美国西屋公司大中型异步电机计算机辅助设计软件包二次开发
摘要
现代电机制造工业的快速发展对电机设计的准确性，快速性提出了更高的
要求，电机的计算机辅助设计技术的日益壮大为满足上述要求提供了方法和手
段。目前借助于先进的计算机软硬件平台和软件编程技术，可以迅速地开发出
可靠的、具有美观界面、合理系统结构及强大的信息数据库的计算机辅助设计
软件。然而，理想的电机计算机辅助设计软件不仅需要好的设计手段，更重要
的是需要有一个准确的电机设计模型。
美国西屋公司大中型异步电机计算机辅助设计软件包是我国90年代初引进
的电机计算机辅助设计软件包。该软件包功能强大，运行稳定，计算内容广泛
且结果准确。但由于计算机软硬件技术上的差异及工程单位和行业标准的不同
等原因，致使引进的电机计算机辅助设计软件包没有真正的发挥它的作用，没
能把先进的科技转化为现实生产力。
本文即针对美国西屋公司大中型异步电机计算机辅助设计软件包进行二次
开发，将该软件包移植到我国科技人员广泛应用的主流计算机机型和Windows
操作系统平台上，并开发了单位制转换程序，将原软件包的英制单位表示法转
换为国际单位制表示法；同时为软件包开发了友好的人机交互界面，改变了原
软件包的纸卡片和打印机的人机交互方式为窗口式的数据输入输出的方法。
开发后的软件包充分利用原软件中计算准确和计算内容全面的优点，并结
合我国电机行业的工程实际进行了相应改进，使其适合我国的电机设计开发人
员的使用。将先进的设计技术转换为现时的社会生产力，推动我国电机事业的
迅速发展。
The rapid development in the modern manufacturing demands the design of motor to be more accurate and faster. And CAD techniques can satisfy this requirement. Now the CAD software, which features reliable and reasonable system structure and information database, can be developed rapidly by way of advanced computer hardware and programming techniques. The better design methods, of course, are required for good CAD software of an electric machine, but the more important thing is that an accurate design model of the electric machine is needed.
The software package of computer-aided design and analysis for the large and medium induction motors, which is developed by Western House Cooperation of USA, was introduced into China early in the 90's. It not only has powerful functions and excellent stability, but also performs various computations and produces accurate results. Because of some existent differences between China and USA in computer hardware and software, engineering units and industry standards, the package didn't play its role well enough. And correspondingly, the advanced technique couldn't be transformed into productive forces.
The paper deals with redevelopment of the package software of Western House Cooperation. Now the package has been redesigned and transplanted onto the computers that are widely used by technicians in China and used under the environment of Windows operating system. A program is developed to convert the British unit of original package into SI unit, and a new and friendly man-machine interface is designed to change the original data input and output that use paper cards and printer into a window-typed one.
The new package remains the original advantages in computing accuracy and varieties. And considering the engineering practices of motor industry in China, it makes some improvements to adapt to the requirements of motor designing technicians. It will play an important role in the development of motor industry in China.
要求，电机的计算机辅助设计技术的日益壮大为满足上述要求提供了方法和手
段。目前借助于先进的计算机软硬件平台和软件编程技术，可以迅速地开发出
可靠的、具有美观界面、合理系统结构及强大的信息数据库的计算机辅助设计
软件。然而，理想的电机计算机辅助设计软件不仅需要好的设计手段，更重要
的是需要有一个准确的电机设计模型。
美国西屋公司大中型异步电机计算机辅助设计软件包是我国90年代初引进
的电机计算机辅助设计软件包。该软件包功能强大，运行稳定，计算内容广泛
且结果准确。但由于计算机软硬件技术上的差异及工程单位和行业标准的不同
等原因，致使引进的电机计算机辅助设计软件包没有真正的发挥它的作用，没
能把先进的科技转化为现实生产力。
本文即针对美国西屋公司大中型异步电机计算机辅助设计软件包进行二次
开发，将该软件包移植到我国科技人员广泛应用的主流计算机机型和Windows
操作系统平台上，并开发了单位制转换程序，将原软件包的英制单位表示法转
换为国际单位制表示法；同时为软件包开发了友好的人机交互界面，改变了原
软件包的纸卡片和打印机的人机交互方式为窗口式的数据输入输出的方法。
开发后的软件包充分利用原软件中计算准确和计算内容全面的优点，并结
合我国电机行业的工程实际进行了相应改进，使其适合我国的电机设计开发人
员的使用。将先进的设计技术转换为现时的社会生产力，推动我国电机事业的
迅速发展。
The rapid development in the modern manufacturing demands the design of motor to be more accurate and faster. And CAD techniques can satisfy this requirement. Now the CAD software, which features reliable and reasonable system structure and information database, can be developed rapidly by way of advanced computer hardware and programming techniques. The better design methods, of course, are required for good CAD software of an electric machine, but the more important thing is that an accurate design model of the electric machine is needed.
The software package of computer-aided design and analysis for the large and medium induction motors, which is developed by Western House Cooperation of USA, was introduced into China early in the 90's. It not only has powerful functions and excellent stability, but also performs various computations and produces accurate results. Because of some existent differences between China and USA in computer hardware and software, engineering units and industry standards, the package didn't play its role well enough. And correspondingly, the advanced technique couldn't be transformed into productive forces.
The paper deals with redevelopment of the package software of Western House Cooperation. Now the package has been redesigned and transplanted onto the computers that are widely used by technicians in China and used under the environment of Windows operating system. A program is developed to convert the British unit of original package into SI unit, and a new and friendly man-machine interface is designed to change the original data input and output that use paper cards and printer into a window-typed one.
The new package remains the original advantages in computing accuracy and varieties. And considering the engineering practices of motor industry in China, it makes some improvements to adapt to the requirements of motor designing technicians. It will play an important role in the development of motor industry in China.
引文
1 O.Bir, P. Bohm, K.Preis, G. Wachutka. Edge Finite Element Analysis of Transient Skin Effect Problems. IEEE Trans. on Magn., 2000,136(4):835～839
2 A.Demenko. Three Dimensional Eddy Current Calculation Using Reluctance Conductance Network Formed by Means of FE Method. IEEE Trans. on Magnetics., 2000,36(4):741～745
3 余海刚，陈兰瑛．充分发挥CAD的优势提高电机设计的质量和效率．防爆电机，1996，87(2)：11～17
4 Salvatore Alfonzetti. Finite-Element Mesh Adaptation of 2-D Time-Harmonic Skin Effect Problems. IEEE Trans. on Magn, 2000,36(4): 1592～1595
5 Gojko M. Joksimovic, Momir D. Durvic, Jim Penman, and Neil Arthur. Dynamic Simulation of Dymamic Eccentricity in Induction Machines—Winding Function Approach. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2000,15(2): 143～148
6 J. Fetzer, S.Kurz, G. Lehner, and W.M.Rucker. Application of BEM—FEM Coupling and the Vector Preisach Model for the Calculation of 3D Magnetic Field in Media with Hysteresis. IEEE Trans. on Magn, 2000,36(4): 1258～1261
7 Oszkar Biro, Peter Bohm, Kurt Preis, and Gerhard Wachutka. Edge Finite Element Analysis of Transient Skin Effect Problems. IEEE Trans. on Magn, 2000,36(4):835～839
8 R,Krok, R.Miksiewicz, and W. Mizia. Modeling of Temperature Fields in Turbogenerator Rotors at Asymmertrical load. ICEM 2000. Espoo Finland. August 2000. Helsinki University of Technology, 2000:1005～1009
9 丘昌涛，胡冰．计算机辅助电机优化设计系统．中国电机工程学报，1995，15(7)：261～266
10 吴新振，金明．可变容差法在单相电机优化设计中的应用．微特电机，1996，23(4)：24～26
11 王秀和，贾宏新，张体娟，王义勇，秦宏．改进的区域消去法在电机优化设计中的应用．电机与控制学报，1999，3(6)：117～120
12 孟大伟，张弘．基于模拟退火算法及直接搜索法的混合优化策略在电机设计中的应用．电机与控制学报，1997，2(1)：94～97
13 金明，吴新振．基于改进鲍威尔法的单相电机优化设计．微电机，1997，15(3)：7～9
14 刘仲恕．异步电机优化设计的研究．福建电力与电工．1998，5(3)：26～28
15 李景川，励庆孚，丁国兴．基于遗传算法的大中型异步电机优化设计．大
电机技术，1998，17(3)：34～38
16 吴新振，金明．改进的遗传算法在单相电机优化设计中的应用．青岛大学学报，1997，19(9)：54～58
17 温嘉斌，孟大伟，周美兰．大型水轮发电机通风发热场模型研究及通风结构优化计算．电工技术学报，2000，23(12)：1～64
18 王伟，张健．模拟退火算法在电机优化设计中的应用．微电机，2000，7(3)：10～13
19 李鲲鹏，胡虔生．遗传算法电机优化设计简介．微特电机，2000，12(4)：32～33
20 Masafumi Fujita, Tadashi Tokumasu, Hiroy Yoda, Hideaki Tsuda, Kaoru Ito, and Susumu Nagano. Magnetic Field Analysis of Stator Core End Region of Large Turbogenerators. IEEE Transactions on Magnetics, 2000 36(4): 1850～1853
21 M.Anxo Prieto Alonso, X.M.LópezáFeránndez, and Manuel Pérez Donsión. Harmonic Effects on Rise of A Squirrel Cage Induction Motor. ICEM 2000. Espoo Finland. August 2000. Helsinki University of Technology, 2000:144～147
22 Austin H.Bonnett. Operation Temperature Considerations and Performance Characteristics for IEEE 841 Motors. IEEE Transactions on Industry Applications, 2001 37(4): 1120～1131
23 罗玲，卢刚，韩英桃，刘景林，魏安丽．变频三相异步电动机CAD系统．微特电机，1998，2(1)：33～35
24 黄飞雪．CAD在YZR_2系列电机中的应用．计算机辅助设计与制造，1998，16(2)：37～39
25 田卫华，李德成，吕中枢．Windows95环境下单相异步电机CAD系统．微特电机，1998，26(1)：29～32
26 胡衍毅，电机CAD系统二次开发．计算机于现代化，1999，18(5)：39～42
27 苏少平，电机产品CAD集成环境的设计与实现．计算机工程与应用，1999，25(12)：73～75
28 罗玲．Windows98(95)环境下的电机CAD系统．微特电机，2001，14(4)：22～24
29 罗玲，刘景林．空心杯电枢永磁直流电动机CAD系统．微电机，2002，9(1)：17～19
30 曲利岩，吴建华，陈永校．面向对象的直流电机可视化CAD系统．微特电机，2002，22(6)：40～42
31 赵争鸣．逆变器供电下的异步电机计算机辅助设计．电工技术学报，1998，36(12)：31～39
2 A.Demenko. Three Dimensional Eddy Current Calculation Using Reluctance Conductance Network Formed by Means of FE Method. IEEE Trans. on Magnetics., 2000,36(4):741～745
3 余海刚，陈兰瑛．充分发挥CAD的优势提高电机设计的质量和效率．防爆电机，1996，87(2)：11～17
4 Salvatore Alfonzetti. Finite-Element Mesh Adaptation of 2-D Time-Harmonic Skin Effect Problems. IEEE Trans. on Magn, 2000,36(4): 1592～1595
5 Gojko M. Joksimovic, Momir D. Durvic, Jim Penman, and Neil Arthur. Dynamic Simulation of Dymamic Eccentricity in Induction Machines—Winding Function Approach. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2000,15(2): 143～148
6 J. Fetzer, S.Kurz, G. Lehner, and W.M.Rucker. Application of BEM—FEM Coupling and the Vector Preisach Model for the Calculation of 3D Magnetic Field in Media with Hysteresis. IEEE Trans. on Magn, 2000,36(4): 1258～1261
7 Oszkar Biro, Peter Bohm, Kurt Preis, and Gerhard Wachutka. Edge Finite Element Analysis of Transient Skin Effect Problems. IEEE Trans. on Magn, 2000,36(4):835～839
8 R,Krok, R.Miksiewicz, and W. Mizia. Modeling of Temperature Fields in Turbogenerator Rotors at Asymmertrical load. ICEM 2000. Espoo Finland. August 2000. Helsinki University of Technology, 2000:1005～1009
9 丘昌涛，胡冰．计算机辅助电机优化设计系统．中国电机工程学报，1995，15(7)：261～266
10 吴新振，金明．可变容差法在单相电机优化设计中的应用．微特电机，1996，23(4)：24～26
11 王秀和，贾宏新，张体娟，王义勇，秦宏．改进的区域消去法在电机优化设计中的应用．电机与控制学报，1999，3(6)：117～120
12 孟大伟，张弘．基于模拟退火算法及直接搜索法的混合优化策略在电机设计中的应用．电机与控制学报，1997，2(1)：94～97
13 金明，吴新振．基于改进鲍威尔法的单相电机优化设计．微电机，1997，15(3)：7～9
14 刘仲恕．异步电机优化设计的研究．福建电力与电工．1998，5(3)：26～28
15 李景川，励庆孚，丁国兴．基于遗传算法的大中型异步电机优化设计．大
电机技术，1998，17(3)：34～38
16 吴新振，金明．改进的遗传算法在单相电机优化设计中的应用．青岛大学学报，1997，19(9)：54～58
17 温嘉斌，孟大伟，周美兰．大型水轮发电机通风发热场模型研究及通风结构优化计算．电工技术学报，2000，23(12)：1～64
18 王伟，张健．模拟退火算法在电机优化设计中的应用．微电机，2000，7(3)：10～13
19 李鲲鹏，胡虔生．遗传算法电机优化设计简介．微特电机，2000，12(4)：32～33
20 Masafumi Fujita, Tadashi Tokumasu, Hiroy Yoda, Hideaki Tsuda, Kaoru Ito, and Susumu Nagano. Magnetic Field Analysis of Stator Core End Region of Large Turbogenerators. IEEE Transactions on Magnetics, 2000 36(4): 1850～1853
21 M.Anxo Prieto Alonso, X.M.LópezáFeránndez, and Manuel Pérez Donsión. Harmonic Effects on Rise of A Squirrel Cage Induction Motor. ICEM 2000. Espoo Finland. August 2000. Helsinki University of Technology, 2000:144～147
22 Austin H.Bonnett. Operation Temperature Considerations and Performance Characteristics for IEEE 841 Motors. IEEE Transactions on Industry Applications, 2001 37(4): 1120～1131
23 罗玲，卢刚，韩英桃，刘景林，魏安丽．变频三相异步电动机CAD系统．微特电机，1998，2(1)：33～35
24 黄飞雪．CAD在YZR_2系列电机中的应用．计算机辅助设计与制造，1998，16(2)：37～39
25 田卫华，李德成，吕中枢．Windows95环境下单相异步电机CAD系统．微特电机，1998，26(1)：29～32
26 胡衍毅，电机CAD系统二次开发．计算机于现代化，1999，18(5)：39～42
27 苏少平，电机产品CAD集成环境的设计与实现．计算机工程与应用，1999，25(12)：73～75
28 罗玲．Windows98(95)环境下的电机CAD系统．微特电机，2001，14(4)：22～24
29 罗玲，刘景林．空心杯电枢永磁直流电动机CAD系统．微电机，2002，9(1)：17～19
30 曲利岩，吴建华，陈永校．面向对象的直流电机可视化CAD系统．微特电机，2002，22(6)：40～42
31 赵争鸣．逆变器供电下的异步电机计算机辅助设计．电工技术学报，1998，36(12)：31～39