变压器电磁计算CAD/CAE自动化设计方案

导读：变压器企业若要在国内残酷、激烈、血腥的市场竞争中生存下去，必须掌握核心科技。其中最为重要的是自己的研发设计技术。

由于低价中标已经基本成为了竞标成功的最重要的因素——在满足性能要求的情况下（空载损耗、负载损耗和阻抗合格），成本越低，竞争力越强。而影响成本大小的最关键的因素就是材料的用量，特别是主材的用量（铜、铝、硅钢片）。因而，提升变压器竞争力的第一关键点即是减少主材的用量。

一、如何减少主材的用量呢？

一言以蔽之——软件辅助人脑。根据自己的经验，笔者简要的列举了以下几条，以飨读者，一家之言，仅供参考：

1、电磁计算自动化代替手工电子表格计算

以循环变数算法为指导算法，使变压器的电磁计算和计算机技术相结合而降成本，已经成为历史发展的必然趋势。顺之者昌，逆之者亡。

2、结构设计时，通过仿真分析等手段降成本。

首先，利用结构仿真降低钢板、绝缘 材料等的用量，再降低一些成本。结构设计时的降本措施通常适用于所有规格的变压器，形成设计规范后，按此规范设计的变压器成本自然降低。

其次，利用电磁仿真降成本。电磁仿真可以对电磁计算进行一定的辅助深入分析，保性能降成本。比如突发短路分析，变压器油和温升、空载合闸等。

3、提升绘图效率降成本。目前国内人工成本较高，设计自动出图、一键成图软件，提升效率，减少画图员，降低人工成本。

二、电磁计算/CAD/CAE一体化设计

如上图所示，回顾一下近30年变压器设计方法的进步过程，并对这些设计方法做简单比较，将很容易得出结论，降低变压器设计成本的办法是： 

以数字化、标准化、自动化的设计方法 代替人工计算设计方法，使每台产品的设计图纸都是在保证变压器性能合格、 运行可靠前提下的最经济方案。

根据笔者的经验，以上所述相关的三项技术，对应变压器软件开发共分为三个部分。

电磁计算寻优软件开发（电磁计算软件开发）

参数化自动出图软件开发（CAD二次开发）

变压器自动仿真软件开发（CAE二次开发）

变压器软件系统最终实现目标：电磁计算/CAD/CAE一体化设计

电磁计算和二开软件并行开发，以数据库作为桥梁连接彼此，实现数据传递，最终实现电磁计算优化程序、变压器三维自动出图软件和仿真分析软件相连接，达到从电磁计算优化到自动出图再到CAE仿真的完全自动化、一气呵成。

编辑：黄飞