發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)及方法，包括設(shè)于輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)上的定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊，其均包括交互式人機(jī)界面、建模管理核心計(jì)算后臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)，交互式人機(jī)界面和數(shù)據(jù)庫(kù)分別與所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)相連。通過(guò)交互式人機(jī)界面輸入模型參數(shù)數(shù)據(jù)，建模管理核心計(jì)算后臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將所輸數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)中的資源相結(jié)合，完成新模型的建模及裝配，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。本發(fā)明的技術(shù)方案具有強(qiáng)大的參數(shù)化自動(dòng)建模與自動(dòng)裝配功能，可以大幅度提高汽輪發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)建模的效率和精度。
【專利說(shuō)明】發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)雜形狀裝配體的計(jì)算機(jī)三維參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，尤其是涉及一種在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)上二次開(kāi)發(fā)的大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部的設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)圖建立發(fā)電機(jī)定子端部的三維模型，并對(duì)其進(jìn)行虛擬仿真，能夠起到預(yù)演工作效果、檢查設(shè)計(jì)誤差、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的作用。但是，大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部所包含的零件特征十分復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)快速精確的建模。目前，在三維參數(shù)化建模領(lǐng)域中還沒(méi)有針對(duì)大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部的參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，只能通過(guò)人工方式進(jìn)行單件小批量的建模，極易造成人為誤差，無(wú)論是建模效率還是精度都很難滿足需求。
[0003]專利CN102790483A公開(kāi)了一種汽輪發(fā)電機(jī)定子線棒三維參數(shù)化建模與實(shí)體成型制造方法，首次建立了定子線棒主體部分的三維全解析參數(shù)化方程，通過(guò)多種扭轉(zhuǎn)角補(bǔ)償方法解決了線棒轉(zhuǎn)角處的精確過(guò)渡，運(yùn)用CAD軟件建立了汽輪發(fā)電機(jī)定子線棒的三維模型，實(shí)用、精確，真實(shí)反映汽輪發(fā)電機(jī)定子線棒的三維形狀，易于形成汽輪發(fā)電機(jī)定子線棒的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)體建模，可利用快速成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)定子線棒導(dǎo)線壓制模具的輔助加工制造，并可作為進(jìn)一步進(jìn)行有限元計(jì)算的基礎(chǔ)模型，為線棒精確建模和性能方面的研究工作奠定良好的基礎(chǔ)。但該專利的建模效率還是精度都很難滿足需求。
[0004]專利CN101588118公開(kāi)了一種雙三相永磁同步電動(dòng)機(jī)的建模方法，其特征在于，包括三部分:步驟一、雙三相繞組到三相繞組的等效變換:(一)、通過(guò)合理假設(shè)，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)；(二)、建立雙三相永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換到等效三相永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)關(guān)系；步驟二、建立等效三相永磁同步電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的仿真數(shù)學(xué)模型；步驟三、建立雙三相永磁同步電動(dòng)機(jī)的仿真模型。但該專利的建模效率還是精度任然很難滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種快捷、可靠的并在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)上二次開(kāi)發(fā)的大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)到上述目的，具體技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，提供了一種發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，適用于大型汽輪發(fā)電機(jī)的定子的端部的建模，所述定子端部包括定子線棒、支撐環(huán)和壓板，所述自動(dòng)建模系統(tǒng)包括輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)、定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊，所述定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊分別與所述輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)相連，所述定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊均包括交互式人機(jī)界面、建模管理核心計(jì)算后臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)，所述交互式人機(jī)界面和數(shù)據(jù)庫(kù)分別與所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)相連。
[0008]優(yōu)選的，所述交互式人機(jī)界面包括用于輸入大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各參數(shù)數(shù)值的參數(shù)輸入模塊、用于以圖片的形式顯示大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各參數(shù)的意義、實(shí)現(xiàn)可視化的人機(jī)交流的可視化圖形界面模塊、用于各種命令的操作的按鈕命令模塊。
[0009]優(yōu)選的，所述交互式人機(jī)界面還包括用于將用戶引導(dǎo)入各功能模塊中的菜單引導(dǎo)模塊。
[0010]優(yōu)選的，所述交互式人機(jī)界面還包括用于顯示當(dāng)前的工作進(jìn)度的進(jìn)度顯示模塊。
[0011]優(yōu)選的，所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)包括用于將所需的各種類型文件載入到當(dāng)前工作平臺(tái)下的文件載入模塊、用于將輸入的大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各參數(shù)數(shù)值賦值給相應(yīng)的變量的參數(shù)賦值模塊、用于對(duì)用戶的操作命令做出相應(yīng)的動(dòng)作的命令執(zhí)行模塊、用于調(diào)用和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件及數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用存儲(chǔ)模塊、用于更新基礎(chǔ)模型的各特征參數(shù)、生成新的模型的模型參數(shù)驅(qū)動(dòng)模塊、
[0012]優(yōu)選的，所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)還包括用于檢查用戶輸入的數(shù)據(jù)是否正確的數(shù)據(jù)檢查模塊。
[0013]優(yōu)選的，所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)還包括用于將新生成的模型保存到定制的路徑下的自動(dòng)保存模塊。
[0014]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括用于存放大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各零部件及裝配體的基礎(chǔ)模型文件的定子端部模型庫(kù)、用于存放大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部零部件及裝配體的各特征參數(shù)數(shù)據(jù)的定子端部模型參數(shù)庫(kù)、用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集、存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理程序。
[0015]優(yōu)選的，所述定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊中還均設(shè)有使用權(quán)限設(shè)置部分。
[0016]另一方面,提供了 一種發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)的自動(dòng)建模方法，包括:用戶通過(guò)所述交互式人機(jī)界面輸入模型參數(shù)數(shù)據(jù)，之后所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)所輸數(shù)據(jù)從所述數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用相關(guān)的資源，再將所輸數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)中的資源相結(jié)合，完成新模型的建模及裝配，最后將本次操作所輸入的模型參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0017]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)有:
[0018]本發(fā)明的技術(shù)方案在研究大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基礎(chǔ)上，結(jié)合參數(shù)化自動(dòng)建模技術(shù)，以目前流行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件UG/NX作為平臺(tái)，采用面向組件的建模方法，可以實(shí)現(xiàn)快速精確地建立大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部的裝配模型，極大程度上提高汽輪發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)系列化設(shè)計(jì)的水平，并容易在此基礎(chǔ)上進(jìn)行虛擬仿真工作，同時(shí)也為定子線棒模具的設(shè)計(jì)提供了參數(shù)化的解決方案。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向示意圖；
[0022]圖3本發(fā)明實(shí)施例裝配的定子線棒的三維參數(shù)化模型；
[0023]圖4本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)配的定子端部裝配體的三維參數(shù)化模型。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相
互組合。
[0026]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做具體闡釋。
[0027]如圖1中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，包括設(shè)于輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)上的定子線棒參數(shù)化建模模塊1、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊2、壓板參數(shù)化建模模塊3以及參數(shù)化裝配模塊4 ;且每一個(gè)模塊都是由交互式人機(jī)界面5、建模管理核心計(jì)算后臺(tái)6以及數(shù)據(jù)庫(kù)7組成。
[0028]交互式人機(jī)界面包括:菜單引導(dǎo)模塊8、可視化圖形界面模塊9、參數(shù)輸入模塊10、按鈕命令模塊11、進(jìn)度顯示模塊12。建模管理核心計(jì)算后臺(tái)包括:文件載入模塊13、參數(shù)賦值模塊14、數(shù)據(jù)檢查模塊15、命令執(zhí)行模塊16、數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用存儲(chǔ)模塊17、模型參數(shù)驅(qū)動(dòng)模塊18、自動(dòng)保存模塊19。數(shù)據(jù)庫(kù)包括:定子端部模型庫(kù)20、定子端部模型參數(shù)庫(kù)21、數(shù)據(jù)管理程序22。
[0029]用戶根據(jù)實(shí)際要求可以對(duì)上述模塊獨(dú)立進(jìn)行擴(kuò)充和升級(jí)，也可以限制其中某個(gè)模塊的使用權(quán)限。
[0030]如圖2所示的本發(fā)明實(shí)施例的大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模方法，包括:用戶通過(guò)交互式人機(jī)界面5輸入模型參數(shù)數(shù)據(jù)，之后建模管理核心計(jì)算后臺(tái)6對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)所輸數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)7中調(diào)用相關(guān)的資源，再將所輸數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)中的資源相結(jié)合，完成新模型的建模及裝配，最后將本次操作所輸入的模型參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。具體包括:
[0031]1，將本系統(tǒng)安裝完成之后，啟動(dòng)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，優(yōu)選為UG/NX (Unigraphics NX)軟件，即可通過(guò)系統(tǒng)菜單進(jìn)入到定子線棒、支撐環(huán)、壓板參數(shù)化建模模塊以及參數(shù)化裝配模塊。
[0032]2，進(jìn)入到某個(gè)零件的參數(shù)化建模模塊或參數(shù)化裝配模塊后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出與之相應(yīng)的參數(shù)輸入界面。針對(duì)模型的參數(shù)輸入，可以在參數(shù)輸入界面的相應(yīng)位置輸入發(fā)電機(jī)定子端部各參數(shù)數(shù)據(jù)，也可以調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中已存的數(shù)據(jù)。單擊確定，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)通過(guò)一系列的模塊完成相應(yīng)的建?；蜓b配。新模型生成后，會(huì)自動(dòng)保存到定制的路徑下，并且新輸入的數(shù)據(jù)也會(huì)被保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。圖3所示為本實(shí)施例的定子線棒三維參數(shù)化模型。
[0033]3，正常情況下，依次完成定子線棒、支撐環(huán)、壓板的建模，再進(jìn)行參數(shù)化裝配，即可完成大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部裝配體的建模；當(dāng)某零件的參數(shù)和所調(diào)用的基礎(chǔ)模型庫(kù)中零件的參數(shù)一致時(shí)，用戶可以直接跳過(guò)此零件的建模過(guò)程，裝配時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇相應(yīng)的基礎(chǔ)模型，生成新的裝配體。圖4所示為本實(shí)施例的定子端部裝配體三維參數(shù)化模型。
[0034]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，適用于大型汽輪發(fā)電機(jī)的定子的端部的建模，所述定子端部包括定子線棒、支撐環(huán)和壓板，其特征在于，所述自動(dòng)建模系統(tǒng)包括輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)、定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊，所述定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊分別與所述輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)相連，所述定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊均包括交互式人機(jī)界面、建模管理核心計(jì)算后臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)，所述交互式人機(jī)界面和數(shù)據(jù)庫(kù)分別與所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述交互式人機(jī)界面包括用于輸入大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各參數(shù)數(shù)值的參數(shù)輸入模塊、用于以圖片的形式顯示大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各參數(shù)的意義、實(shí)現(xiàn)可視化的人機(jī)交流的可視化圖形界面模塊、用于各種命令的操作的按鈕命令模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述交互式人機(jī)界面還包括用于將用戶引導(dǎo)入各功能模塊中的菜單引導(dǎo)模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述交互式人機(jī)界面還包括用于顯示當(dāng)前的工作進(jìn)度的進(jìn)度顯示模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)包括用于將所需的各種類型文件載入到當(dāng)前工作平臺(tái)下的文件載入模塊、用于將輸入的大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各參數(shù)數(shù)值賦值給相應(yīng)的變量的參數(shù)賦值模塊、用于對(duì)用戶的操作命令做出相應(yīng)的動(dòng)作的命令執(zhí)行模塊、用于調(diào)用和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件及數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用存儲(chǔ)模塊、用于更新基礎(chǔ)模型的各特征參數(shù)、生成新的模型的模型參數(shù)驅(qū)動(dòng)模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)還包括用于檢查用戶輸入的數(shù)據(jù)是否正確的數(shù)據(jù)檢查模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)還包括用于將新生成的模型保存到定制的路徑下的自動(dòng)保存模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括用于存放大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部各零部件及裝配體的基礎(chǔ)模型文件的定子端部模型庫(kù)、用于存放大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部零部件及裝配體的各特征參數(shù)數(shù)據(jù)的定子端部模型參數(shù)庫(kù)、用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集、存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理程序。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述定子線棒參數(shù)化建模模塊、支撐環(huán)參數(shù)化建模模塊、壓板參數(shù)化建模模塊和參數(shù)化裝配模塊中還均設(shè)有使用權(quán)限設(shè)置部分。
10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)定子端部參數(shù)化自動(dòng)建模系統(tǒng)的自動(dòng)建模方法，其特征在于，包括:用戶通過(guò)所述交互式人機(jī)界面輸入模型參數(shù)數(shù)據(jù)，之后所述建模管理核心計(jì)算后臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)所輸數(shù)據(jù)從所述數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用相關(guān)的資源，再將所輸數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)中的資源相結(jié)合，完成新模型的建模及裝配，最后將本次操作所輸入的模型參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103745067SQ201410027741
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】張青雷, 錢廣璞, 郭井寬, 陳吉, 杜躍斐, 趙清, 龍亞文, 桂士弘 申請(qǐng)人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司