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，由于其結構簡單、標準化，非常便于開發系統化、高度自動化的CAD應用軟件。計算機輔助設計中CAD的真正精神是將人腦和計算機的優勢有機結合，完成人腦或計算機單先無法完成的復雜設計。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，作者經過多年的探索，編制了一套完整的干式變壓器CAD應用軟件。該軟件包括三個部分：干式變壓器自動電磁優化設計應用軟件、自動參數化繪圖應用軟件和數據文件維護軟件。這三個主要的應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。該系統還可用于干式變壓器各種參數的計算機輔助分析。這對提高設計部門的開發能力，提高設計質量，降低制造成本，提高市場反應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應用軟件，本文不再贅述。本文所有的應用軟件都是用VisualC 6.0編寫的，自動參數化繪圖應用軟件也是用autoCAD2000中VisualC 6.0的二次開發平臺ObjectARX2000編寫的，使得VisualC和autoCAD完美結合。本文將簡要介紹這一綜合應用實例的基本原理。2.總體系統框架的基本組成原理系統結構原理如圖1所示。整個系統包括電磁設計、自動參數化繪圖、數據文件維護、人工或計算機輔助分析CAM等。各部分可以通過結構指針或數據文件相互通信，使整個系統可以跨平臺協同工作，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化設計應用軟件的基本組成原理。在編寫干式變壓器電磁優化設計應用軟件時，必須充分考慮軟件不僅要滿足優化設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。電磁優化設計軟件界面見圖2。因此，在編寫程序時，由于產品更新或結構變化而可能導致程序結構調整的數據被打包到不同的數據文件中，并且這些數據文件通過所附的程序段來維護。換句話說，電磁設計的算法與硅鋼片磁化特性數據、銅箔數據、扁線數據、經驗系數、嵌入參數等外部數據完全隔離。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果提供一個接口，使整個系統能夠成功完成完整的反饋過程，自動電磁優化設計可以隨時真實地模擬真實產品。電磁優化設計的算法采用傳統的窮舉法。計算機讀取各種外部數據后，逐一試算，然后以銅鐵成本較低為目標函數，通過冒泡法動態保留成本較低的前300個設計方案[2]。當程序運行時，成本較低的前300個設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據結構格式保存，以便自動繪圖時在autoCAD2000中調用。程序的具體結構流程圖見圖3。由于篇幅有限，程序代碼沒有發布。圖3本軟件采用窮舉法進行電磁設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解；其次，干式變壓器的電磁優化設計程序簡單 #p#分頁標題#e#

其次，VisualC 6.0運行速度非常快，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行速度的優劣。算法和數據分開封裝時，算法和數據要盡量隔離。所以，電磁優化設計程序在一定意義上是一個通用的應用軟件。此外，該軟件的應用還可以對每一個影響干式變壓器的孤立數據進行計算機輔助分析。4.計算機輔助分析CAM在該技術中的典型應用實例。通過長期研究，筆者發現銅箔的尺寸直接影響干式變壓器的較低成本。只要是銅箔結構的干式變壓器，無論是封裝的VDT、開放式OVDT、環氧樹脂澆注干式變壓器還是油浸式銅箔結構的干式變壓器，銅箔的尺寸對干式變壓器的較低成本起著關鍵作用。因此，銅箔的選擇和儲備是否合理已經成為干式變壓器制造商參與市場競爭的重要因素。采用外部數據和算法隔離技術后，探索成本較低的干式變壓器銅箔尺寸非常方便、快速、準確。銅箔數據文件中只要厚度為0.01mm，寬度為5mm，就給出了幾百個銅箔數據。算法窮盡后，可以找到成本較低的銅箔尺寸和電磁設計方案。只是計算量太大，電腦運行需要很長時間。根據作者長期實踐，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計方案和較優銅箔尺寸完全取決于產品結構的精度、損耗標準、噪聲水平和數學模型(主要是溫升計算的精度)。而且基于相同的干式變壓器設計標準，只有當算法的數學模型能夠真實模擬干式變壓器的實際情況時，上述計算結果才是真實可靠的。5.自動參數化繪圖應用軟件的基本組成原理由于結構簡單、繪圖量小、零件通用性好，開發自動參數化繪圖應用軟件非常方便。下面簡單介紹一下干式變壓器自動參數化繪圖軟件編寫的基本思路和方法。在編寫自動參數化繪圖程序時

時，作者同樣采用VisualC 6.0通過ObjectARX2000平臺對autoCAD2000系統進行編程。借助VisualC 6.0語言強大功能、豐富的數據類型和與Windows完全兼容的窗口界面，很容易開發出功能各異功能模塊。通過對各功能模塊進行簡單的定置，就可以完成不同產品自動參數化繪圖。 由于是采用VisualC 6.0通過ObjectARX2000平臺嵌入autoCAD2000系統進行編程，因而生成的目標代碼執速度極高，與autoCAD2000的兼容性極好。因此，極容易開發大規模的、復雜的自動參數化繪圖應用軟件。甚至可以將干式變壓器的電磁優化設計程序連同自動參數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化設計和自動參數化繪圖功能一樣）。 關于自動參數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化繪圖應用軟件時，作者同樣采用了將繪圖程序圖四圖五圖六 主體和外部數據分別封裝的隔離技術，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當前所有與之相關的變量值一一列出，以變用戶確認或更改；而且還將干涉警告也一一列出,如果當前或用戶更改的數據不合理， 則出現一目了然警告，充分提高圖紙的設計準確性，具體界面可參考圖五。 關于該程序具體的結構流程圖見圖六。由于源程序較大，限于篇幅，源代碼沒有刊出。 編寫自動參數化繪圖程序時，需要注意以下幾點： 1 、自動參數化繪圖前一定要通過程序對autoCAD2000系統進行初始化設置，比如設置圖層、設置字體、設置顏色、設置目標捕捉方式等等； 2 、自動參數化繪圖前，程序可以通過讀入電磁設計時生成的數據文件完成主要輸入，也可以手工輸入程序需要的數據； 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構，提高程序的適應能力。同時，要求干式變壓器的結構盡量規范。 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據讀入或輸入時逐條檢驗警告條，只有當警告數為零時，程序才可以向下運行。 5 、必須對各個裝配的零部件結構、特點進行認真歸納。對各單件的尺寸確定可行算法，便于減少外部數據輸入，提高程序的封裝性； 6 、在不同的裝配中，相關的零部件尺寸采用相同的算法，便于協調一致； 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進行修改時，一定要通過程序將該圖形區域進行放大，否則將會因為圖形數據尚在緩沖區，而無法選中目標； 9 、在編寫自動參數化繪圖程序時，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據尚在緩沖區，而無法對其中的目標進行編輯； 10 、自動參數化繪圖時，要盡量采用相對的坐標點，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，以免受到外部數據的干擾； 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、結束語：本文僅介紹一種干式變壓器的全面計算機輔助設計及分析方法和思路，應用該方法或類似方法極容易開發其它干式變壓器的電磁設計和自動參數化繪圖應用軟件。而自動參數化繪圖的主要障礙是產品結構是否規范，只要有計劃、有步驟的進行產品的改型換代，編寫自動參數化繪圖軟件是有實際意義的。 主要參考文獻： 1 、 C語言程序設計實用教材 ，云南大學出版社，云南昆明李更生編著1997年6月第1版 2 、 科學計算與編程 ,云南大學出版社，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，齊舒創作室編著 4 、 AutoCAD2000環境下C/VisualC 應用程序開發教程 ,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：互聯網#p#分頁標題#e#