| Autodesk Inventor 在變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.1
| 面向變壓器行業(yè)，致力于變壓器產(chǎn)品相關(guān)軟件的開發(fā)。主要包括備類新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、電幣單計(jì)算優(yōu)化設(shè)計(jì)和變壓器工程分析計(jì)算;推進(jìn)行業(yè)計(jì)算機(jī)三維可視化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，提高行業(yè)數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)、制造、試驗(yàn)、管理以及經(jīng)營(yíng)等方面的應(yīng)用水平。 |
從二維到三維的轉(zhuǎn)變
沈陽(yáng)變壓器研究所( STI )成立于1960年，是具有很強(qiáng)科研開發(fā)能力的現(xiàn)代化高新技術(shù)企業(yè)。STI承擔(dān)、組織并完成了幾十項(xiàng)國(guó)家重大科技攻關(guān)和科研項(xiàng)目，取得了豐碩的科研成果，共榮獲國(guó)家級(jí)及省、部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)34項(xiàng)，軟件技術(shù)在變壓器行業(yè)500余家企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。STI 還建立了世界第一流的國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的強(qiáng)電流檢驗(yàn)室和國(guó)內(nèi)第一流的變壓器試驗(yàn)基地，與荷蘭KEMA試驗(yàn)室和意大利CESI 試驗(yàn)室等國(guó)際知名的電工試驗(yàn)室均有密切的工作聯(lián)系，可以滿足500kV 及以下變壓器類產(chǎn)品的試驗(yàn)要求，為提高中國(guó)變壓器產(chǎn)品抗短路能力提供了足夠的試驗(yàn)條件。
筆者所在部門的主要工作是:面向變壓器行業(yè)，致力于變壓器產(chǎn)品相關(guān)軟件的開發(fā)。主要包括備類新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、電幣單計(jì)算優(yōu)化設(shè)計(jì)和變壓器工程分析計(jì)算;推進(jìn)行業(yè)計(jì)算機(jī)三維可視化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，提高行業(yè)數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)、制造、試驗(yàn)、管理以及經(jīng)營(yíng)等方面的應(yīng)用水平。
雖然STI 得到了很多榮譽(yù)，也擁有了很多客戶。但是隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的提升，在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，還存在一些急需解決的技術(shù)問(wèn)題，包括:
(l)如何與客戶進(jìn)行更好、更有效的溝通;
(2)變壓器設(shè)計(jì)中最核l心的軼芯和線圈的計(jì)算問(wèn)題;
(3)現(xiàn)有的布線方式需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的手工計(jì)算;
(4)無(wú)法保證零部件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性;
(5)設(shè)計(jì)中，修改關(guān)聯(lián)文件帶來(lái)的問(wèn)題。
上述是存在于實(shí)際工作過(guò)程中的突出問(wèn)題，由于它們的存在，輕則會(huì)影響變壓器的設(shè)計(jì)周期、設(shè)計(jì)質(zhì)量，重則影響產(chǎn)品的市場(chǎng)前景和客戶滿意度。
基于產(chǎn)品的獨(dú)特性，變壓器產(chǎn)品的線圈在制作時(shí)絕大多數(shù)是靠手工操作來(lái)完成，因此目前還離不開二維工程圈，對(duì)于二維參數(shù)化圖，應(yīng)用AutoCAD編程比較方便。但大型變壓器的引線布置比較復(fù)雜，由于這些原因， STI開始醞釀設(shè)計(jì)平臺(tái)從二維軟件向三維軟件的升級(jí)，并著于進(jìn)行軟件的選型工作。
在選型初期，我們了解并試用了很多的三維軟件，通過(guò)對(duì)軟件的操作性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)力分析功能以及與其他軟件的兼容性等方面的考察，公司最終選擇了Inventor軟件。與其他待選軟件相比， Inventor軟件最適合我所的現(xiàn)有情況I 與AUTOCAD接口方便、原有的DWG文件利用率高、價(jià)格合理，便于行業(yè)推廣......
在試用階段， Inventor軟件所表現(xiàn)出了良好的性能，明顯提了設(shè)計(jì)效率。以設(shè)計(jì)一臺(tái)電壓等級(jí)為110干伏、容量為63000干伏安的三繞組有載變壓器產(chǎn)品為慨，以往靠人工設(shè)計(jì)1 需要5人10天左右才能完成，而采用該系統(tǒng)設(shè)計(jì)，僅需2人6天即可完成，設(shè)計(jì)效率提高了4~5倍。試用后，我們共采購(gòu)了30套Inventor軟件，主要用于產(chǎn)品開發(fā)部和軟件開發(fā)部，用來(lái)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和變壓器三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)的開發(fā)工作。
Inventor三維設(shè)計(jì)
在變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，涉及到電、誠(chéng)、熱、力、場(chǎng)等諸多問(wèn)題1 下文僅以變壓器引線設(shè)計(jì)為例，說(shuō)明Inventor軟件在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用。
變壓器引線設(shè)計(jì)具有相關(guān)因素多、結(jié)構(gòu)變化大及圖面表達(dá)復(fù)雜等特點(diǎn)。型號(hào)為SFZ11-31500幾10的變壓器中低莊尋|線二維工程圖，如圖1所示。如果單就該種結(jié)構(gòu)而應(yīng)用二維軟件設(shè)計(jì)，不考慮結(jié)構(gòu)計(jì)算所用時(shí)間，僅繪圖工作量就很大。而且結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，導(dǎo)致引線走線發(fā)生變化，相應(yīng)的木件夾持結(jié)構(gòu)也將隨之改變，所以整張圖紙就要重新設(shè)計(jì)，會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間。
圖1 變壓器引線工程圖
近年來(lái)，隨著變壓器專業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)系統(tǒng)的成功研制，設(shè)計(jì)變壓器可l 線部分的工作量明顯減少。由于受平臺(tái)的限制，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是不夠靈活，軟件開發(fā)者往往以量取(即增加各類結(jié)構(gòu)的模板數(shù)量) ,但布線需要計(jì)算，工作量很大。引線布線也成為開發(fā)變壓器三維設(shè)計(jì)軟件的瓶頸。筆者多年從事變壓器三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的引線部分開發(fā)工作，接觸過(guò)多種三維設(shè)計(jì)豐臺(tái)，通過(guò)對(duì)比，認(rèn)為Inventor軟件的"管道布線"功能是解決這瓶頸的有效方法。
Inventor 軟件的"管道布線"模塊如圖2所示。這種布線方式如果通過(guò)手工計(jì)算的方式完成幾乎是不可能的，而應(yīng)用"管道布線"模塊只需添加十個(gè)線束，在幾分鐘內(nèi)就可完成。且生成酌線束具有自適應(yīng)功能，不管結(jié)構(gòu)如何變化，Inventor軟件都會(huì)自動(dòng)計(jì)算，使布好的線適應(yīng)新的結(jié)構(gòu)，大大減少了開發(fā)者的工作量，下面通過(guò)實(shí)例來(lái)說(shuō)明這一特點(diǎn)。
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