干式变压器设计中计算机辅助设计及辅助分析的全面应用
    

1、前言:  我公司从法国TRANSFIX公司引进的H级尽缘“赛格迈”干式变压器技术,由于结构简洁、规范等特点,十分便于开发系统的、高度自动化的计较机辅助设计CAD运用软件。而计较机辅助设计CAD的真正精神就是将人脑和计较机的优点有机的连系起来,完成由人脑或计较机两者均不能零丁完成的复杂设计。正是出于高度自动化的计较机辅助设计CAD和日益剧烈的市场竞争压力的需要,在作者多年的索求下,编写出针对干式变压器的计较机辅助设计的全套运用软件。该软件包括:干式变压器自动电磁优化设计运用软件、自动参数化绘图运用软件和数据文件维护软件共三年夜部门。该三年夜部门的运用软件既可以成为零丁软件运行,也能够协调工作--集成为一个软件包。运用该系统还可以对干式变压器的各个参数进行计较机辅助分析CAM。这将对的提高设计部门的开发能力、提高设计质量、下降制造成本、提高市场反应能力等阐扬积极的作用。  运用本文介绍的思绪,一样可以编写出针对其它变压器的、高度自动化的计较机辅助设计运用软件,本文将不累述。  本文所有运用软件均采用VisualC 6.0编写,自动参数化绘图运用软件也采用VisualC 6.0在autoCAD2000中的二次开发平台ObjectARX2000编写,使得VisualC 和autoCAD完善连系。本文将简要介绍该周全运用实例的基来源根基理。  2、系统整体框架的基本组成原理  系统结构原理如图一所示,整个系统包括电磁设计、自动参数化绘图、数据文件维护、人工或计较机辅助分析CAM等几年夜部门。各部门间既可以经由过程结构体指针或数据文件相互通讯,使整个系统可以跨平台协运行,也能够将所有法式内嵌进autoCAD2000中运行。  3、干式变压器自动电磁优化设计运用软件的基本组成原理  干式变压器电磁优化设计运用软件在编写时,必需充实斟酌该软件既要知足进行优化设计及人工或计较机辅助分析功能,还要求知足操作简单、运行靠得住、升级维护利便等要求,关于电磁优化设计软件的界面见图二。  是以,在编写法式时,将因产物更新或结构变化可能引发法式结构调整的数据划分封装到分歧的数据文件中,并经由过程附带的法式段来维护这些数据文件。换句话说,就是经由过程数据文件将电磁设计的算法和外部数据如硅钢片磁化特征数据、铜箔数据、扁导线数据、经验系数、预埋参数等等完全隔离。这样做一方面可以使该软件维护和升级很是容易,即使基本不懂计较机编程的人员也能够利便对软件进行自行升级;另外一方面可觉得计较机辅助分析后获得的成效提供接口,使整个系统能顺遂完成完整的反馈进程,使自动电磁优化设计随时真实模拟现实的产物。  电磁优化设计的算法采用传统的穷举法,计较机经由过程读进各类外部数据后逐个试算,然后以主要材料铜铁成本最低为方针函数,用冒泡法动态保留成本最低的前300个设计方案[2]。当法式运行终了后,成本最低的前300个设计方案被保留到两个文件中。一个以文本文件花式保留,以便查看;另外一个以特定的数据结构花式保留,以便自动参数化绘图时在autoCAD2000中挪用。  关于该法式具体的结构流程图见图三。限于篇幅,法式代码部门没有注销。图三  
本软件之所以采用穷举法进行电磁设计而未采用其它方式,主要是居于两方面的缘由斟酌的。第1、算法不能漏失落任何可能的最优解;第2、干式变压器的电磁优化设计法式结构简单,轮回嵌套较少,便于穷举。其次,VisualC 6.0运行速度极快,再加上今朝计较机的硬件处置速过活益提高,使得我们没有需要花过量的时间往斟酌各类算法之间的执行速度上的优劣。  运用算法和数据划分进行封装技术时,只要能最年夜限度的将算法和数据进行隔离。那末,电磁优化设计法式在一定意义上是一个通用的运用软件。而且,运用该软件还可以对被隔离的—-对变压器有影响的每个数据进行计较机辅助分析。4、该技术入彀算机辅助分析CAM的一个典型运用实例  作者经由过程持久研究发现,铜箔的尺寸直接影响到变压器的最低成本。只要是采用铜箔结构的变压器,不管包封型VDT、敞开型OVDT、环氧树脂浇注的干式变压器,仍是采用铜箔结构的油浸变压器,铜箔的尺寸对变压器的最低成本起着很关头的作用。是以,选择和储蓄的铜箔合理与否就成为干式变压器制造厂家在市场竞争不成轻忽的一个要素。而采用外部数据和算法隔离的技术后,对索求干式变压器最低成本的铜箔尺寸也很是利便、快捷、准确。只要在铜箔数据文件中厚度按0.01mm,宽度按5mm步长给出成百上千种铜箔数据。经由过程算法穷举后,就能够找到真正最低成本的铜箔尺寸和电磁设计方案。只是如斯庞年夜的计较量,计较机需要很长时间才能运行终了。经由过程作者持久实践,计较一种规格铜箔的穷举方案年夜约需要5秒至3分钟(计较机设置装备摆设为PIII733),计较300种铜箔年夜致需要10—15个小时。虽然耗时较多,但在工场的现实运用中是值得的。  另外还需要指出的一点是,以上方式找到的最低成本设计方案和最优铜箔尺寸完全取决于产物结构、消耗尺度、噪音水安然平静数学模子的准确与否(主要是温升计较的准确与否)。而且,基于不异的变压器设计尺度,只有当算法的数学模子能够真实的模拟变压器的现实情况,上述的计较成效才是真实靠得住的。  5、自动参数化绘图运用软件的基本组成原理  由于干式变压器结构简单、图纸量小、零部件通用性好,十分便于开发自动参数化绘图运用软件。下面简要介绍作者在编写干式变压器自动参数化绘图软件时的基本思绪和方式。  在编写自动参数化绘图法式时,作者一样采用VisualC 6.0经由过程ObjectARX2000平台对autoCAD2000系统进行编程。借助VisualC 6.0语言壮大功能、丰硕的数据类型和与Windows完全兼容的窗口界面,很容易开发出功能各异功能模块。经由过程对各功能模块进行简单的定置,就能够完成分歧产物自动参数化绘图。  由因而采用VisualC 6.0经由过程ObjectARX2000平台嵌进autoCAD2000系统进行编程,因而生成的方针代码执速度极高,与autoCAD2000的兼容性极好。是以,极容易开发年夜规模的、复杂的自动参数化绘图运用软件。甚至可以将干式变压器的电磁优化设计法式连同自动参数化绘图法式一同嵌进autoCAD2000中,成为autoCAD2000的一个外部饬令(若是将该法式列进autoCAD2000的自动装进文件列表中,则用户会感受到如同autoCAD2000自己就具有干式变压器电磁优化设计和自动参数化绘图功能一样)。  关于自动参数化绘图软件的运行后的主菜单界面见图四。  在编写干式变压器自动参数化绘图运用软件时,作者一样采用了将绘图法式图四图五图六  主体和外部数据划分封装的隔离技术,使绘图法式更具通用性。另外,作者在每一个装配的绘制之前不单将系统当前所有与之相关的变量值逐一列出,以变用户确认或更改;而且还将干与警告也逐一列出,若是当前或用户更改的数据不合理,  则泛起一目了然警告,充实提高图纸的设计准确性,具体界面可参考图五。  关于该法式具体的结构流程图见图六。由于源法式较年夜,限于篇幅,源代码没有注销。  编写自动参数化绘图法式时,需要注重以下几点:  <1>、自动参数化绘图前一定要经由过程法式对autoCAD2000系统进行初始化设置,好比设置图层、设置字体、设置颜色、设置方针捕捉方式等等;  <2>、自动参数化绘图前,法式可以经由过程读进电磁设计时生成的数据文件完成主要输进,也能够手工输进法式需要的数据;  <3>、自动绘法式必需真实模拟尽量多样化的干式变压器的结构,提高法式的顺应能力。同时,要求干式变压器的结构尽量规范。  <4>、必需对各装配进行深进分析,肯定约束条件,编写尽量多的干与警告报警条。并在法式起头时或每次有数据读进或输进时逐条检验警告条,只有当警告数为零时,法式才可以向下运行。  <5>、必需对各个装配的零部件结构、特点进行认真回纳。对各单件的尺寸肯定可行算法,便于削减外部数据输进,提高法式的封装性;  <6>、在分歧的装配中,相关的零部件尺寸采用不异的算法,便于协调一致;  <7>、需要援用通用零件时,先将被援用的通用零件图进细分,肯定援用原则,然后让法式经由过程查表法自动引进准确的通用零件;  <8>、绘图法式一般按最经常使用的方式运行,特殊情况下需要对图纸的某个细节进行修改时,一定要经由过程法式将该图形区域进行放年夜,否则将会由于图形数据尚在缓冲区,而没法选中方针;  <9>、在编写自动参数化绘图法式时,只要有图块插进,就必需重新做一次图形生成或缩放,否则将会由于图块数据尚在缓冲区,而没法对其中的方针进行编纂;  <10>、自动参数化绘图时,要尽量采用相对的坐标点,以提高法式的通用性和可移植性;  <11>、生成明细表时,必需尽量多的将通用图或通用件封装到法式中,以免遭到外部数据的干扰;  <12>、生成明细表时,必需保证项号、图号编制和明细表项相一致;  5、竣事语:本文仅介绍一种干式变压器的周全计较机辅助设计及分析方式和思绪,运用该方式或类似方式极容易开发其它变压器的电磁设计和自动参数化绘图运用软件。而自动参数化绘图的主要障碍是产物结构是否规范,只要有计划、有步骤的进行产物的改型换代,编写自动参数化绘图软件是有现实意义的。  主要参考文献:
<1>、<<C语言法式设计实用教材>>,云南年夜学出书社,云南昆明李更生编著1997年6月第1版
<2>、<<科学计较与编程>>,云南年夜学出书社,云南昆明普媛媛编著
<3>、<<VisualC 6.0编程技巧与实例分析>>,中国水利水电出书社,齐舒创作室编著<4>、<<AutoCAD2000情况下C/VisualC 运用法式开发教程>>,北京希看电脑公司,王福军、张志平易近、张师伟编著2000年6月第1版

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    收录时间:2015年08月25日 23:03:15 来源:E路风机网 作者:匿名
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