Симулационни технологии и виртуални електрически уреди

През последните години местни фабрики и дизайнерски институти въведоха софтуер за 3D компютърно проектиране като UGH и Pro/E. Този софтуер може да реализира моделиране, сглобяване и автоматично генериране на инженерни чертежи на компоненти и обекти в 3D пространство и автоматично да проектира форми и да генерира CNC кодове според проектираните компоненти. Този софтуер изведе дизайна на електрически уреди с ниско напрежение в Китай на ново ниво, но за да се изпълнят допълнително изискванията на оригиналните технически условия и да се постигнат предварително определените електрически и механични характеристики, е необходима симулационна технология.
При проектиране на електрически продукт за ниско напрежение, след определяне на предварителната проектна схема и размери въз основа на дадените технически условия, трябва да се извърши инженерен анализ или прототипни експерименти, за да се провери дали проектната схема отговаря на първоначалните технически изисквания. Дълго време традиционните инженерни методи за изчисление са били използвани за анализ на характеристиките с ниска точност, особено за основната характеристика на разпределителната апаратура за ниско напрежение, а именно характеристиката на прекъсване, която не може да бъде изчислена. Следователно хората трябва да разчитат на производството на прототипи и експерименталната проверка, за да проверят осъществимостта на проектните схеми. Този подход изисква много работна ръка и материални ресурси и удължава цикъла на разработване на продукта, засягайки пазарната конкурентоспособност на новите продукти.
За да се решат горните проблеми, технологията за компютърна симулация и емулация се разви бързо през последните години. С тази нова технология хората могат точно да разберат производителността на проектираните продукти преди производството на прототип, да намалят разходите за повтарящо се производство на прототип и експерименти, да ускорят циклите на разработване на продукта и да подобрят производителността на продукта. Това е важна част от модернизацията на методите за разработване на електрически продукти за ниско напрежение.
Основните характеристики на електрическите уреди с ниско напрежение включват капацитет на прекъсване, повишаване на температурата, здравина на компонентите, електрическа и термична стабилност, изолационни характеристики и други електрически свойства. Това изисква симулация и анализ на физически полета като електромагнитни полета, полета на напрежение и магнитни полета на проектния обект. Напредъкът на технологиите за компютърна имитация и симулация, както и непрекъснатото подобряване на производителността на софтуера за анализ на крайни елементи, създадоха условия за прилагането на тази нова технология в електрически уреди с ниско напрежение. Софтуерът за анализ на крайни елементи от 70-те и 80-те години на миналия век имаше много сложни задачи за предварителна и последваща обработка, като например анализиране на електрическото поле на голям трансформатор и въвеждане на необработени данни като триизмерните размери на различни компоненти, което обикновено изискваше няколко дни или дори седмици тежък труд. През 90-те години комерсиализираният софтуер за анализ на крайни елементи беше комбиниран с технология за визуализация, използвайки моделиране на функции за въвеждане на триизмерна графика вместо въвеждане на данни за всяка ключалка, правейки въвеждането много лесно и интуитивно. Частта за последваща обработка също направи изходните данни или триизмерни графики лесни за наблюдение и анализ. В същото време, с необходимостта от решаване на сложни инженерни проблеми, този софтуер за симулация и анализ е разширен до области като динамика на флуидите, механични вибрации и динамика на механизмите.