汽轮发电机转子线圈快速设计系统研发

论文摘要

哈尔滨电机厂有限责任公司是我国最大的发电设备制造商,公司提供的发电设备占全国发电设备总装机容量的三分之一。为应对激烈的市场竞争,企业内部先后进行了PDM等信息化系统的实施,目前正在推行UG软件,促进企业全面应用三维设计技术。公司生产的汽轮发电机转子线圈造型比较复杂,细节特征多,且特征尺寸关联密切,涉及大量的几何计算和特征造型工作;此外线圈二维图纸工作量大,重复工作多。企业希望能开发一套基于UG软件的汽轮发电机转子线圈快速设计系统,来提升企业的设计效率,并能与企业的PDM系统进行集成。本文针对哈尔滨电机厂有限责任公司的汽轮发电机转子线圈设计特点和企业要求,对汽轮发电机转子线圈快速设计的关键技术进行了研究,开发了快速设计系统,并在企业中进行了成功应用。论文进行了转子线圈快速设计系统的方案设计。应用ADO数据库接口、UGOPEN API库以及MFC界面开发技术搭建了三层体系结构,分析了转子线圈快速设计系统的工作流程和功能模块,进行了系统的数据库设计。根据企业未来发展规划,将转子线圈的体系结构划分三个层次,即底层信息存储层、中间业务层和客户端,对转子线圈快速设计系统的工作流程进行描述,并划分了快速设计系统的功能模块,并对转子线圈快速设计系统的数据库系统建立方法进行研究。对转子线圈快速设计中的关键算法进行研究:提出了转子线圈拐角样条曲线的数学模型及拟合修正方法;应用空间坐标变换实现了转子线圈拐角的快速建模和快速装配;提出了精确目标搜索法,解决了复杂三维模型目标的搜索定位问题。为实现转子线圈的变型快速设计,论文将转子线圈各个型号的特征进行归纳,建立了线圈特征库。为实现配置特征完成快速设计,论文提取特征对外接口参数和特征内部造型参数,通过设置接口参数和造型参数完成多特征组合,最终实现转子线圈的变型设计。论文同时对分瓣线圈快速设计方法进行研究,可实现多瓣线圈的快速设计。应用上述技术,论文开发了汽轮发电机转子线圈快速设计系统,并在300MW,600MW和200MW空冷型汽轮发电机转子线圈的快速设计中进行了应用。系统运行稳定,能够支持设计人员高效率、高质量地完成设计过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 快速设计的研究现状
• 1.4 UGS 参数化设计方法研究现状
• 1.5 课题的主要研究内容
• 第2章 转子线圈快速设计系统方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 转子线圈快速设计系统体系结构
• 2.3 转子线圈快速设计系统工作流程描述
• 2.4 系统功能设计
• 2.5 转子线圈数据库设计
• 2.5.1 空冷200MW 线圈快速设计数据库设计
• 2.5.2 300MW 线圈快速设计数据库设计
• 2.5.3 600MW 线圈快速设计数据库设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 线圈三维模型快速设计算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 拐角样条曲线算法研究
• 3.3 空间坐标变换在转子线圈快速设计中的应用
• 3.3.1 空间坐标变换概述
• 3.3.2 空间坐标变换在线圈建模中的应用
• 3.3.3 空间坐标变换在线圈装配中的应用
• 3.4 空间复杂模型中边的提取算法
• 3.4.1 穷举法搜点定位
• 3.4.2 由面及边法
• 3.4.3 分类型全约束精确定位法
• 3.4.4 三种搜索算法对比
• 3.5 本章小结
• 第4章 面向特征可配置的线圈快速设计方法
• 4.1 引言
• 4.2 汽轮发电机转子线圈特征分类
• 4.3 面向可配置的特征库建立方法
• 4.3.1 特征位置约束参数表设计
• 4.3.2 特征几何形状参数表设计
• 4.3.3 特征相似度检索
• 4.4 多瓣线圈快速建模方法
• 4.5 本章小结
• 第5章 系统应用实例
• 5.1 转子线圈快速设计系统实例
• 5.1.1 数据库设计实例
• 5.1.2 300MW 转子线圈快速设计实例
• 5.1.3 600MW 转子线圈快速设计实例
• 5.1.4 空冷（200MW）转子线圈快速设计实例
• 5.2 转子线圈快速设计过程优化
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢