[發明專利]變流器輕量化方法、系統、服務器及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202110668795.3
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113361038B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 王玉斌;李榆銀;唐雄輝;唐曉雅;龍春;吳書舟;曾祥浩
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15;G06F30/23;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉奕

1.一種變流器輕量化方法，其特征在于，包括：

獲取變流器的初始柜體結構設計方案；

對所述初始柜體結構設計方案進行有限元強度仿真分析，得到初始仿真分析結果；

基于所述初始柜體結構設計方案的有限元模型確定設計變量組合；

根據所述設計變量組合對所述初始柜體結構設計方案進行局部優化和/或整體優化，得到優化柜體結構設計方案；

其中，所述根據所述設計變量組合對所述初始柜體結構設計方案進行局部優化和/或整體優化具體包括：采用拓撲優化技術對所述初始柜體結構設計方案進行局部布置優化，得到最佳局部布置優化結果，根據所述最佳局部布置優化結果進行整體尺寸優化，得到整體尺寸優化結果；當所述整體尺寸優化結果中存在剛度不足的目標部件時，對目標部件進行局部剛度優化；

其中，所述采用拓撲優化技術對所述初始柜體結構設計方案進行局部布置優化，得到最佳局部布置優化結果，包括：采用拓撲優化技術得到局部結構的最佳材料分布或最佳傳力路徑；根據所述最佳材料分布或所述最佳傳力路徑對所述局部結構進行局部布置優化，得到至少兩個局部布置優化結果；對所述至少兩個局部布置優化結果進行局部模型仿真分析對比，得到最佳局部布置優化結果；根據所述最佳局部布置優化結果對局部模型進行修改和整理后，得到局部優化的柜體結構設計方案；

對所述優化柜體結構設計方案進行有限元強度仿真分析，得到優化仿真分析結果；

當所述優化仿真分析結果不滿足預設設計要求時，對所述優化柜體結構設計方案繼續進行優化，直到最終優化仿真分析結果滿足所述預設設計要求，且最終優化柜體結構的重量小于初始柜體結構的重量。

2.根據權利要求1所述的變流器輕量化方法，其特征在于，所述對所述初始柜體結構設計方案進行有限元強度仿真分析，得到初始仿真分析結果，包括：

對所述初始柜體結構設計方案的靜強度工況、模態工況、隨機振動工況及瞬態沖擊工況進行有限元強度仿真分析，得到仿真分析結果，所述仿真分析結果包括靜強度分析結果、模態分析結果、隨機振動分析結果及瞬態沖擊分析結果；

所述方法還包括：

評估所述靜強度分析結果、所述模態分析結果、所述隨機振動分析結果及所述瞬態沖擊分析結果是否滿足預設設計要求；

若所述靜強度分析結果、所述模態分析結果、所述隨機振動分析結果及所述瞬態沖擊分析結果中任意一個不滿足所述預設設計要求，則確定所述初始柜體結構設計方案不滿足預設設計要求；

若所述靜強度分析結果、所述模態分析結果、所述隨機振動分析結果及所述瞬態沖擊分析結果都滿足所述預設設計要求，則確定所述初始柜體結構設計方案滿足預設設計要求。

3.根據權利要求2所述的變流器輕量化方法，其特征在于，所述基于所述初始柜體結構設計方案的有限元模型確定設計變量組合，包括：

確定有限元強度仿真分析過程中建立的所述初始柜體結構的有限元模型；

基于所述有限元模型確定設計變量組合，所述設計變量組合中包括的設計變量與預設標準中包括的設計變量一一對應，所述設計變量組合包括至少兩個設計變量，每個設計變量對應一個待優化結構件的幾何參數。

4.根據權利要求3所述的變流器輕量化方法，其特征在于，根據所述設計變量組合對所述初始柜體結構設計方案進行局部優化和/或整體優化，得到優化柜體結構設計方案，包括：

對所述設計變量組合進行靈敏度分析，得到每一個設計變量的靈敏度值，根據所述靈敏度值選擇每個待優化結構件的最佳設計參數，形成最佳設計參數子集；

采用拓撲優化技術對所述初始柜體結構設計方案進行局部布置優化，得到最佳局部布置優化結果；

或，

根據尺寸優化原則對所述初始柜體結構設計方案進行整體尺寸優化，得到整體尺寸優化結果；

或，

采用拓撲優化技術對所述初始柜體結構設計方案進行局部布置優化，得到最佳局部布置優化結果，根據所述最佳局部布置優化結果進行整體尺寸優化，得到整體尺寸優化結果；

當所述最佳局部布置優化結果或所述整體尺寸優化結果中存在剛度不足的目標部件時，對所述目標部件進行局部剛度優化，得到優化柜體結構設計方案。