障限流器的半波限流拓扑结构2D模型为基础，利用Ansoft建立永磁饱和型故障限流器的半波限流拓扑结构3D模型；(5)考虑设备的热稳定度，在ANSYS中建立瞬态热学分析模型，把电磁场计算数据作为热学分析模型的外载荷使用；对所述瞬态热学分析模型进行有限单元网格剖分，使所述分析模型的计算结果更接近真实结果；(6)完成有限单元网格剖分后，进行边界条件的设置和映射激励添加；将损耗映射到结构网格中，利用solve求解器进行求解计算,得到模型的温度分布，将温度场图映射到永磁饱和型故障限流器的半波限流拓扑结构3D模型中，通过ANSYS的后处理器得到任意时刻的整个永磁饱和型故障限流器设备的温度场计算结果，并显示出整个温度场的动态变化过程。