Analiza rozkładu strat mocy oraz temperatury w rozdzielnicach niskiego napięcia – analiza sprzężona z wykorzystaniem mes (EM + CFD) w programie Ansys, Maxwell i Icepak

• Autorzy: Wiertek A. , Kądziołka T. , Kryś M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of power and temperature distribution in low voltage switchgear – coupled fem analysis (EM + CFD) using Ansys, Maxwell and Icepak software

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę termiczną rozdzielnicy niskiego napięcia zawierającą moduł z wyłącznikiem głównym. Zaprezentowano podejście do analizy sprężonej składającej się z dwóch etapów, tj. wyznaczenia strat przy wykorzystaniu analizy elektromagnetycznej i przeniesieniu ich do analizy CFD. Na etapie analizy elektromagnetycznej obliczono straty ciepła Joule'a, jako wynik grzania rezystancyjnego w przewodnikach miedzianych oraz ciepła wyindukowanego na elementach stalowych obudowy (prądy wirowe). Analiza elektromagnetyczna uwzględnia również zjawisko naskórkowości oraz efekt zbliżenia pomiędzy przewodnikami różnych faz. Straty ciepła wykorzystane są jako dane wejściowe do analizy termicznej, która zawiera rozwiązanie promieniowania i konwekcji naturalnej. Wyniki otrzymane w symulacji numerycznej porównano z rzeczywistym testem termicznym wykonanym w laboratorium firmy Rockwell Automation zgodnie z normą IEC 61439-1.

EN

Paper presents thermal analysis of low voltage motor control center column which contains main unit with air circuit breaker. Described is two-stage simulation approach which includes solution of electromagnetic field and CFD analysis coupled together. The result of electromagnetic simulation, which is the first step of this combined approach, is heat loss generated as the result of Joule heating and induction of eddy currents on sheet metal parts of the enclosure. Heat loss is an input for further CFD simulation which is the final stage of analysis. CFD simulation is used to calculate radiation and natural convection. Results of conducted simulation were compared to real thermal test ran in Rockwell Automation laboratory according to IEC 61439-1 standard.

Słowa kluczowe

PL

ANSYS; EM; CFD; sprzężona; elektromagnetyzm; termika; szynoprzewody; rozdzielnica elektryczna

EN

ANSYS; EM; CFD; coupled; electromagnetics; thermal; busbars; switchgear

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 2 (114)
• Strony: 129--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys.

Twórcy

autor

Wiertek A.

• Rockwell Automation, Katowice

autor

Kądziołka T.

• MESco Sp. z o.o. ul. Górnicza 20a, 42-600 Tarnowskie Góry

autor

Kryś M.

• MESco Sp. z o.o. ul. Górnicza 20a, 42-600 Tarnowskie Góry

Bibliografia

• [1]. IEC 61439-1 Low-voltage switchgear and control assemblies – Part 1: General rules.
• [2]. ANSYS Documentation, ANSYS Inc.
• [3]. Materiały szkoleniowe: Obliczenia pol elektromagnetycznych w ANSYS Maxwell, MESco Sp. z o.o.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).