基于SOLIDWORKS的变压器三文设计 第6页
变压器的总的有效散热面积： 26+8.22=34.22㎡
则 热负荷为 =总损耗/有效散热面积=24515/34.22=716.4W/㎡
油平均温升：Ty=0.262 =0.262×192.4=48.7
油顶层温升：Ts=1.2Ty+T =1.2×48.7+1=59.44 < 60 （符合设计要求）
d: 变压器温升的计算:
高压线圈Qh=（21.35×51.96×16×3.13×1.0179×(1/0.95)2〕/103×(1-8×50/1542.5)=821 T=20.1k <25 k
低压线圈 Ql= 〔21.35×100×10×3.03×1.0348〕/〔95.4×(1-8×30/1737.3)〕=888 T=24.1k <25k
从而得出结论所选择的散热器符合散热要求
3 电磁计算基础上利用Solid works设计变压器
随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计（CAD）也在国内变压器行业得到了广泛应用。虽然近年来应用CAD技术产生的成效显著，但分析我国的CAD技术的具体应用发现，大多数企业将计算机辅助设计与计算机辅助绘图等同起来，CAD技术还没有真正渗透到产品设计制造的全过程。目前CAD技术应用的深化则成为迫在眉睫的重要课题。CAD深化的目标是实现真正意义上的CAD，这种实现真正意义上的CAD不局限于几何绘图，而是贯穿产品设计的全过程，与增强产品设计的创新能力密切相关。CAD应用深化应紧紧围绕“产品建模是基础，数据管理是核心，优化设计是主体”的主题来开展，实现从图样向产品过渡，以产品几何模型为核心实现CAD/CAM/CAE一体化乃至虚拟制造，实现产品数据管理，推进并行工程，以优化设计促进产品改善。以智能设计促进产品更新。而在CAD技术的发展及软件应用过程中，三文软件SolidWorks得到广泛的推广和应用，并且渗入到变压器制造行业。
常用的三文设计软件有I-DEAS，UG，Pro/E，CATIA，Invertor，CAXA（国产）以及SolidWorks等。其中SolidWorks具有“功能强大、易学易用和技术创新”的三大特点，使用 SolidWorks，整个产品设计是百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间保持一种“全相关”的关系。SolidWorks售价合理，性价比较高，属三文设计软件中的中端主流产品，比较适合目前我国变压器制造业规模适中的特点，因此今后在变压器制造业中将会有大的发展前途。
本次使用solidworks的要点是：系统利用计算机的三文实体功能，生成与实物形状相同的三文产品模型，反映零部件相互间的配合信息，实现在产品设计原则指导下的零部件间尺寸参数相互关联的技术，使设计人员可以在产品投产前预先修正各种设计失误。零件设计时首先要选定一个绘图基准面，并绘制二文的特征草图，然后利用SolidWorks的拉伸、旋转、切除、扫描、圆角等功能生成零件特征及零件图从而在软件平台上进行装配，可以提高产品的设计质量，缩短研发周期，降低变压器的制造成本。
本次设计的内容包括：利用SolidWorks对变压器进行三文建模,即对油箱,铁心,器身进行三文设计，同时完成总装配图上对外部附件如高低压套管、储油柜的三文文设；以及总装配图及器身的工程图的生成。
变压器三文设计与二文设计一样都是在电磁方案完成确定后开始进行的。三文设计的基本原理与生产实践非常相近，即首先设计产品零件，然后按一定关系装配成一个整体（产品）。本次设计采用自下而上的设计，具体指用户先设计好产品的各个零部件后，再运用装配关系把各个零部件组合成产品的设计方法，在装配关系定制好之后，不仅做到尺寸参数全相关，而且实现几何形状、零部件之间全自动完全相关，一旦修改其中一部分，其它与之相关的模型、尺寸等自动更新，不需要人工参与[16]。
变压器设计可分为铁心设计、高低压线圈设计、端绝缘设计、高低压引线设计、总装配设计等几个部分或称步骤，以下顺序说明。
3.1 变压器铁心的三文设计
铁心的截面和各级的尺寸(叠片系数0.95,a片宽,b叠厚,单位:mm)
由 两铁柱中心距 M0=560mm 窗高为765mm
a1=290 a2=270 a3=250 a4=220 a5=190 a6=160 a7=120 a8=9
b1=81 b2=26 b3=17 b4=19 b5=14 b6=11 b7=10 b8=7
铁心设计可根据铁心截面参数、窗高、中心距等数据，把铁心柱作为一个零件，利用SolidWorks的基本方法逐级绘制草图（如图1）并拉伸（如图2），生成铁心柱零件特征[17]。铁心柱在结构上一般具有较强的规律性，而铁心柱设计本身是一件较为繁琐的工作，因此这里可借助SolidWorks提供的数据驱动的参数化设计方法进行设计，这样在进行其它产品铁心柱三文设计时，只需对铁心参数进行修改，即可自动生成铁心柱零件（三文图见附件）。
3.2 变压器器身的三文设计
铁心柱成型后，建立一个装配体，把铁心柱零件作为装配体的基础并固定。根据变压器设计原则即可对变压器铁心夹件、连接件和拉带及绕组进行设计[18]。如前所述，铁心夹件的设计可根据计算数据单独进行零件设计，然后插入到装配体中，并建立与铁心柱的装配关系，也可在装配环境下进行设计。本设计采用对零件单独设计之后插入到装配体中，具体步骤如下：
a: 变压器高低压线圈的计算结果（见附录三）及其三文建模
由高低压线圈的计算结果可以画出在前视基准面上绘制变压器高压，低压线圈的草图，并进行拉伸特征，从而可以得到高低压线圈的三文模型见（附件）
b:铁心夹件和铁轭绝缘三文设计
表3－1 变压器铁心夹紧结构的参数
铁心直径 夹件槽钢 B0 夹件绝缘 常螺杆
H×B×t 35KV 根数×直径
300－310 180×68×7.0 38 23 2×M16
铁心直径 距铁轭l 垫脚 拉螺杆 吊螺杆
扁钢 数量 根数×直径 根数×直径
300－310 12 20×100 3 8×M20 4×M24
依据表3－1所选取的零件的结构绘制平面草图之后做拉伸，切除等特征从而生成铁心夹件三文图（见附件）
c:器身装配体
将此前设计的变压器铁心、线圈、铁心夹件和铁轭绝缘依次装配后即便生成器身装配体（如图3）的三文模型图。
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