§ 8-4. Система автоматизированного проектирования электрических машин

Системой автоматизированного проектирования электрических машин (САПРЭМ) называется комплекс технических, информационных и математических средств, предназначенных для автоматизации процессов расчета и конструирования электрических машин с участием человека. Эта система особенно эффективна при проектировании серий электрических машин, так как требуется выполнение большого объема не только расчетных, но и конструкторско-технологических работ. Поэтому кроме оптимального расчетного проектирования электрических машин с помощью ЭВМ возникла необходимость применения их также для автоматизации разработки конструкции и технологии. Автоматизация проектно-конструкторских работ осуществляется таким образом, чтобы при сохранении творческой деятельности конструктора были автоматизированы работы, связанные с повторением ранее решенных задач с вычерчиванием деталей узлов и отдельных элементов. При автоматизации проектирования получают также информацию для станков с числовым программным управлением и для изготовления технологической оснастки (штампы, пресс-формы, модели и т. п.).

Система автоматизированного проектирования предусматривает соединение в одну систему всех стоящих при проектировании задач. При этом выходная информация одного этапа машинного проектирования является исходной для последующего с исключением ручных процедур преобразования информации. Можно САПРЭМ разбить на следующие отдельные относительно автономные подсистемы: расчетное и конструкторское проектирование, ведение чертежной документации в серийном производстве. Можно проследить следующие основные этапы системы проектирования. На основе математической модели электрической машины (а ею является методика расчета) осуществляются оптимизационные расчеты активной части машины. Далее проводятся поверочные расчеты, которые охватывают все технические характеристики электрической машины и предусматривают унификацию и доводку важнейших элементов и узлов машины. Поверочные расчеты проводятся в диалоговом режиме работы расчетчика с ЭВМ. Проектировщик задает исходные данные с помощью дисплея и на его экране получает информацию о результатах расчета. Параметры и характеристики, полученные в результате поверочных расчетов, используются для разработки конструкции. При этом используется пакет прикладных программ машинной графики. Автоматизация проектирования конструкции предусматривает воспроизведение отдельных элементов конструкции, которые на основе многолетнего опыта имеют отработанные формы и не претерпевают существенных изменений. Проектирование конструкции с применением ЭВМ содержит в основном те же этапы, которые имеются при «ручном» конструировании, а именно: разработку общего вида, сборочных единиц и деталей, окончательное оформление чертежей, спецификации и другой конструкторской документации. Для разработки общего вида электрической машины необходимо предварительно выбрать принципиальные конструктивные основные решения, а для проектирования элементов конструкции, создать математические модели этих элементов. С этой целью должны быть определены функциональные зависимости размеров элементов от главных размеров, высоты осей вращения электрической машины. Разработка конструкции включает в себя прочностные, виброакустические и другие расчеты. Изменение конструкции в процессе проектирования требует итерационного повторения поверочных расчетов.

Переходным этапом от разработки конструкции к технологии изготовления электродвигателей является выпуск технической документации на машинных носителях для автоматического изготовления оснастки и отделочных деталей на станках с числовым программным управлением, а также ведение чертежного хозяйства в производстве.

Одна из важных проблем успешного освоения САПРЭМ — создание банка данных электромеханических задач. Хранение, поиск и обработка данных приобретают в современных системах автоматизированного проектирования электрических машин первостепенное значение.