1.前言：我公司從法TRANSFIX公司引進的h級絕緣“segmer”干式變壓器技術(shù)，由于其結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化，非常便于開發(fā)系統(tǒng)化、高度自動化的CAD應(yīng)用軟件。計算機輔助設(shè)計中CAD的真正精神是將人腦和計算機的優(yōu)勢有機結(jié)合，完成人腦或計算機單先無法完成的復(fù)雜設(shè)計。正是由于高度自動化的CAD需求和日益激烈的市場競爭壓力，作者經(jīng)過多年的探索，編制了一套完整的干式變壓器CAD應(yīng)用軟件。該軟件包括三個部分：干式變壓器自動電磁優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用軟件、自動參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)文件維護軟件。這三個主要的應(yīng)用程序可以作為單先的軟件運行，或者它們可以一起工作——集成到一個軟件包中。該系統(tǒng)還可用于干式變壓器各種參數(shù)的計算機輔助分析。這對提高設(shè)計部門的開發(fā)能力，提高設(shè)計質(zhì)量，降低制造成本，提高市場反應(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，自動參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件也是用autoCAD2000中VisualC 6.0的二次開發(fā)平臺ObjectARX2000編寫的，使得VisualC和autoCAD完美結(jié)合。本文將簡要介紹這一綜合應(yīng)用實例的基本原理。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。整個系統(tǒng)包括電磁設(shè)計、自動參數(shù)化繪圖、數(shù)據(jù)文件維護、人工或計算機輔助分析CAM等。各部分可以通過結(jié)構(gòu)指針或數(shù)據(jù)文件相互通信，使整個系統(tǒng)可以跨平臺協(xié)同工作，所有程序都可以嵌入到autoCAD2000中運行。3.干式變壓器自動電磁優(yōu)化設(shè)計應(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)計應(yīng)用軟件時，必須充分考慮軟件不僅要滿足優(yōu)化設(shè)計和人工或計算機輔助分析的功能，還要滿足操作簡單、運行可靠、升級維護方便等要求。電磁優(yōu)化設(shè)計軟件界面見圖2。因此，在編寫程序時，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)文件通過所附的程序段來維護。換句話說，電磁設(shè)計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和升級變得非常容易，甚至那些根本不懂計算機編程的人也可以方便地自己升級軟件；另一方面，它可以為計算機輔助分析后得到的結(jié)果提供一個接口，使整個系統(tǒng)能夠成功完成完整的反饋過程，自動電磁優(yōu)化設(shè)計可以隨時真實地模擬真實產(chǎn)品。電磁優(yōu)化設(shè)計的算法采用傳統(tǒng)的窮舉法。計算機讀取各種外部數(shù)據(jù)后，逐一試算，然后以銅鐵成本較低為目標(biāo)函數(shù)，通過冒泡法動態(tài)保留成本較低的前300個設(shè)計方案[2]。當(dāng)程序運行時，成本較低的前300個設(shè)計保存在兩個文件中。一個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，以便自動繪圖時在autoCAD2000中調(diào)用。程序的具體結(jié)構(gòu)流程圖見圖3。由于篇幅有限，程序代碼沒有發(fā)布。圖3本軟件采用窮舉法進行電磁設(shè)計而不采用其他方法的原因主要考慮兩個方面。較好，算法不能錯過任何可能的較優(yōu)解；其次，干式變壓器的電磁優(yōu)化設(shè)計程序簡單 #p#分頁標(biāo)題#e#

其次，VisualC 6.0運行速度非?？?，計算機的硬件處理速度也在日益提高，這使得我們沒有必要花太多時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)分開封裝時，算法和數(shù)據(jù)要盡量隔離。所以，電磁優(yōu)化設(shè)計程序在一定意義上是一個通用的應(yīng)用軟件。此外，該軟件的應(yīng)用還可以對每一個影響干式變壓器的孤立數(shù)據(jù)進行計算機輔助分析。4.計算機輔助分析CAM在該技術(shù)中的典型應(yīng)用實例。通過長期研究，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，無論是封裝的VDT、開放式OVDT、環(huán)氧樹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，銅箔的選擇和儲備是否合理已經(jīng)成為干式變壓器制造商參與市場競爭的重要因素。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)計方案。只是計算量太大，電腦運行需要很長時間。根據(jù)作者長期實踐，計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，計算300種銅箔大約需要10-15小時。雖然花了很多時間，但在工廠的實際應(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(主要是溫升計算的精度)。而且基于相同的干式變壓器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，只有當(dāng)算法的數(shù)學(xué)模型能夠真實模擬干式變壓器的實際情況時，上述計算結(jié)果才是真實可靠的。5.自動參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件的基本組成原理由于結(jié)構(gòu)簡單、繪圖量小、零件通用性好，開發(fā)自動參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件非常方便。下面簡單介紹一下干式變壓器自動參數(shù)化繪圖軟件編寫的基本思路和方法。在編寫自動參數(shù)化繪圖程序時

時，作者同樣采用VisualC 6.0通過ObjectARX2000平臺對autoCAD2000系統(tǒng)進行編程。借助VisualC 6.0語言強大功能、豐富的數(shù)據(jù)類型和與Windows完全兼容的窗口界面，很容易開發(fā)出功能各異功能模塊。通過對各功能模塊進行簡單的定置，就可以完成不同產(chǎn)品自動參數(shù)化繪圖。 由于是采用VisualC 6.0通過ObjectARX2000平臺嵌入autoCAD2000系統(tǒng)進行編程，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，極容易開發(fā)大規(guī)模的、復(fù)雜的自動參數(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)計程序連同自動參數(shù)化繪圖程序一同嵌入autoCAD2000中，成為autoCAD2000的一個外部命令（如果將該程序列入autoCAD2000的自動裝入文件列表中，則用戶會感覺到如同autoCAD2000本身就具有干式變壓器電磁優(yōu)化設(shè)計和自動參數(shù)化繪圖功能一樣）。 關(guān)于自動參數(shù)化繪圖軟件的運行后的主菜單界面見圖四。 在編寫干式變壓器自動參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件時，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)流程圖見圖六。由于源程序較大，限于篇幅，源代碼沒有刊出。 編寫自動參數(shù)化繪圖程序時，需要注意以下幾點： 1 、自動參數(shù)化繪圖前一定要通過程序?qū)utoCAD2000系統(tǒng)進行初始化設(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 、自動參數(shù)化繪圖前，程序可以通過讀入電磁設(shè)計時生成的數(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 、自動繪程序必須真實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，要求干式變壓器的結(jié)構(gòu)盡量規(guī)范。 4 、必須對各裝配進行深入分析，確定約束條件，編寫盡可能多的干涉警告報警條。并在程序開始時或每次有數(shù)據(jù)讀入或輸入時逐條檢驗警告條，只有當(dāng)警告數(shù)為零時，程序才可以向下運行。 5 、必須對各個裝配的零部件結(jié)構(gòu)、特點進行認真歸納。對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，先將被引用的通用零件圖進細分，確定引用原則，然后讓程序通過查表法自動引入正確的通用零件； 8 、繪圖程序一般按較常用的方式運行，特殊情況下需要對圖紙的某個細節(jié)進行修改時，一定要通過程序?qū)⒃搱D形區(qū)域進行放大，否則將會因為圖形數(shù)據(jù)尚在緩沖區(qū)，而無法選中目標(biāo)； 9 、在編寫自動參數(shù)化繪圖程序時，只要有圖塊插入，就必須重新做一次圖形生成或縮放，否則將會因為圖塊數(shù)據(jù)尚在緩沖區(qū)，而無法對其中的目標(biāo)進行編輯； 10 、自動參數(shù)化繪圖時，要盡量采用相對的坐標(biāo)點，以提高程序的通用性和可移植性； 11 、生成明細表時，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 、生成明細表時，必須保證項號、圖號編制和明細表項相一致； 5、結(jié)束語：本文僅介紹一種干式變壓器的全面計算機輔助設(shè)計及分析方法和思路，應(yīng)用該方法或類似方法極容易開發(fā)其它干式變壓器的電磁設(shè)計和自動參數(shù)化繪圖應(yīng)用軟件。而自動參數(shù)化繪圖的主要障礙是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否規(guī)范，只要有計劃、有步驟的進行產(chǎn)品的改型換代，編寫自動參數(shù)化繪圖軟件是有實際意義的。 主要參考文獻： 1 、 C語言程序設(shè)計實用教材 ，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 來源：互聯(lián)網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#