Юрий Борисович Бородулин Владимир Алексеевич Гусев Геннадий Васильевич Попов
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
СИЛОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
— Москва: Энергоатомиздат. 1987.
Излагаются принципы создания, особенности и структура систем автоматизированного проектирования силовых трансформаторов, а также техническое, программное и информационное обеспечение таких систем. Приводятся характеристики разработанных и внедренных промышленных систем автоматизированного проектирования трансформаторов 10—110 кВ и определяется место этих систем при организации гибких автоматизированных производств.
Для инженеров и научных работников, занимающихся разработкой трансформаторов и САПР.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современный этап научно-технического прогресса характеризуется увеличением количества технических изделий и одновременным их усложнением. При этом необходимо сокращение сроков проектирования и улучшение технико-экономических характеристик объектов проектирования.
Решение этих задач нуждается в широком использовании вычислительной техники в составе вычислительных комплексов с техническим, программно-математическим, информационным и другими видами обеспечения. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года» с целью ускорения технического прогресса предусмотрено: «Организовать массовый выпуск персональных компьютеров. Обеспечить рост объема производства вычислительной техники в 2—2,3 раза, повысить ее надежность. Высокими темпами наращивать масштабы применения современных высокопроизводительных электронно-вычислительных машин всех классов. Продолжить создание и повысить эффективность работы вычислительных центров коллективного пользования, интегрированных банков данных, сетей обработки и передачи информации».
Программа создания, развития производства и эффективного использования вычислительной техники и автоматизированных систем предусматривает широкое развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и в электротехнической промышленности.
В соответствии с требованиями развития общеобразовательной и профессиональной школы планируется повышение компьютерной грамотности учащихся и широкое внедрение электронно-вычислительной техники в учебный процесс. В школах введен курс по информатике и вычислительной технике, проводится эксперимент по использованию ЭВМ при изучении школьных предметов. Широкое применение вычислительная техника находит в высшей школе при подготовке инженеров для работы их в различных сферах инженерной деятельности, в том числе и в области автоматизированного проектирования.
Следует подчеркнуть, что только системное применение средств вычислительной техники позволяет существенно увеличить производительность труда инженера-проектировщика.
Переход от традиционных методов проектирования к автоматизированному означает переход к новой технологии проектирования, основанной на разработке адекватных математических моделей проектируемого изделия, а также программного и лингвистического обеспечений.
Идея создания САПР появилась практически с появлением первых ЭВМ. Однако возможность разработки САПР обусловлена широким внедрением в промышленность ЭВМ третьего поколения с развитой периферийной системой (дисплеи, графопостроители, мини-ЭВМ и др.).
В электротехнической промышленности в настоящее время разрабатываются системы для проектирования электрических машин, электрических аппаратов, силовых трансформаторов, электропривода и других изделий.
Достигнутые результаты по применению средств вычислительной техники в электромеханике связаны с трудами советских ученых и инженеров различных поколений, что нашло отражение в публикациях докторов техн. наук Т. Г. Сорокера и Б. М. Кагана, И. П. Копылова, А. А. Терзяна, канд. техн. наук А. Г. Никитенко и других авторов.
В области трансформаторостроения широкое применение ЭВМ базируется на. математических моделях трансформаторов, созданных докторами техн. наук Г. Н. Петровым, Π. М. Тихомировым, И. М. Постниковым, К. К. Балашовым, И. Д. Кутявиным, канд. техн. наук С. Б. Васютинским и др. Первый опыт разработки методов расчетного проектирования силовых трансформаторов на ЭВМ первого и второго поколения принадлежит Р.. М. Бабису и канд. техн. наук Η. Н. Хубларову. В настоящее время этот опыт значительно расширен. Например, Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина (ВЭИ) разработал комплекс программ РЭСТ-2, который позволяет проводить расчет магнитных полей рассеяния и электродинамических усилий при коротких замыканиях. Всесоюзный институт трансформаторостроения (ВИТ) разработал и внедрил на различных предприятиях программы расчетов характеристик холостого хода, расчетов импульсных перенапряжений в обмотках и другие, которые составили основу САПР трансформаторов общего назначения, обеспечивающей автоматизированное выполнение поверочных расчетов. В производственном объединении «Уралэлектротяжмаш» им. В. И. Ленина (УЭТМ) ведется разработка пакетов прикладных программ расчетов преобразовательных трансформаторов. Ивановский энергетический институт им. В. И. Ленина (ИЭИ) совместно с ВИТ и производственным объединением «Запорожтрансформатор» разработали ряд пакетов программ (ПП) для оптимизационных расчетов трансформаторов, на базе которых в настоящее время разрабатывается отраслевая САПР силовых трансформаторов класса 10—35 кВ. В ИЭИ разработана САПР типоисполнений силовых трансформаторов класса 35 кВ, которая применяется на ряде заводов отрасли. Таким образом, в настоящее время накоплен достаточный опыт по использованию вычислительной техники в промышленном проектировании силовых трансформаторов, позволяющий перейти к комплексной автоматизации проектно-конструкторских работ.
В книге рассмотрены общие вопросы создания и функционирования автоматизированных систем проектирования: структура
САПР, основные принципы создания и основные виды обеспечения САПР. Показано место САПР в современных гибких автоматизированных производствах. Особое внимание уделено математическому обеспечению САПР трансформаторов, созданию математических моделей и вычислительных алгоритмов их оптимизационного решения. Значительное место в книге отведено рассмотрению разработанных САПР типоисполнений силовых трансформаторов классов 10—35 и 110 кВ, подробно описана информационно-поисковая подсистема для получения информации о силовых трансформаторах, а также изложены основные принципы создания отраслевой САПР трансформаторов класса 35 кВ и вопросы машинной графики при автоматизированном проектировании силовых трансформаторов.
Эффективное использование разработанных систем и программных комплексов предусматривает наличие инженерных кадров, владеющих средствами и методами автоматизированного проектирования.
Ряд высших учебных заведений ведет подготовку разработчиков САПР, однако для эффективного использования программного обеспечения необходимо большое количество инженеров-пользователей САПР, соединяющих в себе не только высокие профессиональные знания в конкретной области инженерной деятельности, но и достаточные знания и навыки использования средств вычислительной техники в своей практической работе, в частности в области проектирования.
Большое внимание следует уделять разработке учебно-исследовательских САПР в различных отраслях техники, которые явились бы базой для широкой подготовки инженеров-пользователей САПР.
Хотя прогресс компьютеризации ставит большое количество проблем, связанных с разработкой САПР, все-таки, в первую очередь, он связан с приложением труда человека, и поэтому главной задачей сегодняшнего дня следует считать подготовку инженерных кадров, которая будет определять уровень разработок и эффективность применения САПР в различных отраслях народного хозяйства.
Преподавание учащимся основ автоматизированного проектирования на базе вычислительных комплексов становится необходимым требованием при подготовке инженеров широкого профиля, поэтому в учебные планы вводится специальный курс по САПР, который включает в себя общие принципы построения, структуру САПР, описание математических, программных и технических средств, входящих в комплекс САПР.
Приведенный в книге материал отражает многолетнюю работу авторов совместно со специалистами ВИТ, производственного объединения «Запорожтрансформатор», Биробиджанского завода силовых трансформаторов по созданию и внедрению САПР и пакетов программ для проектирования силовых трансформаторов. Авторы книги приносят благодарность кандидатам техн. наук Е. П. Тюрину, Η. Н. Белоносову, В. Н. Бурченкову, А. Н. Лапину и другим сотрудникам отраслевой лаборатории по автоматизации на ЭВМ проектно-конструкторских работ в электротехнике ИЭИ за помощь в работе над книгой.
Авторы выражают искреннюю признательность специалистам ВИТ кандидатам техн. наук И. Д. Воеводину, И. Ю. Мелешко, А. Г. Бунину, Л. Н. Конторовичу за большую работу по рецензированию книги и сделанные ценные замечания и советы.
Авторы
