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電機電磁設計與三維CAD軟件間的接口開(kāi)發(fā)
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時(shí)間：2013-04-07
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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引言
電機設計一般由電磁設計和機械結構設計兩部分組成。隨著(zhù)計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，電機CAD蓬勃興起，在科研、生產(chǎn)中得到了大量應用。國內外出現了大量關(guān)于電機CAD的軟件，有電磁計算的，也有基于A(yíng)utoCAD開(kāi)發(fā)的電機圖形繪制系統。上海電器科學(xué)研究所開(kāi)發(fā)的電機CAD系統，將異步電機電磁設計分析計算程序、電機工程數據庫和繪圖軟件集成為一體，開(kāi)創(chuàng )了中小型電機CAD集成系統的先河.
隨著(zhù)三維CAD軟件的迅猛發(fā)展，由于其特征建模技術(shù)和設計過(guò)程的全相關(guān)技術(shù)的應用，較二維CAD軟件具有更直觀(guān)、設計更改更快捷等優(yōu)勢，必將成為今后CAD軟件二次開(kāi)發(fā)的主流。文獻[4]在SolidWorks中進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)實(shí)現了部分電機參數化零件庫的工作，極大地方便了用戶(hù)。目前，多數企業(yè)的機械結構設計還停留在非參數化的二維軟件AutoCAD上，重復性工作量大，效率非常低，而且容易出錯。因此，建立電機結構的參數化設計和零件庫系統，將大幅度提高設計效率，減輕勞動(dòng)強度，加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。
本文論述電磁設計軟件RMxprt和三維CAD軟件SolidWork，問(wèn)的數據傳輸原理，針對電機定轉子沖片的各結構特征實(shí)現相應的開(kāi)發(fā)方案，是規劃中的電機智能化集成設計平臺的功能之一。
1軟件簡(jiǎn)介
1.1 RMxprt簡(jiǎn)介
RMxprt是美國Ansoft公司的旋轉電機設計模塊。Ansoft公司的機電系統設計解決方案提供了完整的設計分析環(huán)境，將電磁場(chǎng)、電路和系統工程有機結合，可應用于電力電子和傳動(dòng)系統及各類(lèi)電磁設備。 RMxprt能快速計算出旋轉電機的性能指標，設計者可評估各項參數對電機順利運行的重要程度，同時(shí)也可讓軟件幫助客戶(hù)得到一個(gè)優(yōu)化設計方案。
設計者可單獨使用RMxprt，也可將其與Ansoft的電磁場(chǎng)分析軟件Maxwell，以及電力電子及驅動(dòng)仿真軟件SIMPLORER一同作為整體設計解決方案。RMxprt可自動(dòng)為Maxwell產(chǎn)品提供幾何尺寸和求解問(wèn)題所需定義的數據。設計者可在Maxwell中對電機作更進(jìn)一步研究，從而獲得更詳細的電機性能特性。此外，RMxprt能自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)空間模型，設計者可直接將這個(gè)模型導人SIMPLORER中。聯(lián)合RMxprt和SIMPLORER，可使用戶(hù)根據特定的電機調節系統控制參數，從而保證電機按照指定方式運行于設計系統中。
1.2 SolidWorks簡(jiǎn)介
SolidsWorks軟件是通用的三維CAD系統，它以參數化和特征建模技術(shù)，為技術(shù)人員提供了良好的設計環(huán)境。該軟件操作簡(jiǎn)單，功能強大，容易上手，得到了業(yè)界廣大工程師的一致認可。SolidWork，提供了VC,VB等多種開(kāi)發(fā)環(huán)境和豐富的API函數庫。但是對于特定專(zhuān)業(yè)的一些特殊要求，利用SolidWork，現有的功能模塊還不能實(shí)現，所以有必要對其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
2開(kāi)發(fā)原理
2.1概述
電機設計軟件RMxprt的完整方案保存在后綴為.res的文件中。它是一個(gè)文本文件，其中包含電機許多重要的幾何參數，如定轉子沖片的槽形數據、內外徑、槽數、通風(fēng)孔數據等。根據這些幾何參數，可基本確定定轉子沖片的形狀和尺寸。
通過(guò)VB的文件和字符串處理技術(shù)，將文本文件中相關(guān)的定子、轉子槽形，以及內、外徑等尺寸數據提取出來(lái)，進(jìn)行尺寸的處理，如尺寸的分析、單位的統一等。然后使用SolidWorks二次開(kāi)發(fā)工具VB，獲得SolidWorks的API應用程序接口的控制，就可將數據讀取到SolidWorks中，進(jìn)行零件尺寸的修改;并根據需要進(jìn)行槽的陣列、通風(fēng)孔的壓縮與否、記號槽和鍵槽的定制等功能，重新建立三維實(shí)體模型，自動(dòng)生成所需的零件模型，無(wú)需人為干預。
2.2形狀分析
電機定轉子沖片的結構一般由呈圓周均布的槽形，中間有孔，附加有鍵槽、定位槽、記號槽、通風(fēng)孔等細小結構組成。這些結構基本上都已經(jīng)標準化了，異步電機中常用的僅有限的幾種。
RMxprt中支持的定轉子槽型如圖1、圖2所示。決定定子槽型尺寸的參數有Hs0、Hs1、Hs2、Bs0、Bs1、Bs2、Rs；決定轉子槽型尺寸的參數有Hr0、Hr1、Hr2、Br0、Br1、Br2、Rr. 
2. 3 不同特征的生成方法 
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