基于VBA和SolidWorks的三相三柱式干式變壓器鐵心標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計

李卓陽

（中鐵電氣工業(yè)有限公司保定鐵道變壓器分公司）

0 引言

干式變壓器由于耐火性好、損耗低、噪音低、局放小被廣泛應(yīng)用于變電所內(nèi)，而干式變壓器的鐵心更具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn)。不同容量的變壓器鐵心結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度高但各項(xiàng)鐵心參數(shù)不一：比如窗高、Mo、疊片級數(shù)和片寬等參數(shù)，針對于結(jié)構(gòu)模型標(biāo)準(zhǔn)化，參數(shù)應(yīng)用多樣化的設(shè)備特點(diǎn)，很多時候，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員疲于應(yīng)付參數(shù)的更改，效率低下，無法將時間充分地應(yīng)用到結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計上，三維模型的參數(shù)化設(shè)計很好地解決了上述問題，運(yùn)用VBA的編程自動化及SolidWorks的三維模型鐵心設(shè)計［1］，來進(jìn)行干式變壓器鐵心的參數(shù)化設(shè)計，能夠大幅度提高設(shè)計人員的設(shè)計效率，為今后的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和富于創(chuàng)造力的創(chuàng)新設(shè)計活動［2］留出充裕的時間。

1 設(shè)計內(nèi)容

當(dāng)變壓器電磁計算人員將符合技術(shù)參數(shù)的計算完成后，就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員將變壓器結(jié)構(gòu)以圖紙的形式畫出來，這里面就包括鐵心疊片的結(jié)構(gòu)設(shè)計。計算單一般采用Excel來進(jìn)行編制，這樣就可以采用常用的函數(shù)公式，比如VLOOKUP函數(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將計算單的主要數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭呀?jīng)創(chuàng)建好的Excel中，通過運(yùn)用VBA，主要是基于VB（Visual Basic）語言進(jìn)行編程，獲取并計算數(shù)據(jù)，來導(dǎo)出相應(yīng)的SolidWorks鐵心疊片配置文件和裝配使用的布局文件。上述工作完成后，就需要使用SolidWorks軟件來畫出相應(yīng)的疊片文件和布局裝配文件，最后的步驟，就是通過布局文件和疊片文件進(jìn)行配合，最終得到完整的鐵心疊片三維布局圖。具體設(shè)計流程圖如圖1所示。

圖1 設(shè)計流程圖

2 應(yīng)用實(shí)例

以一臺SCZ11－1000／10的干式有載調(diào)壓器為例，來進(jìn)行鐵心標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計。當(dāng)電磁計算單完成并審定合格后，對于鐵心數(shù)據(jù)來說，窗高、鐵心直徑、Mo、級數(shù)（這臺變壓器鐵心級數(shù)為8級）和片寬已確定好，通過VLOOKUP縱向查找函數(shù)將所需要的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到已編程好的Excel文件中，如表1所示。

表1 鐵心參數(shù)配置表

根據(jù)SolidWorks配置文件的格式與鐵心疊片所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，在VBA編程界面中進(jìn)行編程，并且插入ActiveX控件中的“Command Button”生成鐵心疊片的配置文件與布局配置文件，以鐵心疊片1為例（本臺變壓器的鐵心片型為3種），展示部分代碼如下：

生成的鐵心1配置文件，如表2所示。

表2 鐵心1零件設(shè)計表

這樣就把SolidWorks所需要的配置文件生成完畢。由于這臺變壓器疊片級數(shù)為8，所以就需要8個配置，如圖2所示。

圖2 鐵心1的SolidW orks配置圖

這臺變壓器所需片型為3個，鐵心裝配所需的布局1個，用SolidWorks建模，圖形如圖3和圖4所示。

圖3 鐵心疊片模型圖

圖4 鐵心裝配布局

根據(jù)配置好的布局和片型模型文件［3］，通過SolidWorks的配合，約束來進(jìn)行鐵心裝配，如圖5所示。

圖5 第一級鐵心疊片圖

經(jīng)過層層疊積，將8級鐵心疊積完畢，形成最終的立體圖形，如圖6所示。

圖6 鐵心裝配立體圖形

最后將立體圖形做剖視，如圖7所示。

圖7 鐵心剖面局部視圖

3 結(jié)束語

本文通過原始計算單中的數(shù)據(jù)傳輸，并且采用VB編程語言，自動生成SolidWorks所需要的配置文件，繼而生成符合技術(shù)條件的鐵心疊片三維立體圖，由于是參數(shù)化設(shè)計，只要是結(jié)構(gòu)上沒有很大的變動，參數(shù)的改變只會改變鐵心的大小，不會改變其定位，這樣不僅極大地提高了設(shè)計人員的工作效率，同時該模型的建立能夠?yàn)閷砩婕暗礁墒阶儔浩髌渌糠郑▕A件、墊塊、繞組）的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。以這個模型作為骨架，既可以生成二維圖紙指導(dǎo)生產(chǎn)，又可以進(jìn)行干涉分析，更有可能在未來運(yùn)用到BIM模型領(lǐng)域中去。