直流高壓電源的電場分布仿真與優(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越高,功率也越來越大。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。要實現高壓電源的小型化,對絕緣材料的選擇和對絕緣結構的優(yōu)化就成為了研究的重點。本文主要解決的是絕緣結構優(yōu)化方面的問題,從高壓電源絕緣強度的提高為出發(fā)點,以空間靜態(tài)電場為基礎建立高壓電源的電場數學模型,采用ANSYS軟件進行了直流高壓電源空間電場分布的分析,通過優(yōu)化設計高壓電源部件空間位置的方法來改善電場分

2、布和提高絕緣材料的絕緣電壓等級,進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。本文以電子束焊機的直流高壓電源作為研究對象。
　　首先,進行了局部電場的優(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分布仿真;又對變壓器端部引線部位的結構進行簡化,做出了含有端部引線結構的變壓器的電場仿真,通過對比電場云圖,發(fā)現含有端部的引線部位的電場發(fā)生嚴重畸變。本文依據許瓦茲理論中有限邊界代替無限

3、邊界的理論優(yōu)化端部電場的結論,重新設計了端部引線部位電極結構,即通過鑲嵌半圓形狀的銅球在變壓器端部的引線部位。然后,用ANSYS軟件對優(yōu)化后的端部引線部位進行了電場分析,得出了優(yōu)化后的端部引線部位的局部電場分布得到了有效改善的結論。
　　其次,對高壓電源整體電場分布進行了優(yōu)化。通過測繪實際的直流高壓電源,用Solidworks繪出其總裝圖,然后對直流高壓電源的各個模塊進行簡化,簡化后建立其結構模型。在ANSYS軟件中對直流高壓電源