直流高壓電源的電場(chǎng)分布仿真與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著直流高壓電源在各行各業(yè)的廣泛使用,要求它的輸出電壓越來(lái)越高,功率也越來(lái)越大。而小型化,高效率是高壓電源的發(fā)展方向,這恰恰與其相反。要實(shí)現(xiàn)高壓電源的小型化,對(duì)絕緣材料的選擇和對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)的優(yōu)化就成為了研究的重點(diǎn)。本文主要解決的是絕緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的問(wèn)題,從高壓電源絕緣強(qiáng)度的提高為出發(fā)點(diǎn),以空間靜態(tài)電場(chǎng)為基礎(chǔ)建立高壓電源的電場(chǎng)數(shù)學(xué)模型,采用ANSYS軟件進(jìn)行了直流高壓電源空間電場(chǎng)分布的分析,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)高壓電源部件空間位置的方法來(lái)改善電場(chǎng)分

2、布和提高絕緣材料的絕緣電壓等級(jí),進(jìn)而提高高壓直流電源的性能,使得絕緣材料能夠充分得到利用。本文以電子束焊機(jī)的直流高壓電源作為研究對(duì)象。
　　首先,進(jìn)行了局部電場(chǎng)的優(yōu)化研究。本文采用ANSYS軟件做出了直流高壓電源中不含端部引線部位的變壓器的整體電場(chǎng)分布仿真;又對(duì)變壓器端部引線部位的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化,做出了含有端部引線結(jié)構(gòu)的變壓器的電場(chǎng)仿真,通過(guò)對(duì)比電場(chǎng)云圖,發(fā)現(xiàn)含有端部的引線部位的電場(chǎng)發(fā)生嚴(yán)重畸變。本文依據(jù)許瓦茲理論中有限邊界代替無(wú)限

3、邊界的理論優(yōu)化端部電場(chǎng)的結(jié)論,重新設(shè)計(jì)了端部引線部位電極結(jié)構(gòu),即通過(guò)鑲嵌半圓形狀的銅球在變壓器端部的引線部位。然后,用ANSYS軟件對(duì)優(yōu)化后的端部引線部位進(jìn)行了電場(chǎng)分析,得出了優(yōu)化后的端部引線部位的局部電場(chǎng)分布得到了有效改善的結(jié)論。
　　其次,對(duì)高壓電源整體電場(chǎng)分布進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)測(cè)繪實(shí)際的直流高壓電源,用Solidworks繪出其總裝圖,然后對(duì)直流高壓電源的各個(gè)模塊進(jìn)行簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)化后建立其結(jié)構(gòu)模型。在ANSYS軟件中對(duì)直流高壓電源