基于Ｉｎｖｅｎｔｏｒ軟件在隔離開關設計中的應用分析

【摘要】 該文回顧了我國關于電氣設計的現狀與存在的問題，介紹了基于國內電氣設計的需求而孕育而出的Inventor專業設計軟件，并分析了Inventor設計在隔離開關應用中存在的問題，探討了Inventor在電氣設計中應用的發展趨勢。

【關鍵詞】 Inventor；隔離開關；電氣設計；應用

【中圖號】 TM564.1【文獻標示碼】 A 【文章編號】 1005-1074(2008)12-0149-02

1 引言

隨著現代科學技術的發展，對電氣設計能力提出了新的、更高的要求，原來二維的設計模式已經不能夠滿足設計需要，二維的設計模式缺乏立體感，不夠直觀，在電氣設計過程中經常會出現一些比較難以發現的小錯誤，這些錯誤只有在施工安裝時才能發現。三維設計軟件因能直接表達設計者的意圖，縮減設計環節，提高設計效率。需要一款三維軟件來滿足我們的電氣設計。Autodesk Inventor是Autodesk公司針對機械行業開發的專業設計軟件，目前使用較為廣泛的三維CAD軟件，它具有強大的產品造型、裝配功能及應力分析。2008年4月，Autodesk在發布AutoCAD2009版，同時發布了Autodesk Inventor 2009版。AutoCAD和Inventor同一家公司軟件產品，它們無縫兼容。在行業的輔助設計軟件工具逐漸從2D轉向3D的過程中，Inventor就成為最佳選擇。

2 Inventor在隔離開關設計的功能

隔離開關是發電廠和變電所中常用的電器，主要用途是隔離電壓、倒閘操作、分、合小電流等。隔離開關的設計多是采用經驗數據或公式，其形狀復雜，對于設計人員來說，要想在設計階段對隔離開關的形狀有一個比較直觀的把握，僅憑CAD二維平面圖紙是很困難的。隔離開關類型也必導致與其配合的其它零部件的形狀也趨復雜。雙接地隔離開關有3套操作機構，廠家不同操作機構形狀和位置不同。因此用Inventor做隔離開關的零部件三維模型，把它們裝配在一起形成組裝圖，進而做出俯視圖、正視圖、側視圖及透視圖、斷面圖，可以達到事半功倍的效果。通過Inventor建模的過程，設計人員可以非常直觀的對隔離開關各零部件進行優化設計，進行外觀檢查，還可以做材料應力分析。

3 Inventor在不接地隔離開關設計的造型的幾何構成分析

3.1 造型的幾何構成 隔離開關模型構建前，必須首先清楚模型由幾個零件組成，這些零件的所有構成特征。隔離開關是由支架、槽鋼及操作機構等組成，例如水泥支架長度為2.5m，直徑為300mm，首先用Inventor建立水泥桿支架模型。

3.2 開始新零件設計 啟動Inventor，在開始界面中單擊“新建”操作按鈕，雙擊“Standard.ipt”圖標，開始新的零件設計，并且會自動進入到草圖設計的模式。

3.3 創建主體特征 在工具面板中單擊“圓心、半徑”按鈕，在圖形區指定1個點，創建圓形草圖。單擊“通用尺寸”按鈕，準備為草圖添加驅動尺寸。將光標放在線上，等Inventor感應到、并將這條線醒目顯示（成紅色）之后拾取，再在線外一點拾取，就確認尺寸線的經過點，結果見圖1。

單擊通用尺寸，將彈出數據界面，在其中輸入300，單擊界面右邊的綠色對號，確認。這個圓直徑將自動變成300mm的長度。同樣的方法，添加2.5m的驅動尺寸。這就完成了草圖輪廓的創建，在快捷菜單中選擇“結束草圖”命令，完成草圖的創建步驟。這時可見到工具面板已經自動切換成特征模式了，其中羅列的是所有可用特征的操作圖標按鈕。單擊“拉伸”按鈕，將彈出相關操作界面見圖2。因為只有一個草圖，Inventor就自動認為這是輪廓了。在“終止方式”的數據欄中鍵入壓板的厚度2500mm，單擊“確定”按鈕，創建主體特征。

采用上述方法，利用直線，圓心，兩點矩形及拉伸和旋轉工具按鈕，完成隔離開關、鋼板、槽鋼等模型，結果見圖3。

4 Inventor在不接地隔離開關設計的裝配關系創建的分析

裝配是Inventor軟件設計輔助的基礎功能。這就有可能實現在電氣一次設計中，實現“概念設計”，模擬電氣一次設備在現場安裝，并且發現安裝中不完善地方，需要改進。基于裝配關系的關聯設計能力，使Inventor能夠與設計師的設計構思一致。這是本軟件最令人滿意的功能。以水泥桿與鋼板安裝，體驗一下Inventor裝配功能。

4.1 裝于水泥桿和鋼板 在“部件面板”中啟用“裝入零部件”，選定要裝入的水泥桿和鋼板文件，單擊“打開”按鈕。然后Inventor將自動裝入一個，并準備裝入第二個。用光標拾取為止，將裝入下一個。

4.2 裝配水泥桿和鋼板 見圖4。

如圖4所示，裝配選項卡的類型從左至右分別是：配合、對準角度、相切、插入。本次裝配類型選用“配合”，先選擇水泥桿頂部，接著選擇鋼板底面。設定“配合”參數，偏移量為0.0，方式為朝向相反。最后點擊“確定”。

4.3 完成不接地隔離開關安裝 利用同類方法，完成不接地隔離開關安裝圖。見圖5。

5 Inventor在不接地隔離開關設計的工程圖視圖的創建分析

工程視圖是由外部零件文件引用的并與外部零件文件相關聯。可以創建由主軸正交視圖和斜視圖、局部視圖、剖視圖和等軸側視圖組成的多視圖工程圖。也可以通過部件設計視圖和表達視圖創建視圖。Autodesk Inventor 可以根據需要計算并顯示隱藏線。其步驟如下：①單擊“新建”按鈕，選擇“standard.idw”圖標。②在工具欄中，單擊“工程視圖”按鈕。在工程視圖對話框中，文件選擇為模型路徑，方向為主視圖，顯示方式為不顯示隱藏線。③完成主視圖創建后，右鍵單擊主視圖模型，彈出菜單，選擇“創建視圖”的“投影視圖”。同理操作完成視圖。④左鍵單擊“文件”菜單的“保存副本為”。文件類型選為“*.dwg”。可以用autocad打開本文檔，可以進行各種標記，出施工安裝圖。見圖6。

6 Inventor在其它電氣設計應用的實例

見圖7，是隔離開關、避雷器、支柱絕緣子及電纜頭聯合組裝圖。35kV變電站的35kV進線間隔受地形和經濟等制約，要求占地面積小，戶外布置，用Inventor建模，做成這幅聯合安裝圖。Inventor還可以用于設計基礎施工圖見圖8。

7 結論與展望

在現實應用中，該系統提高了設計效率、優化了排樣下料以及增強了產品制造的可預見性，縮短了產品從設計到制造的周期，對于推廣產品的數字化設計和制造及提高產品的市場的競爭力，具有重要的實際意義和使用價值。

目前，Inventor已經成為大理電力設計院使用最頻繁的設計平臺之一，隨著應用價值不斷得到體現，Inventor軟件已成為主要設計平臺。從上面的例子操作過程，看來，確實與設計過程十分相近，而且已經基本擺脫了繪制二維工程圖的不夠直觀。此軟件在電氣設計有很好的應用前景。事實證明，我們選擇Autodesk Inventor是正確的。

8 參考文獻

[1] 李 琦. Inventor在企業中的應用[J].機械工人冷加工，2005，(05).

[2]Jack Conaway.Autodesk Inventor技術創新的回歸?[J].現代制造，2000，(Z3).

[3]段星光，徐 巖.基于Inventor的模具型腔曲面造型[J].新技術新工藝，2004，(07).

[4] 王會剛，令狐克志，王轉.基于Inventor API的參數化三維造型開發應用[J].機械工程師，2004，(12).

[5]陳雪菱，李宏穆.基于Inventor的零部件三維造型設計[J].中國測試技術，2005，(03).

[6]陳伯雄.Inventor進階教程第七章[J].CAD/CAM與制造業信息化，2004，(7).

[7]唐川林，林益平，余江鴻.三維設計教學研究[J].株洲工學院學報，2005，(1).