電機電磁設計管理系統(tǒng)設計

張寧 孟鑫 蔡金磊

摘 要：隨著企業(yè)信息化的不斷深入，掀起了一場以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化的浪潮。在電機行業(yè)亦是如此。從早期的手工繪圖，到如今計算機繪圖；從早期的手算電磁方案，到如今計算機設計電磁方案。這帶來的不僅僅是效率的提高，更提高了企業(yè)的綜合競爭實力。那么，隨著計算機的介入，同時也帶來了大量的信息數(shù)據(jù)。為了適應企業(yè)快速的發(fā)展，就要有效的、合理的管理和利用這些設計數(shù)據(jù)。

關鍵詞：電機電磁設計管理系統(tǒng)

電機的設計包括電磁設計和結構設計。那么電磁設計師作為電機設計的先行者，承擔了電機設計的核心工作--電機的電氣性能設計。現(xiàn)以電機的電磁設計進行說明。

有經驗的設計師在進行系列電機產品的電磁設計時，全新設計要根據(jù)電機的結構型式、防護等級、環(huán)境溫度、海拔高度及其它環(huán)境參數(shù)等，再結合工廠的工藝制造水平和自己的工作經驗來選取適合的參數(shù)進行電磁方案設計，而對于派生系列產品進行電磁設計時，可參照成熟產品的電磁參數(shù)進行個別計算參數(shù)調整達到技術要求以滿足用戶的需要。由于大多數(shù)的電磁設計軟件的功能主要是方案設計，而對于方案的管理、存檔方面的功能就顯得力不從心。大多數(shù)的電磁設計師一般會利用Windows操作系統(tǒng)加個人帳本進行管理。這樣的管理對于數(shù)據(jù)量小、設計種類少的小企業(yè)還是可行的。但對于系列產品多，種類雜的大企業(yè)來說，這樣的管理是滿足不了企業(yè)及管理者的要求。每每查閱設計資料都需要從賬本中查出，然后到計算機上找到相應的文件。如果頻繁使用查閱，就可能造成賬本的老化和損壞。那么如何簡化勞動使電磁設計師有更多的精力和時間投入到新產品開發(fā)呢？于是我們開發(fā)了一個電機電磁設計數(shù)據(jù)管理的軟件系統(tǒng)，本文以哈爾濱理工大學孟大偉教授開發(fā)的幾個電磁設計計算功能模塊的輸入、輸出數(shù)據(jù)進行管理為例進行說明。

一、系統(tǒng)設計

為了使電機電磁設計更加快捷，同時在功能上有可靠和保障，采用了后臺數(shù)據(jù)庫與前臺應用程序相結合的方式來實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)庫方面，選擇微軟的Access桌面型數(shù)據(jù)庫作為電磁數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的支撐平臺。

應用程序設計方面，分兩部分構成：

1、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫環(huán)境定制軟件（YBDJConfig.exe）；

2、電磁設計數(shù)據(jù)管理軟件（YBDJProject.exe）。

二、開發(fā)語言的選擇

能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（信息管理系統(tǒng)）開發(fā)工具很多，目前主流的開發(fā)工具有Visual Basic 6.0、Visual C++、Delphi等。其中Visual Basic以其簡潔易懂的語法、直觀強大的IDE（集成開發(fā)環(huán)境）、豐富強大的數(shù)據(jù)庫操作特性獲得了大部分程序員的青睞，所以我們使用Visual Basic 6.0進行電磁設計數(shù)據(jù)管理軟件開發(fā)。

三、功能模塊的劃分

就本例而言的電磁設計管理軟件需要包括：

1，產品的分類分級管理，方便用戶查閱；

2，對不同類型的電磁單需要有單獨的界面進行新增，編輯，保存等操作；

3，對每個電磁單都應該有它的屬性以及特征描述信息；

4，具有條件查詢的能力，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫進行快速的定位查找；

5，能夠輸出電機的性能曲線，方便提供給用戶曲線圖；

6，支持運算結果與企業(yè)標準自動對比；

7，為其他系統(tǒng)（如：清華英泰PDM）提供存檔的計算單；

8，支持編程接口，可以開發(fā)小型計算程序供系統(tǒng)調用。

下面對各功能模塊分別進行敘述：

① 對于產品的分類分級管理

這里我們采用目錄樹（TreeView控件）結構來實現(xiàn)。

② 對于每一種類型如小型鼠籠電磁設計數(shù)據(jù)信息都有單獨的界面進行輸入，編輯，保存以及察看輸出計算單的功能。

③對于在編輯界面中新增的計算單都可以為其添加一些描述信息，以方便設計師管理方案。

④為了更好的方便查詢，程序滿足對各個描述信息或具體的電機電磁方案的設計參數(shù)進行數(shù)據(jù)查找，減少人工的檢索提高工作效率。

⑤能夠自動輸出電機的性能曲線到文件中，方便提供給用戶曲線圖。

由于核心的電磁設計程序是DOS版，曲線輸出是在顯示屏上繪制的。這就導致無法將其保存為圖片格式的文件。所以，在給用戶提供電機的特性曲線時，往往采用的手工的方式，通過電子表格（Excel）的圖表功能進行曲線輸出，顯得十分繁瑣，而且制作時間長，曲線顯示不光滑，很難滿足企業(yè)快速發(fā)展的需要。為了解決上述問題，電磁管理系統(tǒng)對電機的特性曲線各點數(shù)據(jù)利用三次樣條曲線原理解析出曲線方程，然后在繪圖容器中進行圖形的繪制，并支持保存為位圖文件。同時系統(tǒng)利用微軟的ActiveX與OLE技術輸出到Micro Word文檔中（外供用）。并且曲線各點連接光滑，完全能夠滿足用戶的需要。

⑥支持運算結果與企業(yè)標準自動對比。

將企業(yè)標準的考核指標轉化為文本文檔，通過對配置文件的修改，達到自動識別需要考核的內容，使用快捷鍵即可調出對比結果。為其他系統(tǒng)（如：清華英泰PDM）提供存檔的計算單。

該系統(tǒng)支持對于每個電機的電磁方案的存檔輸出，滿足企業(yè)對電磁數(shù)據(jù)的整體管理存檔的需要。

⑦支持編程接口，可以開發(fā)小型計算程序供系統(tǒng)調用。

通過內嵌VBScript腳本語言，實現(xiàn)與系統(tǒng)的預留接口集成，方便對輸入?yún)?shù)及輸出的參數(shù)進行調用、達到進一步提高優(yōu)化設計的目的。

結束語

工欲善其事，必先利其器。在電子技術迅速發(fā)展的今天，利用電子計算機對電機進行設計和管理已經被廣泛接受和采用。隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的技術被應用到電機設計中來，如：采用有限元法對電磁場進行仿真分析，可以解決傳統(tǒng)方法解決不了的瞬態(tài)問題，對電機結構進行強度、剛度、扭矩、剪切等受力分析，大大減少了設計過程中難以控制的技術難題。我們開發(fā)的電機電磁設計管理系統(tǒng)軟件已在我公司得到應用，并取得了良好的效果，受到了公司的嘉獎。但由于我們理論水平有限，本文難免出現(xiàn)疏漏，敬請見諒。

參考文獻

[1] 計算機輔助電機設計 北京：機械工業(yè)出版社，1990

[2] Visual Basic 數(shù)據(jù)庫開發(fā)及工程實例，北京：人民郵電出版社，2003

[3] Visual Basic 繪圖與圖像處理，北京：人民郵電出版社，2000