Технологія моделювання та віртуальні електроприлади

Останніми роками вітчизняні заводи та проектні інститути запровадили програмне забезпечення для 3D-комп’ютерного проектування, таке як UGH та Pro/E. Це програмне забезпечення може реалізувати моделювання, складання та автоматичне створення технічних креслень компонентів і об’єктів у 3D-просторі, а також автоматично проектувати прес-форми та генерувати коди ЧПУ відповідно до розроблених компонентів. Це програмне забезпечення вивело проектування низьковольтних електроприладів у Китаї на новий рівень, але для того, щоб надалі відповідати вимогам оригінальних технічних умов і досягти заданих електричних і механічних характеристик, потрібна технологія моделювання.
При проектуванні низьковольтного електричного виробу після визначення попередньої розрахункової схеми та розмірів на основі заданих технічних умов необхідно провести інженерний аналіз або експерименти з прототипом, щоб перевірити, чи розрахункова схема відповідає початковим технічним вимогам. Протягом тривалого часу традиційні інженерні методи розрахунку використовувалися для аналізу характеристик з низькою точністю, особливо для основної характеристики розподільних пристроїв низької напруги, а саме характеристики розриву, яку неможливо розрахувати. Тому людям доводиться покладатися на виготовлення прототипу та експериментальну перевірку, щоб перевірити здійсненність проектних схем. Такий підхід вимагає великих трудових і матеріальних ресурсів, а також подовжує цикл розробки продукту, впливаючи на ринкову конкурентоспроможність нових продуктів.
Щоб вирішити вищезгадані проблеми, в останні роки швидко розвиваються технології комп’ютерного моделювання та емуляції. За допомогою цієї нової технології люди можуть точно зрозуміти продуктивність розроблених продуктів до виробництва прототипів, зменшити вартість повторного виробництва прототипів і експериментів, прискорити цикли розробки продукту та покращити продуктивність продукту. Це важлива частина модернізації методів розробки низьковольтних електричних виробів.
Основні характеристики низьковольтних електроприладів включають відключаючу здатність, підвищення температури, міцність компонентів, електричну та термічну стабільність, ізоляційні характеристики та інші електричні властивості. Це вимагає моделювання та аналізу фізичних полів, таких як електромагнітні поля, поля напруги та магнітні поля об’єкта проектування. Прогрес технологій комп’ютерної імітації та моделювання, а також постійне вдосконалення продуктивності програмного забезпечення аналізу кінцевих елементів створили умови для застосування цієї нової технології в низьковольтних електроприладах. Програмне забезпечення аналізу кінцевих елементів 1970-х і 1980-х років мало дуже складні завдання попередньої та постобробки, такі як аналіз електричного поля великого трансформатора та введення необроблених даних, таких як тривимірні розміри різних компонентів, що зазвичай вимагало кілька днів або навіть тижнів важких пологів. У 1990-х роках комерціалізоване програмне забезпечення аналізу кінцевих елементів було об’єднано з технологією візуалізації, використовуючи моделювання функцій для введення тривимірної графіки замість введення даних для кожного замку, роблячи роботу введення дуже простою та інтуїтивно зрозумілою. Частина постобробки також полегшила спостереження та аналіз вихідних даних або тривимірної графіки. У той же час, через необхідність вирішення складних інженерних проблем, це програмне забезпечення для моделювання та аналізу було розширено до таких областей, як динаміка рідин, механічна вібрація та динаміка механізмів.