Разработка системы проектирования электрических реакторов, дросселей и трансформаторов малой мощности
Состояние вопроса. В современных САПР электротехнических устройств определяющую роль играет оптимизация, основанная на использовании поисковых методов решения нелинейных задач с дискретной или даже разрывной областью определения и областью решений. Растет также роль универсальных наукоемких моделей, позволяющих избавиться от необходимости проведения НИОКР и создания опытных образцов продукции, что положительно сказывается на конкуренции в условиях мелкосерийного и штучного производства. При этом на производстве снижается количество опытных специалистов, способных лично разрабатывать методики проектирования устройств нетипового исполнения. В то же время мощные САПР остаются недоступными для предприятий малого и среднего бизнеса в сфере трансформаторостроения. Целью настоящего исследования является разработка доступного программного продукта, способного адаптироваться к изменяющейся номенклатуре конкретного предприятия.
Материалы и методы. Использованы методы теории САПР трансформаторов, методы моделирования физических процессов в трансформаторах, дросселях и реакторах с использованием электрических схем замещения, поисковые методы решения нелинейных задач.
Результаты. Разработана САПР трансформаторов малой мощности, дросселей и реакторов с ферромагнитным сердечником. Для учебной версии САПР использованы пакеты MSExcel и MatLab, для коммерческой версии – MSExcel и математическая библиотека Python. Осуществлен поиск решения методом штрафных функций с использованием генетического алгоритма. Выполнены поверочные расчеты готового изделия с использованием единой научной базы, основанной на построении электрических схем замещения физических процессов произвольной природы. Построены цепные модели на основе авторской библиотеки моделирования электрических цепей. Выводы. САПР реакторов, дросселей и трансформаторов малой мощности прошла апробацию на трех предприятиях РФ, специализирующихся на изготовлении трансформаторов малой мощности, а также дросселей и реакторов. Результаты исследования могут быть использованы при создании аналогичных систем проектирования электротехнических устройств.