基于VBA和SolidWorks的三相三柱式干式变压器铁心标准化的设计

李卓阳

（中铁电气工业有限公司保定铁道变压器分公司）

0 引言

干式变压器由于耐火性好、损耗低、噪音低、局放小被广泛应用于变电所内，而干式变压器的铁心更具有结构稳定的特点。不同容量的变压器铁心结构标准化程度高但各项铁心参数不一：比如窗高、Mo、叠片级数和片宽等参数，针对于结构模型标准化，参数应用多样化的设备特点，很多时候，结构设计人员疲于应付参数的更改，效率低下，无法将时间充分地应用到结构的细节设计上，三维模型的参数化设计很好地解决了上述问题，运用VBA的编程自动化及SolidWorks的三维模型铁心设计［1］，来进行干式变压器铁心的参数化设计，能够大幅度提高设计人员的设计效率，为今后的总体结构设计和富于创造力的创新设计活动［2］留出充裕的时间。

1 设计内容

当变压器电磁计算人员将符合技术参数的计算完成后，就需要结构设计人员将变压器结构以图纸的形式画出来，这里面就包括铁心叠片的结构设计。计算单一般采用Excel来进行编制，这样就可以采用常用的函数公式，比如VLOOKUP函数来进行数据传输，将计算单的主要数据传输到已经创建好的Excel中，通过运用VBA，主要是基于VB（Visual Basic）语言进行编程，获取并计算数据，来导出相应的SolidWorks铁心叠片配置文件和装配使用的布局文件。上述工作完成后，就需要使用SolidWorks软件来画出相应的叠片文件和布局装配文件，最后的步骤，就是通过布局文件和叠片文件进行配合，最终得到完整的铁心叠片三维布局图。具体设计流程图如图1所示。

图1 设计流程图

2 应用实例

以一台SCZ11－1000／10的干式有载调压器为例，来进行铁心标准化的设计。当电磁计算单完成并审定合格后，对于铁心数据来说，窗高、铁心直径、Mo、级数（这台变压器铁心级数为8级）和片宽已确定好，通过VLOOKUP纵向查找函数将所需要的数据导入到已编程好的Excel文件中，如表1所示。

表1 铁心参数配置表

根据SolidWorks配置文件的格式与铁心叠片所需要的数据进行整合，在VBA编程界面中进行编程，并且插入ActiveX控件中的“Command Button”生成铁心叠片的配置文件与布局配置文件，以铁心叠片1为例（本台变压器的铁心片型为3种），展示部分代码如下：

生成的铁心1配置文件，如表2所示。

表2 铁心1零件设计表

这样就把SolidWorks所需要的配置文件生成完毕。由于这台变压器叠片级数为8，所以就需要8个配置，如图2所示。

图2 铁心1的SolidW orks配置图

这台变压器所需片型为3个，铁心装配所需的布局1个，用SolidWorks建模，图形如图3和图4所示。

图3 铁心叠片模型图

图4 铁心装配布局

根据配置好的布局和片型模型文件［3］，通过SolidWorks的配合，约束来进行铁心装配，如图5所示。

图5 第一级铁心叠片图

经过层层叠积，将8级铁心叠积完毕，形成最终的立体图形，如图6所示。

图6 铁心装配立体图形

最后将立体图形做剖视，如图7所示。

图7 铁心剖面局部视图

3 结束语

本文通过原始计算单中的数据传输，并且采用VB编程语言，自动生成SolidWorks所需要的配置文件，继而生成符合技术条件的铁心叠片三维立体图，由于是参数化设计，只要是结构上没有很大的变动，参数的改变只会改变铁心的大小，不会改变其定位，这样不仅极大地提高了设计人员的工作效率，同时该模型的建立能够为将来涉及到干式变压器其他部分（夹件、垫块、绕组）的标准化设计奠定坚实的基础。以这个模型作为骨架，既可以生成二维图纸指导生产，又可以进行干涉分析，更有可能在未来运用到BIM模型领域中去。