1.前言：我公司從法TRANSFIX公司引進(jìn)的h級(jí)絕緣“segmer”干式變壓器技術(shù)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化，非常便于開(kāi)發(fā)系統(tǒng)化、高度自動(dòng)化的CAD應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中CAD的真正精神是將人腦和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合，完成人腦或計(jì)算機(jī)單先無(wú)法完成的復(fù)雜設(shè)計(jì)。正是由于高度自動(dòng)化的CAD需求和日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，作者經(jīng)過(guò)多年的探索，編制了一套完整的干式變壓器CAD應(yīng)用軟件。該軟件包括三個(gè)部分：干式變壓器自動(dòng)電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件、自動(dòng)參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)文件維護(hù)軟件。這三個(gè)主要的應(yīng)用程序可以作為單先的軟件運(yùn)行，或者它們可以一起工作——集成到一個(gè)軟件包中。該系統(tǒng)還可用于干式變壓器各種參數(shù)的計(jì)算機(jī)輔助分析。這對(duì)提高設(shè)計(jì)部門的開(kāi)發(fā)能力，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低制造成本，提高市場(chǎng)反應(yīng)能力將起到積極的作用。利用本文介紹的思路，還可以為其他干式變壓器編寫高度自動(dòng)化的CAD應(yīng)用軟件，本文不再贅述。本文所有的應(yīng)用軟件都是用VisualC 6.0編寫的，自動(dòng)參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件也是用autoCAD2000中VisualC 6.0的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)ObjectARX2000編寫的，使得VisualC和autoCAD完美結(jié)合。本文將簡(jiǎn)要介紹這一綜合應(yīng)用實(shí)例的基本原理。2.總體系統(tǒng)框架的基本組成原理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)包括電磁設(shè)計(jì)、自動(dòng)參數(shù)化繪圖、數(shù)據(jù)文件維護(hù)、人工或計(jì)算機(jī)輔助分析CAM等。各部分可以通過(guò)結(jié)構(gòu)指針或數(shù)據(jù)文件相互通信，使整個(gè)系統(tǒng)可以跨平臺(tái)協(xié)同工作，所有程序都可以嵌入到autoCAD2000中運(yùn)行。3.干式變壓器自動(dòng)電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件的基本組成原理。在編寫干式變壓器電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件時(shí)，必須充分考慮軟件不僅要滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)和人工或計(jì)算機(jī)輔助分析的功能，還要滿足操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、升級(jí)維護(hù)方便等要求。電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件界面見(jiàn)圖2。因此，在編寫程序時(shí)，由于產(chǎn)品更新或結(jié)構(gòu)變化而可能導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)調(diào)整的數(shù)據(jù)被打包到不同的數(shù)據(jù)文件中，并且這些數(shù)據(jù)文件通過(guò)所附的程序段來(lái)維護(hù)。換句話說(shuō)，電磁設(shè)計(jì)的算法與硅鋼片磁化特性數(shù)據(jù)、銅箔數(shù)據(jù)、扁線數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)、嵌入?yún)?shù)等外部數(shù)據(jù)完全隔離。一方面可以使軟件的維護(hù)和升級(jí)變得非常容易，甚至那些根本不懂計(jì)算機(jī)編程的人也可以方便地自己升級(jí)軟件；另一方面，它可以為計(jì)算機(jī)輔助分析后得到的結(jié)果提供一個(gè)接口，使整個(gè)系統(tǒng)能夠成功完成完整的反饋過(guò)程，自動(dòng)電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)可以隨時(shí)真實(shí)地模擬真實(shí)產(chǎn)品。電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)的算法采用傳統(tǒng)的窮舉法。計(jì)算機(jī)讀取各種外部數(shù)據(jù)后，逐一試算，然后以銅鐵成本較低為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)冒泡法動(dòng)態(tài)保留成本較低的前300個(gè)設(shè)計(jì)方案[2]。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，成本較低的前300個(gè)設(shè)計(jì)保存在兩個(gè)文件中。一個(gè)以文本文件格式保存，以供查看；另一種是以特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式保存，以便自動(dòng)繪圖時(shí)在autoCAD2000中調(diào)用。程序的具體結(jié)構(gòu)流程圖見(jiàn)圖3。由于篇幅有限，程序代碼沒(méi)有發(fā)布。圖3本軟件采用窮舉法進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)而不采用其他方法的原因主要考慮兩個(gè)方面。較好，算法不能錯(cuò)過(guò)任何可能的較優(yōu)解；其次，干式變壓器的電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)程序簡(jiǎn)單 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

其次，VisualC 6.0運(yùn)行速度非?？?，計(jì)算機(jī)的硬件處理速度也在日益提高，這使得我們沒(méi)有必要花太多時(shí)間去考慮各種算法之間執(zhí)行速度的優(yōu)劣。算法和數(shù)據(jù)分開(kāi)封裝時(shí)，算法和數(shù)據(jù)要盡量隔離。所以，電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)程序在一定意義上是一個(gè)通用的應(yīng)用軟件。此外，該軟件的應(yīng)用還可以對(duì)每一個(gè)影響干式變壓器的孤立數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助分析。4.計(jì)算機(jī)輔助分析CAM在該技術(shù)中的典型應(yīng)用實(shí)例。通過(guò)長(zhǎng)期研究，筆者發(fā)現(xiàn)銅箔的尺寸直接影響干式變壓器的較低成本。只要是銅箔結(jié)構(gòu)的干式變壓器，無(wú)論是封裝的VDT、開(kāi)放式OVDT、環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器還是油浸式銅箔結(jié)構(gòu)的干式變壓器，銅箔的尺寸對(duì)干式變壓器的較低成本起著關(guān)鍵作用。因此，銅箔的選擇和儲(chǔ)備是否合理已經(jīng)成為干式變壓器制造商參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要因素。采用外部數(shù)據(jù)和算法隔離技術(shù)后，探索成本較低的干式變壓器銅箔尺寸非常方便、快速、準(zhǔn)確。銅箔數(shù)據(jù)文件中只要厚度為0.01mm，寬度為5mm，就給出了幾百個(gè)銅箔數(shù)據(jù)。算法窮盡后，可以找到成本較低的銅箔尺寸和電磁設(shè)計(jì)方案。只是計(jì)算量太大，電腦運(yùn)行需要很長(zhǎng)時(shí)間。根據(jù)作者長(zhǎng)期實(shí)踐，計(jì)算一張銅箔的窮舉方案(電腦配置為PIII733)大約需要5秒到3分鐘，計(jì)算300種銅箔大約需要10-15小時(shí)。雖然花了很多時(shí)間，但在工廠的實(shí)際應(yīng)用中是值得的。另外需要指出的是，上述方法找到的較低成本設(shè)計(jì)方案和較優(yōu)銅箔尺寸完全取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的精度、損耗標(biāo)準(zhǔn)、噪聲水平和數(shù)學(xué)模型(主要是溫升計(jì)算的精度)。而且基于相同的干式變壓器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，只有當(dāng)算法的數(shù)學(xué)模型能夠真實(shí)模擬干式變壓器的實(shí)際情況時(shí)，上述計(jì)算結(jié)果才是真實(shí)可靠的。5.自動(dòng)參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件的基本組成原理由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繪圖量小、零件通用性好，開(kāi)發(fā)自動(dòng)參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件非常方便。下面簡(jiǎn)單介紹一下干式變壓器自動(dòng)參數(shù)化繪圖軟件編寫的基本思路和方法。在編寫自動(dòng)參數(shù)化繪圖程序時(shí)

時(shí)，作者同樣采用VisualC 6.0通過(guò)ObjectARX2000平臺(tái)對(duì)autoCAD2000系統(tǒng)進(jìn)行編程。借助VisualC 6.0語(yǔ)言強(qiáng)大功能、豐富的數(shù)據(jù)類型和與Windows完全兼容的窗口界面，很容易開(kāi)發(fā)出功能各異功能模塊。通過(guò)對(duì)各功能模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的定置，就可以完成不同產(chǎn)品自動(dòng)參數(shù)化繪圖。 由于是采用VisualC 6.0通過(guò)ObjectARX2000平臺(tái)嵌入autoCAD2000系統(tǒng)進(jìn)行編程，因而生成的目標(biāo)代碼執(zhí)速度極高，與autoCAD2000的兼容性極好。因此，極容易開(kāi)發(fā)大規(guī)模的、復(fù)雜的自動(dòng)參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件。甚至可以將干式變壓器的電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)程序連同自動(dòng)參數(shù)化繪圖程序一同嵌入autoCAD2000中，成為autoCAD2000的一個(gè)外部命令（如果將該程序列入autoCAD2000的自動(dòng)裝入文件列表中，則用戶會(huì)感覺(jué)到如同autoCAD2000本身就具有干式變壓器電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)和自動(dòng)參數(shù)化繪圖功能一樣）。 關(guān)于自動(dòng)參數(shù)化繪圖軟件的運(yùn)行后的主菜單界面見(jiàn)圖四。 在編寫干式變壓器自動(dòng)參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件時(shí)，作者同樣采用了將繪圖程序圖四圖五圖六 主體和外部數(shù)據(jù)分別封裝的隔離技術(shù)，使繪圖程序更具通用性。另外，作者在每個(gè)裝配的繪制之前不但將系統(tǒng)當(dāng)前所有與之相關(guān)的變量值一一列出，以變用戶確認(rèn)或更改；而且還將干涉警告也一一列出,如果當(dāng)前或用戶更改的數(shù)據(jù)不合理， 則出現(xiàn)一目了然警告，充分提高圖紙的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，具體界面可參考圖五。 關(guān)于該程序具體的結(jié)構(gòu)流程圖見(jiàn)圖六。由于源程序較大，限于篇幅，源代碼沒(méi)有刊出。 編寫自動(dòng)參數(shù)化繪圖程序時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)： 1 、自動(dòng)參數(shù)化繪圖前一定要通過(guò)程序?qū)utoCAD2000系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，比如設(shè)置圖層、設(shè)置字體、設(shè)置顏色、設(shè)置目標(biāo)捕捉方式等等； 2 、自動(dòng)參數(shù)化繪圖前，程序可以通過(guò)讀入電磁設(shè)計(jì)時(shí)生成的數(shù)據(jù)文件完成主要輸入，也可以手工輸入程序需要的數(shù)據(jù)； 3 、自動(dòng)繪程序必須真實(shí)模擬盡可能多樣化的干式變壓器的結(jié)構(gòu)，提高程序的適應(yīng)能力。同時(shí)，要求干式變壓器的結(jié)構(gòu)盡量規(guī)范。 4 、必須對(duì)各裝配進(jìn)行深入分析，確定約束條件，編寫盡可能多的干涉警告報(bào)警條。并在程序開(kāi)始時(shí)或每次有數(shù)據(jù)讀入或輸入時(shí)逐條檢驗(yàn)警告條，只有當(dāng)警告數(shù)為零時(shí)，程序才可以向下運(yùn)行。 5 、必須對(duì)各個(gè)裝配的零部件結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真歸納。對(duì)各單件的尺寸確定可行算法，便于減少外部數(shù)據(jù)輸入，提高程序的封裝性； 6 、在不同的裝配中，相關(guān)的零部件尺寸采用相同的算法，便于協(xié)調(diào)一致； 7 、需要引用通用零件時(shí)，先將被引用的通用零件圖進(jìn)細(xì)分，確定引用原則，然后讓程序通過(guò)查表法自動(dòng)引入正確的通用零件； 8 、繪圖程序一般按較常用的方式運(yùn)行，特殊情況下需要對(duì)圖紙的某個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改時(shí)，一定要通過(guò)程序?qū)⒃搱D形區(qū)域進(jìn)行放大，否則將會(huì)因?yàn)閳D形數(shù)據(jù)尚在緩沖區(qū)，而無(wú)法選中目標(biāo)； 9 、在編寫自動(dòng)參數(shù)化繪圖程序時(shí)，只要有圖塊插入，就必須重新做一次圖形生成或縮放，否則將會(huì)因?yàn)閳D塊數(shù)據(jù)尚在緩沖區(qū)，而無(wú)法對(duì)其中的目標(biāo)進(jìn)行編輯； 10 、自動(dòng)參數(shù)化繪圖時(shí)，要盡量采用相對(duì)的坐標(biāo)點(diǎn)，以提高程序的通用性和可移植性； 11 、生成明細(xì)表時(shí)，必須盡可能多的將通用圖或通用件封裝到程序中，以免受到外部數(shù)據(jù)的干擾； 12 、生成明細(xì)表時(shí)，必須保證項(xiàng)號(hào)、圖號(hào)編制和明細(xì)表項(xiàng)相一致； 5、結(jié)束語(yǔ)：本文僅介紹一種干式變壓器的全面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及分析方法和思路，應(yīng)用該方法或類似方法極容易開(kāi)發(fā)其它干式變壓器的電磁設(shè)計(jì)和自動(dòng)參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件。而自動(dòng)參數(shù)化繪圖的主要障礙是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否規(guī)范，只要有計(jì)劃、有步驟的進(jìn)行產(chǎn)品的改型換代，編寫自動(dòng)參數(shù)化繪圖軟件是有實(shí)際意義的。 主要參考文獻(xiàn)： 1 、 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)用教材 ，云南大學(xué)出版社，云南昆明李更生編著1997年6月第1版 2 、 科學(xué)計(jì)算與編程 ,云南大學(xué)出版社，云南昆明普媛媛編著 3 、 VisualC 6.0編程技巧與實(shí)例分析 ，中水利水電出版社，齊舒創(chuàng)作室編著 4 、 AutoCAD2000環(huán)境下C/VisualC 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)教程 ,北京希望電腦公司,王福軍、張志民、張師偉編著2000年6月第1版 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#