CN103745067A - 发电机定子端部参数化自动建模系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了发电机定子端部参数化自动建模系统及方法，包括设于辅助设计平台上的定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块，其均包括交互式人机界面、建模管理核心计算后台和数据库，交互式人机界面和数据库分别与所述建模管理核心计算后台相连。通过交互式人机界面输入模型参数数据，建模管理核心计算后台对数据进行处理，再将所输数据及数据库中的资源相结合，完成新模型的建模及装配，并存储在数据库中。本发明的技术方案具有强大的参数化自动建模与自动装配功能，可以大幅度提高汽轮发电机定子端部参数建模的效率和精度。

Description

发电机定子端部参数化自动建模系统及方法

技术领域

本发明涉及一种复杂形状装配体的计算机三维参数化自动建模系统，尤其是涉及一种在现有计算机辅助设计平台上二次开发的大型汽轮发电机定子端部参数化自动建模系统。

背景技术

在大型汽轮发电机定子端部的设计中，根据设计图建立发电机定子端部的三维模型，并对其进行虚拟仿真，能够起到预演工作效果、检查设计误差、提高设计质量的作用。但是，大型汽轮发电机定子端部所包含的零件特征十分复杂，很难实现快速精确的建模。目前，在三维参数化建模领域中还没有针对大型汽轮发电机定子端部的参数化自动建模系统，只能通过人工方式进行单件小批量的建模，极易造成人为误差，无论是建模效率还是精度都很难满足需求。

专利CN102790483A公开了一种汽轮发电机定子线棒三维参数化建模与实体成型制造方法，首次建立了定子线棒主体部分的三维全解析参数化方程，通过多种扭转角补偿方法解决了线棒转角处的精确过渡，运用CAD软件建立了汽轮发电机定子线棒的三维模型，实用、精确，真实反映汽轮发电机定子线棒的三维形状，易于形成汽轮发电机定子线棒的参数化设计与实体建模，可利用快速成型技术实现定子线棒导线压制模具的辅助加工制造，并可作为进一步进行有限元计算的基础模型，为线棒精确建模和性能方面的研究工作奠定良好的基础。但该专利的建模效率还是精度都很难满足需求。

专利CN101588118公开了一种双三相永磁同步电动机的建模方法，其特征在于，包括三部分：步骤一、双三相绕组到三相绕组的等效变换：(一)、通过合理假设，简化数据；(二)、建立双三相永磁同步电动机转换到等效三相永磁同步电动机的数学关系；步骤二、建立等效三相永磁同步电动机在旋转坐标系下的仿真数学模型；步骤三、建立双三相永磁同步电动机的仿真模型。但该专利的建模效率还是精度任然很难满足需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种快捷、可靠的并在现有计算机辅助设计平台上二次开发的大型汽轮发电机定子端部参数化自动建模系统。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一方面，提供了一种发电机定子端部参数化自动建模系统，适用于大型汽轮发电机的定子的端部的建模，所述定子端部包括定子线棒、支撑环和压板，所述自动建模系统包括辅助设计平台、定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块，所述定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块分别与所述辅助设计平台相连，所述定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块均包括交互式人机界面、建模管理核心计算后台和数据库，所述交互式人机界面和数据库分别与所述建模管理核心计算后台相连。

优选的，所述交互式人机界面包括用于输入大型汽轮发电机定子端部各参数数值的参数输入模块、用于以图片的形式显示大型汽轮发电机定子端部各参数的意义、实现可视化的人机交流的可视化图形界面模块、用于各种命令的操作的按钮命令模块。

优选的，所述交互式人机界面还包括用于将用户引导入各功能模块中的菜单引导模块。

优选的，所述交互式人机界面还包括用于显示当前的工作进度的进度显示模块。

优选的，所述建模管理核心计算后台包括用于将所需的各种类型文件载入到当前工作平台下的文件载入模块、用于将输入的大型汽轮发电机定子端部各参数数值赋值给相应的变量的参数赋值模块、用于对用户的操作命令做出相应的动作的命令执行模块、用于调用和存储数据库中的文件及数据的数据库调用存储模块、用于更新基础模型的各特征参数、生成新的模型的模型参数驱动模块、

优选的，所述建模管理核心计算后台还包括用于检查用户输入的数据是否正确的数据检查模块。

优选的，所述建模管理核心计算后台还包括用于将新生成的模型保存到定制的路径下的自动保存模块。

优选的，所述数据库包括用于存放大型汽轮发电机定子端部各零部件及装配体的基础模型文件的定子端部模型库、用于存放大型汽轮发电机定子端部零部件及装配体的各特征参数数据的定子端部模型参数库、用于对数据库中的数据进行有效的收集、存储、处理和应用的数据管理程序。

优选的，所述定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块中还均设有使用权限设置部分。

另一方面，提供了一种发电机定子端部参数化自动建模系统的自动建模方法，包括：用户通过所述交互式人机界面输入模型参数数据，之后所述建模管理核心计算后台对数据进行处理，并根据所输数据从所述数据库中调用相关的资源，再将所输数据及数据库中的资源相结合，完成新模型的建模及装配，最后将本次操作所输入的模型参数数据存储在数据库中。

相对于现有技术，本发明的技术方案优点有：

本发明的技术方案在研究大型汽轮发电机定子端部结构特点基础上，结合参数化自动建模技术，以目前流行的计算机辅助设计软件UG/NX作为平台，采用面向组件的建模方法，可以实现快速精确地建立大型汽轮发电机定子端部的装配模型，极大程度上提高汽轮发电机定子端部参数系列化设计的水平，并容易在此基础上进行虚拟仿真工作，同时也为定子线棒模具的设计提供了参数化的解决方案。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的大型汽轮发电机定子端部参数化自动建模系统的架构示意图；

图2为本发明实施例的大型汽轮发电机定子端部参数化自动建模系统的数据流向示意图；

图3本发明实施例装配的定子线棒的三维参数化模型；

图4本发明实施例转配的定子端部装配体的三维参数化模型。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图1中所示的本发明的实施例的发电机定子端部参数化自动建模系统，包括设于辅助设计平台上的定子线棒参数化建模模块1、支撑环参数化建模模块2、压板参数化建模模块3以及参数化装配模块4；且每一个模块都是由交互式人机界面5、建模管理核心计算后台6以及数据库7组成。

交互式人机界面包括：菜单引导模块8、可视化图形界面模块9、参数输入模块10、按钮命令模块11、进度显示模块12。建模管理核心计算后台包括：文件载入模块13、参数赋值模块14、数据检查模块15、命令执行模块16、数据库调用存储模块17、模型参数驱动模块18、自动保存模块19。数据库包括：定子端部模型库20、定子端部模型参数库21、数据管理程序22。

用户根据实际要求可以对上述模块独立进行扩充和升级，也可以限制其中某个模块的使用权限。

如图2所示的本发明实施例的大型汽轮发电机定子端部参数化自动建模方法，包括：用户通过交互式人机界面5输入模型参数数据，之后建模管理核心计算后台6对数据进行处理，并根据所输数据从数据库7中调用相关的资源，再将所输数据及数据库中的资源相结合，完成新模型的建模及装配，最后将本次操作所输入的模型参数数据存储在数据库中。具体包括：

1，将本系统安装完成之后，启动辅助设计平台，优选为UG/NX（Unigraphics NX）软件，即可通过系统菜单进入到定子线棒、支撑环、压板参数化建模模块以及参数化装配模块。

2，进入到某个零件的参数化建模模块或参数化装配模块后，系统会自动弹出与之相应的参数输入界面。针对模型的参数输入，可以在参数输入界面的相应位置输入发电机定子端部各参数数据，也可以调用数据库中已存的数据。单击确定，系统会自动通过一系列的模块完成相应的建模或装配。新模型生成后，会自动保存到定制的路径下，并且新输入的数据也会被保存到数据库中。图3所示为本实施例的定子线棒三维参数化模型。

3，正常情况下，依次完成定子线棒、支撑环、压板的建模，再进行参数化装配，即可完成大型汽轮发电机定子端部装配体的建模；当某零件的参数和所调用的基础模型库中零件的参数一致时，用户可以直接跳过此零件的建模过程，装配时系统会自动选择相应的基础模型，生成新的装配体。图4所示为本实施例的定子端部装配体三维参数化模型。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种发电机定子端部参数化自动建模系统，适用于大型汽轮发电机的定子的端部的建模，所述定子端部包括定子线棒、支撑环和压板，其特征在于，所述自动建模系统包括辅助设计平台、定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块，所述定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块分别与所述辅助设计平台相连，所述定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块均包括交互式人机界面、建模管理核心计算后台和数据库，所述交互式人机界面和数据库分别与所述建模管理核心计算后台相连。 

2.如权利要求1所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特征在于，所述交互式人机界面包括用于输入大型汽轮发电机定子端部各参数数值的参数输入模块、用于以图片的形式显示大型汽轮发电机定子端部各参数的意义、实现可视化的人机交流的可视化图形界面模块、用于各种命令的操作的按钮命令模块。 

3.如权利要求2所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特征在于，所述交互式人机界面还包括用于将用户引导入各功能模块中的菜单引导模块。 

4.如权利要求3所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特征在于，所述交互式人机界面还包括用于显示当前的工作进度的进度显示模块。 

5.如权利要求4所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特征在于，所述建模管理核心计算后台包括用于将所需的各种类型文件载入到当前工作平台下的文件载入模块、用于将输入的大型汽轮发电机定子端部各参数数值赋值给相应的变量的参数赋值模块、用于对用户的操作命令做出相应的动作的命令执行模块、用于调用和存储数据库中的文件及数据的数据库调用存储模块、用于更新基础模型的各特征参数、生成新的模型的模型参数驱动模块。 

6.如权利要求5所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特征在于，所述建模管理核心计算后台还包括用于检查用户输入的数据是否正确的数据检查模块。 

7.如权利要求6所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特征在于，所述建模管理核心计算后台还包括用于将新生成的模型保存到定制的路径下的自动保存模块。 

8.如权利要求7所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特征在于，所述数据库包括用于存放大型汽轮发电机定子端部各零部件及装配体的基础模型文件的定子端部模型库、用于存放大型汽轮发电机定子端部零部件及装配体的各特征参数数据的定子端部模型参数库、用于对数据库中的数据进行有效的收集、存储、处理和应用的数据管理程序。 

9.如权利要求8所述的发电机定子端部参数化自动建模系统，其特 征在于，所述定子线棒参数化建模模块、支撑环参数化建模模块、压板参数化建模模块和参数化装配模块中还均设有使用权限设置部分。 

10.如权利要求1至9任一项所述的发电机定子端部参数化自动建模系统的自动建模方法，其特征在于，包括：用户通过所述交互式人机界面输入模型参数数据，之后所述建模管理核心计算后台对数据进行处理，并根据所输数据从所述数据库中调用相关的资源，再将所输数据及数据库中的资源相结合，完成新模型的建模及装配，最后将本次操作所输入的模型参数数据存储在数据库中。 

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