一种基于光伏输电电缆磁场分析制造技术

一种基于光伏输电电缆磁场分析，它涉及一种光伏输电电缆技术领域。它包含如下步骤：通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B‑H曲线设定；对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向。采用上述技术方案后，本发明专利技术有益效果为：通过本发明专利技术将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏输电电缆的磁场进行仿真计算，可快速准确的得出磁场的大小磁场分布，可以为输电电缆的布置起指导意义。

Analysis of magnetic field based on photovoltaic transmission cable

A magnetic field analysis based on photovoltaic transmission cable relates to the technical field of photovoltaic transmission cables. It includes the following steps: establishing the three-dimensional model of the photovoltaic agricultural greenhouse transmission cable by Proe software and importing it into Ansys software; establishing the appropriate size of the air area, surrounding the analysis area of the transmission cable; setting the material properties of the transmission cable, the relative permeability of the non-magnetic material is set to 1, the permeability of the magnetic material is set to 1. The rate is set according to the B_H curve; the PV transmission cable and the air area are meshed to ensure the mesh is regular and refined; the current density is applied to the PV transmission cable to make the current density applied along the design direction. After adopting the above technical scheme, the invention has the beneficial effect that the magnetic field of the photovoltaic transmission cable can be simulated and calculated quickly and accurately by using the finite element method and Ansys software, and the magnetic field distribution can be obtained quickly and accurately, which can be of guiding significance for the layout of the transmission cable.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光伏输电电缆磁场分析
本专利技术涉及光伏输电电缆
，具体涉及一种基于光伏输电电缆磁场分析。
技术介绍
在太阳能光伏发电系统中低压直流输送部分使用的电缆，因为使用环境和技术要求不同，对不同部件的连接有不同的要求，总体要考虑的因素有：电磁性能，电缆的绝缘性能、耐热阻燃性能、搞老化性能等。光伏电缆在安置和应用时电缆可在屋顶布局的锐边上布线同时电缆须经受压力、弯折、张力、交织拉伸载荷，如果用普通电缆，护套防紫外线性能差导致电缆外护老化，从而影响电缆的使用寿命可以导致电缆短路、火警和职员危险伤害等问题。在光伏输电电缆设计中电磁性能是关键参数。现阶段光伏输电电缆的磁场设计分析中，一般通过理论编程进行分析计算，不易直观实现；而采用有限元的方法通过Ansys软件进行磁场仿真分析，能够快速直观准确的得出磁场分布，易于工程中设计操作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于光伏输电电缆磁场分析，容易直观实现，采用有限元的方法通过Ansys软件对光伏输电电缆进行磁场仿真分析计算，能够快速直观准确的得出磁场分布，易于工程中设计操作。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案是：它包含如下步骤：1.通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；4.对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；5.对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向；6.定义分析所需的磁力线平行边界条件；7.通过Ansys软件进行仿真分析，得出输电电缆的整体磁场分布；8.定义输电电缆轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。所述Ansys软件中的静磁场求解器可以计算由直流电流恒定激励源所激励的恒定磁场，可对非线性材料进行分析，静磁场求解器中矢量磁位A满足的方程如下：式中，(x,y)为矢量磁位Z轴分量，\*MERGEFORMAT(x,y)为电流流动截面的电流密度，\*MERGEFORMAT为求解域中材料相对磁导率，\*MERGEFORMAT为真空磁导率；上式可解释为：通过给定的激励源\*MERGEFORMAT(x,y)静磁场求解器可以计算出求解域内各个点的矢量磁位；J和A都是矢量，Z轴方向的激励只产生Z轴方向的矢量磁位分量。所述静磁场求解器中矢量磁位A满足的方程，由麦克斯韦方程推导得出，具体过程如下：在静态磁场中，磁场强度满足安培环路定律：\*MERGEFORMAT根据麦克斯韦方程，\*MERGEFORMAT又有\*MERGEFORMAT因此，\*MERGEFORMAT根据B=▽×A可得：\*MERGEFORMAT将上式应用到有限元数值计算中，可以很容易求得矢量磁位A，通过B=▽×A和H=B/\*MERGEFORMAT\*MERGEFORMAT即可求得静磁场的磁感应强度和磁场强度等物理量。本专利技术的工作原理：通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向；定义分析所需的磁力线平行边界条件；通过Ansys软件进行仿真分析，得出输电电缆的整体磁场分布；.定义输电电缆轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：通过本专利技术将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏输电电缆的磁场进行仿真计算，可快速准确的得出磁场的大小磁场分布，可以为输电电缆的布置起指导意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的流程示意图。具体实施方式参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含如下步骤：1.通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；4.对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；5.对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向；6.定义分析所需的磁力线平行边界条件；7.通过Ansys软件进行仿真分析，得出输电电缆的整体磁场分布；8.定义输电电缆轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。所述Ansys软件中的静磁场求解器可以计算由直流电流恒定激励源所激励的恒定磁场，可对非线性材料进行分析，静磁场求解器中矢量磁位A满足的方程如下：\*MERGEFORMAT式中，\*MERGEFORMAT(x,y)为矢量磁位Z轴分量，\*MERGEFORMAT(x,y)为电流流动截面的电流密度，\*MERGEFORMAT为求解域中材料相对磁导率，\*MERGEFORMAT为真空磁导率；上式可解释为：通过给定的激励源\*MERGEFORMAT(x,y)静磁场求解器可以计算出求解域内各个点的矢量磁位；J和A都是矢量，Z轴方向的激励只产生Z轴方向的矢量磁位分量。所述静磁场求解器中矢量磁位A满足的方程，由麦克斯韦方程推导得出，具体过程如下：在静态磁场中，磁场强度满足安培环路定律：\*MERGEFORMAT根据麦克斯韦方程，\*MERGEFORMAT又有\*MERGEFORMAT因此，\*MERGEFORMAT根据B=▽×A可得：\*MERGEFORMAT将上式应用到有限元数值计算中，可以很容易求得矢量磁位A，通过B=▽×A和H=B/\*MERGEFORMAT\*MERGEFORMAT即可求得静磁场的磁感应强度和磁场强度等物理量。本专利技术的工作原理：通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向；定义分析所需的磁力线平行边界条件；通过Ansys软件进行仿真分析，得出输电电缆的整体磁场分布；.定义输电电缆轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：通过本专利技术将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏输电电缆的磁场进行仿真计算，可快速准确的得出磁场的大小磁场分布，可以为输电电缆的布置起指导意义。以上所述，仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光伏输电电缆磁场分析，其特征在于：它包含如下步骤：它包含如下步骤：1.通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B‑H曲线设定；4.对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；5.对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向；6.定义分析所需的磁力线平行边界条件；7.通过Ansys软件进行仿真分析，得出输电电缆的整体磁场分布；8.定义输电电缆轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于光伏输电电缆磁场分析，其特征在于：它包含如下步骤：它包含如下步骤：1.通过Proe软件建立光伏农业大棚输电电缆的三维模型，并导入到Ansys软件中；2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；4.对光伏输电电缆以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；5.对光伏输电电缆施加电流密度，使电流密度施加的方向沿设计方向；6.定义分析所需的磁力线平行边界条件；7.通过Ansys软件进行仿真分析，得出输电电缆的整体磁场分布；8.定义输电电缆轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。2.根据权利要求1所述的一种基于光伏输电电缆磁场分析，其特征在于：所述Ansys软件中的静磁场求解器可以计算由直流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂芳，
申请(专利权)人：张桂芳，
类型：发明
国别省市：江苏,32