Tehnologia de simulare și aparate electrice virtuale

În ultimii ani, fabricile interne și institutele de design au introdus software de proiectare 3D asistată de computer, cum ar fi UGH și Pro/E. Aceste software pot realiza modelarea, asamblarea și generarea automată a desenelor de inginerie ale componentelor și entităților în spațiul 3D și pot proiecta automat matrițe și genera coduri CNC în funcție de componentele proiectate. Aceste software au dus proiectarea aparatelor electrice de joasă tensiune din China la un nou nivel, dar pentru a îndeplini în continuare cerințele condițiilor tehnice originale și a obține performanța electrică și mecanică predeterminată, este nevoie de tehnologia de simulare.
La proiectarea unui produs electric de joasă tensiune, după determinarea schemei preliminare de proiectare și a dimensiunilor pe baza condițiilor tehnice date, trebuie efectuate analize de inginerie sau experimente prototip pentru a verifica dacă schema de proiectare îndeplinește cerințele tehnice originale. Pentru o lungă perioadă de timp, metodele tradiționale de calcul ingineresc au fost utilizate pentru analiza caracteristicilor cu o precizie slabă, în special pentru caracteristica principală a aparatelor de comutare de joasă tensiune, și anume caracteristica de rupere, care nu poate fi calculată. Prin urmare, oamenii trebuie să se bazeze pe fabricarea prototipurilor și pe verificarea experimentală pentru a verifica fezabilitatea schemelor de proiectare. Această abordare necesită multă forță de muncă și resurse materiale și prelungește ciclul de dezvoltare a produsului, afectând competitivitatea de piață a noilor produse.
Pentru a rezolva problemele de mai sus, tehnologia de simulare pe calculator și emulare s-a dezvoltat rapid în ultimii ani. Cu această nouă tehnologie, oamenii pot înțelege cu exactitate performanța produselor proiectate înainte de producerea prototipului, pot reduce costurile producției și experimentelor repetate de prototip, pot accelera ciclurile de dezvoltare a produselor și pot îmbunătăți performanța produsului. Aceasta este o parte importantă a modernizării metodelor de dezvoltare a produselor electrice de joasă tensiune.
Caracteristicile de bază ale aparatelor electrice de joasă tensiune includ capacitatea de rupere, creșterea temperaturii, rezistența componentelor, stabilitatea electrică și termică, performanța izolației și alte proprietăți electrice. Acest lucru necesită simularea și analiza câmpurilor fizice, cum ar fi câmpurile electromagnetice, câmpurile de stres și câmpurile magnetice ale obiectului de proiectare. Progresul tehnologiei de imitare și simulare pe calculator, precum și îmbunătățirea continuă a performanței software-ului de analiză cu elemente finite a mărfurilor, au creat condiții pentru aplicarea acestei noi tehnologii în aparatele electrice de joasă tensiune. Software-ul de analiză cu elemente finite din anii 1970 și 1980 avea sarcini foarte complexe de pre-procesare și post-procesare, cum ar fi analiza câmpului electric al unui transformator mare și introducerea de date brute, cum ar fi dimensiunile tridimensionale ale diferitelor componente, care de obicei necesitau câteva zile sau chiar săptămâni de muncă grea. În anii 1990, software-ul comercializat de analiză cu elemente finite a fost combinat cu tehnologia de vizualizare, folosind modelarea caracteristicilor pentru a introduce grafice tridimensionale în loc de introducerea datelor pentru fiecare lacăt, făcând lucrul de intrare foarte simplu și intuitiv. Partea de post-procesare a făcut ca datele de ieșire sau graficele tridimensionale să fie ușor de observat și analizat. În același timp, având în vedere nevoia de a rezolva probleme de inginerie complexe, acest software de simulare și analiză a fost extins la domenii precum dinamica fluidelor, vibrațiile mecanice și dinamica mecanismelor.