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強電機器

電磁界シミュレーションによるトランス等価回路の導出

電磁部品の解析において過渡電磁界のフルシミュレーションに代えて等価回路を使用する方法は、突入電流のような現象が観測される場合は特に効率のよいアプローチです。CST EM STUDIOの静磁界ソルバーとSAM機能を使用して、2つの標準的なトランスのテストから50Hz過渡電磁界の等価パラメータを抽出する事例をご紹介します。

電源トランス リード端子の絶縁破壊解析

絶縁破壊解析では、静電界解析から得た電磁界データを用いるのが一般的です。電源トランスのシールドリングとリード端子に関するCST EM STUDIOの解析例をご紹介します。本事例のモデルは、Siemens Transformers(Nuremberg, Germany)のDr. Beriz Bakijaのご提供によります。

トランス負荷時タップ切替装置の誘電破壊シミュレーション

通常は設置時まで行えないシステム全体の試験を、シミュレーションで模擬することができます。CST EM STUDIO の静電界シミュレーションで、トランスやタップリードが電界強度に及ぼす影響を調べました。

電源トランスの最適化 - Siemens AG

さまざまな要求仕様や応用のそれぞれにカスタマイズされたソリューションを提供すること。それがSiemens Energy T TR PN の使命です。ファーネストランスやコンバータトランス、あるいは200MVAを上回るレーティングの高電圧直流トランスに定型のソリューションはありません。設計ごとにトランス設置の最適化を行う必要があります。CST EM STUDIO の3D 電磁界シミュレーションと最適化機能がカスタムソリューションの導出を支援します。

電磁界と熱の結合解析に向けたパワーチョークのモデリング

パワーチョークはインバータ(ソーラーインバータ)のEMC低減を目的として使用されるもので、通常はインバータ1相につき1個のパワーチョークを使用します。チョークに流れる電流は数A程度ですが、電磁損失により生じた熱がインバータの性能や信頼性を損なう可能性があります。インバータに部品が稠密に搭載されると、それだけ熱管理が重要になります。チョークのワインディングに生じる電気損失をCST EM STUDIO(CST EMS)で計算し、さらにその損失を熱源とする温度分布をCST MPHYSICS STUDIO(CST MPS)の熱ソルバーで計算した事例をご紹介します。

強電機器の電極:モデリングと最適化

本事例では、スイッチギヤに使われる電極の最適化計算をご紹介します。この解析は基本絶縁レベル(BIL:Basic Insulation Level)テストを模擬することを目的とし、静電界ソルバーで電界を計算します。

抵抗スポット溶接ガンの3次元電磁界シミュレーション

抵抗スポット溶接ガン(RSWG)の3D電磁界モデルを作成してシミュレーションを行い、等価回路パラメータを抽出した事例です。この種の溶接ガンではパラメータを確定するのが容易ではありません。トランスや電子コンバータであれば電気特性は既知であるか、未知であっても標準的な手順で測定できますが、ガンのパラメータは知られておらず測定も困難です。3次元電磁界シミュレーションを使用してこれらのパラメータを確定し、システムの特性を知ることができます。

GIS(ガス絶縁型開閉装置)のシミュレーション

50HzでGISを解析した低周波解析の事例です。Pro/E(R)からインポートしたモデルデータに三相のソースを定義してシミュレーションを実行し、三相導体の電流分布を得ました。

24kV SF6ガス絶縁リングメインユニットにおける開閉器の静電界シミュレーション

電力工学分野の応用事例として、ABB(ABB Distribution, Skien, ノルウェー)[1]の中電圧向けSF6ガス絶縁リングメインユニット負荷開閉器のシミュレーションをご紹介します。本事例のCADモデル画像は、ABB社(ABB, Bad Dättwil, スイス)のご厚意により掲載します。

三相GIBの非線形3Dトランジェントシミュレーション

非線形材質と渦電流の両方に関係する問題は、通常は定常渦電流ソルバーでは解くことができず、過渡(トランジェント)ソルバーが必要になります。CST EM STUDIOの低周波トランジェントソルバーは任意の時間信号を励起信号とすることができ、この事例のような短絡回路のGIB(ガス絶縁母線)も計算可能です。バスバーにかかる応力と損失を時間関数として導出します。

高電圧ブッシングの静電界シミュレーション

CST EM STUDIOの静電界ソルバーによる高電圧ブッシングのシミュレーション事例です。

高電圧用絶縁体の準静電界近似シミュレーション

CST EM STUDIO の準静電界ソルバーの事例です。高電圧用絶縁体表面の電界を計算し、静電界ソルバーの計算結果と比較します。

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