姚 禮，秦 凱，程澤明，陳 強(qiáng)，符純?nèi)A

（四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，四川自貢 643000）

0 引言

AutoCAD已成為了國(guó)際上廣為流行的平面繪圖工具，在企業(yè)已廣泛使用，二次開(kāi)發(fā)是CAD應(yīng)用取得實(shí)效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。AutoCAD二次開(kāi)發(fā)工具眾多，其中ViusalLISP是比較簡(jiǎn)單易學(xué)且功能強(qiáng)大的一種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，還能與數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接[1]。

我國(guó)中小型變壓器生產(chǎn)的企業(yè)眾多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)大，現(xiàn)在又提倡資源節(jié)約型社會(huì)，變壓器的生產(chǎn)又要根據(jù)不同用戶的不同需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，變壓器各參數(shù)經(jīng)常變更，使得制圖方面的工作非常繁瑣，直接使用AutoCAD繪圖效率低。

單螺旋式繞組一般用于低電壓大電流的低壓線圈，螺旋式繞組是由扁導(dǎo)線疊繞而成。單螺旋式繞組具有散熱性良好、運(yùn)行時(shí)的機(jī)械穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，從而受到廣大用戶的青睞[2]。本文通過(guò)AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)功能對(duì)變壓器單螺旋式線圈圖進(jìn)行參數(shù)化繪圖設(shè)計(jì)，從而提高繪制單螺旋式線圈的效率[3]。

1 程序設(shè)計(jì)與實(shí)施

本項(xiàng)目合作單位對(duì)變壓器進(jìn)行了定向的改動(dòng)，但是其本質(zhì)繞組形式基本不變，本文對(duì)單螺旋式繞組的完整設(shè)計(jì)圖做了系統(tǒng)的分析與程序設(shè)計(jì)思路構(gòu)思，從而大大提高了變壓器單螺旋式繞組的繪圖效率，本文主要對(duì)單螺旋繞組的組成部分中的展開(kāi)圖與俯視圖的程序設(shè)計(jì)思路進(jìn)行詳細(xì)的闡述。其繪圖主要組成部分如圖1所示。

圖1 單螺旋式繞組功能模塊構(gòu)成圖

1.1 單螺旋式繞組展開(kāi)圖繪制

螺旋式繞組展開(kāi)圖主要由撐條數(shù)、匝數(shù)、繞線出頭處的示意、繞線換位形式及繞向組成[4]。進(jìn)入繪圖的主要任務(wù)是對(duì)其繪圖的區(qū)域大小進(jìn)行確定，一般情況下變壓器繞組展開(kāi)圖只是對(duì)其大致位置進(jìn)行示意，不需要按比例精確繪制。由于撐條數(shù)根據(jù)需要是變化的，因此展開(kāi)圖程序編寫的主要難度在于繪制撐條數(shù)的變化與出頭位置對(duì)應(yīng)及其對(duì)應(yīng)的撐條編號(hào)標(biāo)注。繪制該展開(kāi)圖的功能模塊如圖2所示。

圖2 單螺旋式繞組展開(kāi)圖程序功能模塊結(jié)構(gòu)圖

1.1.1 繪制撐條與標(biāo)注撐條編號(hào)

首先需要在繪制單螺旋式繞組圖幅中確定一個(gè)繪圖基點(diǎn)，確定展開(kāi)圖在圖幅中一個(gè)合適的長(zhǎng)度與寬度，將程序編寫成根據(jù)撐條數(shù)與匝數(shù)的不同而在確定大小的區(qū)域中自動(dòng)調(diào)整其線條間的間距，并通過(guò)“array”命令繪制撐條。

對(duì)于撐條編號(hào)的標(biāo)注中特別需要注意兩個(gè)問(wèn)題：出線端的撐條編號(hào)和撐條總根數(shù)是變化的。在設(shè)計(jì)者輸入了相應(yīng)的參數(shù)，根據(jù)撐條的數(shù)目依次標(biāo)注其編號(hào)，程序編寫主要思路是從繞線出線端的撐條編號(hào)依次向右進(jìn)行標(biāo)注，每當(dāng)編號(hào)數(shù)大于撐條總根數(shù)時(shí)應(yīng)減去撐條總數(shù)，當(dāng)循環(huán)標(biāo)注到右邊緣處，應(yīng)保留其編號(hào)到左邊緣進(jìn)行編號(hào)，繼而循環(huán)累加標(biāo)注出所有撐條編號(hào)，主要程序設(shè)計(jì)流程如圖3所示，運(yùn)行繪制撐條與標(biāo)注撐條編號(hào)實(shí)例如圖4、圖5所示。

圖5 運(yùn)行實(shí)例二（m=18，s=8時(shí)）

圖4 運(yùn)行實(shí)例一（m=16，s=10時(shí)）

圖3 繪制撐條線與標(biāo)注撐條編號(hào)流程圖

1.1.2 絕緣端與出頭線的繪制

絕緣端一般情況下都是繪制矩形進(jìn)行示意，繪制時(shí)通過(guò)其“rectang”命令，確定矩形對(duì)角頂點(diǎn)就能完成示意圖的繪制。根據(jù)實(shí)際參數(shù)的輸入確定出線頭的撐條編號(hào)，運(yùn)用簡(jiǎn)單的點(diǎn)位關(guān)系也能得到對(duì)應(yīng)的示意圖，程序編寫相對(duì)簡(jiǎn)單，這里不做過(guò)多的闡述。

1.1.3 繞線、換位線的繪制與繞線編號(hào)的標(biāo)注

單螺旋式變壓器繞線的繪制只是為了示意其大概的繞線方式，而不需要精確繪制其螺旋的斜度與繞線間的間隔距離，因此確定其一定的傾斜度與繞線間隔距離運(yùn)用其循環(huán)函數(shù)進(jìn)行繪制，程序編寫要點(diǎn)在于確定左右兩邊的繪制基點(diǎn)與中間標(biāo)注繞線層數(shù)編號(hào)時(shí)的基點(diǎn)，依次循環(huán)畫線。當(dāng)循環(huán)畫線到需要進(jìn)行繪制換位線示意時(shí)，將單螺旋式繞組的常用換位方式“一次標(biāo)準(zhǔn)換位”（單螺旋式線圈在總匝數(shù)的1/2處只進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)換位）、“2.1.2換位”（在總匝數(shù)1/4和3/4處各進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)換位）與“4.2.4換位”（并聯(lián)導(dǎo)線分成四組，在總匝數(shù)1/4和3/4處組間進(jìn)行換位，合成兩組在總匝數(shù)1/2處，進(jìn)行一次組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)換位）幾種換位程序同時(shí)編寫，只需在參數(shù)的輸入時(shí)選擇對(duì)應(yīng)的換位方式即可完成相應(yīng)換位線的繪制[5]。展開(kāi)圖中對(duì)其繞線的層數(shù)編號(hào)標(biāo)注、墊塊厚度標(biāo)注、繞線間距值標(biāo)注，在指定一基點(diǎn)通過(guò)一定間距進(jìn)行線性標(biāo)注即可，由于編號(hào)跟隨繞線的變化而變化，所以在繞線循環(huán)程序中一并編寫標(biāo)注程序，從而完成相關(guān)示意圖的繪制與數(shù)據(jù)的標(biāo)注。

1.1.4 程序運(yùn)行實(shí)例圖

通過(guò)以上程序設(shè)計(jì)思路所編寫的單螺旋式繞組展開(kāi)圖程序，最后運(yùn)行程序所生成的展開(kāi)圖部分截圖如圖6所示。

1.2 單螺旋式繞組俯視圖繪制

首先確定俯視圖在圖幅中一個(gè)繪圖基點(diǎn)，由于不需要按照比例精確繪制，只需要進(jìn)行其大致的形式進(jìn)行示意即可，于是對(duì)于其俯視圖只需要繪制包含有出線頭接口的半個(gè)圖形就能滿足其實(shí)際需要，對(duì)于俯視圖大致圖形繪制的點(diǎn)位圖如圖7所示。

圖6 單螺旋式繞組展開(kāi)圖部分組成圖

圖7 單螺旋式繞組俯視圖點(diǎn)位圖

程序通過(guò)pt_base作為繪圖基點(diǎn)，對(duì)圓弧運(yùn)用圓弧命令進(jìn)行繪制，其撐條線的繪制依據(jù)基線對(duì)其進(jìn)行半個(gè)圓形陣列，出線頭接口主要是根據(jù)出線端數(shù)而繪制的，計(jì)算撐條之間的單位弧度，將其接口繪制在撐條空隙間即可進(jìn)行大致的示意[6]，撐條數(shù)的標(biāo)注程序片段如下：

(while(＜s(/n 2))

(if(＞m 0)

(progn(while(and(＞ m n)(＜=m(/(*5 n)4)))

(if(＞m n)

(progn(command"text""j""m"

(polar pt_base(-(*-1 a s)a1)(-(/d4 2)5))"0"(rtos(-m n)2 0))

(setq s(1+s) (1-m)))))

(command"text""j""m"(polar pt_base (-(*-1 a s)(/a 2))(-(/d4 2)5))"0"(rtos m 2 0))

(setq m(1-m)s(1+s)))(progn(command"text""j""m"

(polar pt_base(-(*-1 a s)a1)(-(/d4 2)5))"0"(rtos(+n m)2 0))

(setq s(1+s)m(1-m))))

)；while

最后程序再對(duì)相應(yīng)的尺寸標(biāo)注進(jìn)行編寫，即可完成單螺旋式繞組俯視圖繪制，運(yùn)行程序所生成的俯視圖如圖8所示。

1.3 單螺旋式繞組其余功能模塊

對(duì)于變壓器單螺旋式繞組的其余部分，如換位示意圖、擋油板放置示意圖出頭導(dǎo)線排列、出頭綁扎、特性表等部分的繪制，大多利用塊的屬性來(lái)完成。因篇幅有限，不再贅述。

2 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)本文程序設(shè)計(jì)思路前提下所設(shè)計(jì)的圖形生成程序，在AutoCAD2008中運(yùn)行良好，在對(duì)于不同參數(shù)：匝數(shù)、撐條數(shù)及繞線換位形式，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)出圖，運(yùn)行結(jié)果良好，實(shí)現(xiàn)了單螺旋式繞組的參數(shù)化繪圖設(shè)計(jì)，并且達(dá)到了預(yù)期的效果，提高了繪圖的效率。并且運(yùn)行所生成的設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谒拇称髽I(yè)得到實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)用，效果良好，具有較好的推廣與使用價(jià)值。

［1］符純?nèi)A.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)［M］.成都：西南交通大學(xué)出版社，2006.

［2］沈陽(yáng)變壓器研究所.變壓器設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1988.

［3］宋振會(huì).AutoCAD高級(jí)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.

［4］謝毓城.電力變壓器設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［5］司旭東，熊林梅，李東林.單螺旋繞組結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)［J］.變壓器，2001，38（6）：4-6.

［6］康博.AutoCAD Visual LISP開(kāi)發(fā)指南［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2001.