【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机辅助设计，尤其涉及一种基于副件优化的铁心结构设计方法及系统。
技术介绍
1、目前变压器铁心的结构设计完全服务于其磁性能，忽视了外部零件对铁心磁性能的影响。导致铁心结构设计的理论磁性能与实际生产测试中的磁性能严重不符。另外，由于忽视副件，副件的质量达标率过低，导致合格率过低影响生产效率，甚至可能会产生安全问题。
2、现有铁心结构设计中，并没有副件精度设计，只提供二维cad图纸来确认副件基础设计尺寸，对其制作精度、材料和工艺等并无要求，亦或是要求过高导致无法生产。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提出了一种基于副件优化的铁心结构设计方法及系统，依据相关铁心结构提供最优副件优化方案，包括副件的制作精度、制作材料和工艺等参数，从而提供更加合理的铁心结构设计方案；收集前述参数，依赖本套系统进行基于铁心结构的磁性能仿真，确认其结果的稳定性，即可投入生产。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于副件优化的铁心结构设计方法，具体如下：
3、读取铁心设计方案，完成铁心副件的优化，于所述铁心设计方案之中指示铁心的设计面压、铁心容量、铁心的设计磁密以及铁损性能；
4、于所述铁心设计方案之中还指示有构成铁心的硅钢片及其尺寸，依据硅钢片尺寸以及应力曲线分别确认工艺孔或穿心孔的孔径，依据所述设计面压确定分别确认工艺孔或穿心孔的位置；
5、依据所述铁心容量选用步进
6、依据铁心的设计磁密选用铁心的轭型结构，并完成铁心的夹件结构以及紧固件的选用以完成铁心结构的整体设计。
7、进一步地，所述工艺孔或穿心孔依据如下步骤完成孔径的确认：获取构成铁心的硅钢片的片宽最小值，基于其应力曲线获取所述工艺孔或穿心孔的孔径α≤β-2γ；
8、其中α为工艺孔或穿心孔的孔径，β为铁心的硅钢片的片宽最小值，γ为孔径α所对应的影响直径大小。
9、进一步地，依据铁心的设计面压确认所需固定螺杆的数量，所述工艺孔或穿心孔的孔径不大于螺杆直径，即α≤θ；
10、其中α为工艺孔或穿心孔的孔径，θ为螺杆直径。
11、进一步地，所述工艺孔或穿心孔孔径α≤β-2γ且α≤θ。
12、进一步地，所述工艺孔与穿心孔的总数不小于2个，且所述工艺孔与穿心孔个数相差不大于1；所述工艺孔与穿心孔间隔设置于硅钢片之上，且所述工艺孔与穿心孔之间的间距相同。
13、进一步地，所述铁损性能依据下式计得：
14、λ＝k×k1×lg(a×sin(b))，
15、式中，k为接缝形式参数，k1为选用制作铁心的硅钢片的材料参数，a为接缝数量，b为步进量；
16、所述接缝数量依照下式计得：
17、
18、式中，m为铁心容量修正度，c为铁心容量；
19、所述步进量依照下式计得：
20、b＝a-2
21、式中，a为接缝数量。
22、进一步地，所述轭型结构的截面形状包括圆形、长圆形以及椭圆形，依据截面填充率选定轭型结构的截面形状，所述圆形截面的截面填充率不小于85％，所述长圆形截面的截面填充率为75％-85％，所述椭圆形截面的截面填充率为70％-75％；
23、于所述轭型结构的选用过程之中，依据性能以及价格因素完成选用，以下式用于判断所选用的轭型结构的性价比参数a：
24、a＝p0/xρb；
25、其中，p0为硅钢片单位铁损铁损，单位w/kg，材料参数决定；x为价格，由当时定价决定；ρb为截面填充率。
26、进一步地，所述夹件结构包括钢板夹件、折弯夹件、临时夹件以及槽钢夹件，所述夹件结构的类型依据如下方式完成选定：
27、若选用指定类型的夹件结构，则需通过力学仿真模拟，若未指定夹件结构类型，则依次依据强度、精度以及成本因素综合判断后完成选用。
28、进一步地，所述紧固件包括金属紧固件以及非金属紧固件，所述金属紧固件以及非金属紧固件依据拉紧强度以及工艺孔和穿心孔的尺寸选用。
29、进一步地，一种基于副件优化的铁心结构设计系统，包括工艺孔和穿心孔设计模块、铁损性能设计模块、轭型结构设计模块以及夹件结构和紧固件设计模块，依据基于副件优化的铁心结构设计方法经工艺孔和穿心孔设计模块、铁损性能设计模块、轭型结构设计模块以及夹件结构和紧固件设计模块完成铁心结构的附件优化设计。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
31、1)通过提供一套基于原铁心结构设计的副件优化方案，分别对于设计方案中的副件进行优化，通过实际的铁心结构设计其需要达到的磁性能条件，提供最优的副件制造优化方案；
32、2)加快副件生产效率，优化方案大大减少了人工操作的同时还能够提高制作精度，使得生产各个部分流程联系更加紧密。
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1.一种基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，具体如下：
2.根据权利要求1所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述工艺孔或穿心孔依据如下步骤完成孔径的确认：获取构成铁心的硅钢片的片宽最小值，基于其应力曲线获取所述工艺孔或穿心孔的孔径α≤β-2γ；
3.根据权利要求2所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，依据铁心的设计面压确认所需固定螺杆的数量，所述工艺孔或穿心孔的孔径不大于螺杆直径，即α≤θ；
4.根据权利要求3所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述工艺孔或穿心孔孔径α≤β-2γ且α≤θ。
5.根据权利要求3所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述工艺孔与穿心孔的总数不小于2个，且所述工艺孔与穿心孔个数相差不大于1；所述工艺孔与穿心孔间隔设置于硅钢片之上，且所述工艺孔与穿心孔之间的间距相同。
6.根据权利要求1所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述铁损性能依据下式计得：
7.根据权利要求1所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特
8.根据权利要求1所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述夹件结构包括钢板夹件、折弯夹件、临时夹件以及槽钢夹件，所述夹件结构的类型依据如下方式完成选定：
9.根据权利要求1所述的基于附件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述紧固件包括金属紧固件以及非金属紧固件，所述金属紧固件以及非金属紧固件依据拉紧强度以及工艺孔和穿心孔的尺寸选用。
10.一种基于副件优化的铁心结构设计系统，其特征在于，包括工艺孔和穿心孔设计模块、铁损性能设计模块、轭型结构设计模块以及夹件结构和紧固件设计模块，依据权利要求1-9任一所述的基于副件优化的铁心结构设计方法经工艺孔和穿心孔设计模块、铁损性能设计模块、轭型结构设计模块以及夹件结构和紧固件设计模块完成铁心结构的附件优化设计。
...【技术特征摘要】
1.一种基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，具体如下：
2.根据权利要求1所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述工艺孔或穿心孔依据如下步骤完成孔径的确认：获取构成铁心的硅钢片的片宽最小值，基于其应力曲线获取所述工艺孔或穿心孔的孔径α≤β-2γ；
3.根据权利要求2所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，依据铁心的设计面压确认所需固定螺杆的数量，所述工艺孔或穿心孔的孔径不大于螺杆直径，即α≤θ；
4.根据权利要求3所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述工艺孔或穿心孔孔径α≤β-2γ且α≤θ。
5.根据权利要求3所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述工艺孔与穿心孔的总数不小于2个，且所述工艺孔与穿心孔个数相差不大于1；所述工艺孔与穿心孔间隔设置于硅钢片之上，且所述工艺孔与穿心孔之间的间距相同。
6.根据权利要求1所述的基于副件优化的铁心结构设计方法，其特征在于，所述铁损性能依据下式计得：
7.根据权利要求1所述的基于副...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈磊，杨成果，周国庆，张迪，
申请(专利权)人：无锡普天铁心股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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