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電工行業(yè)案例 | 電力設(shè)備龍頭借助3DCC引領(lǐng)智慧新電能
發(fā)布時間：2025-02-18
S集團(tuán)是一家全球領(lǐng)先的電氣設(shè)備制造商和解決方案提供商，專注于電力技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造與工程服務(wù)。其業(yè)務(wù)遍布全球，擁有十多個制造實(shí)體，產(chǎn)品覆蓋超高壓、高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器、測量監(jiān)測裝置、電力電子設(shè)備、汽車電子、超級電容等專業(yè)領(lǐng)域，為電力、新能源、冶金、軌交、石化、煤炭等多個行業(yè)提供專業(yè)技術(shù)與服務(wù)，參與多項(xiàng)國際重大能源項(xiàng)目，以卓越的產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)新能力贏得全球客戶信賴。
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S集團(tuán)的公差設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
在S集團(tuán)的產(chǎn)品研發(fā)過程中，公差設(shè)計(jì)是關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。特別是對于超高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器和電力電子設(shè)備等高精度產(chǎn)品，任意微小的偏差都可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)性能不穩(wěn)定甚至故障。例如，高壓開關(guān)設(shè)備的接觸面公差對電流傳輸?shù)姆€(wěn)定性至關(guān)重要；變壓器的繞組和鐵芯的配合精度直接影響其負(fù)載能力與效率等。因此，S集團(tuán)對公差設(shè)計(jì)和分析軟件的需求愈加迫切，以便在研發(fā)階段進(jìn)行精確的公差預(yù)測、優(yōu)化設(shè)計(jì)，并確保產(chǎn)品的高可靠性和高性能。
S集團(tuán)的訴求和3DCC解決方案
高電壓開關(guān)設(shè)備在分閘時的脫扣間隙量計(jì)算：計(jì)算分閘脫扣機(jī)構(gòu)中多個配合位置的間隙量，解決復(fù)雜空間尺寸鏈計(jì)算問題，確保分閘動作的可靠性和機(jī)械壽命。
3DCC采用復(fù)雜的空間尺寸鏈計(jì)算，精確分析多個配合位置的間隙量。通過約束建立準(zhǔn)確的公差分析模型，3DCC能夠基于公差精確計(jì)算多個關(guān)鍵位置的空間相對位置，確保各位置的配合精度。最終，通過公差分析計(jì)算以及優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保分閘動作的可靠性與機(jī)械壽命，提升系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性與耐用性。
高電壓開關(guān)設(shè)備在合閘時的搭接量計(jì)算：計(jì)算開關(guān)中多個配合位置的搭接量，保證通電性能和安全性。
3DCC能夠精確計(jì)算復(fù)雜空間尺寸鏈。軟件能夠準(zhǔn)確定義機(jī)構(gòu)之間的定位關(guān)系以及運(yùn)動件之間的驅(qū)動邏輯，結(jié)合公差數(shù)據(jù)，計(jì)算得出搭接量的仿真結(jié)果，且計(jì)算過程中自動進(jìn)行傳遞系數(shù)及貢獻(xiàn)率分析，進(jìn)而幫助工程師識別關(guān)鍵影響因素，有側(cè)重的優(yōu)化設(shè)計(jì)。此方法有效解決了機(jī)構(gòu)類產(chǎn)品的復(fù)雜尺寸鏈計(jì)算問題，考慮了空間尺寸鏈的傳遞，克服了手工計(jì)算無法處理的難題，提升了設(shè)計(jì)可靠性和工作效率。
高壓電器設(shè)備的絕緣部件（如絕緣子、套管）和導(dǎo)電部件（如觸頭、母線）的公差設(shè)計(jì)必須精確，以避免因尺寸偏差導(dǎo)致電氣擊穿或電弧，引發(fā)安全事故。
3DCC通過尺寸鏈分析功能，能夠精確計(jì)算復(fù)雜裝配中的累積誤差，識別關(guān)鍵尺寸鏈，確保高壓設(shè)備的裝配精度和可靠性。同時還支持對絕緣部件的公差仿真，分析厚度偏差、表面平整度等對絕緣性能的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)以避免局部電場集中。
抽架鎖是高壓開關(guān)設(shè)備中的關(guān)鍵部件，精確的公差設(shè)計(jì)對于確保裝配精度至關(guān)重要。特別是在抽屜式開關(guān)單元的抽取和鎖定過程中，尺寸誤差可能導(dǎo)致操作不順暢，影響設(shè)備的安全性和可靠性。
3DCC通過尺寸鏈分析功能，能夠模擬抽架鎖部件在不同位置狀態(tài)下的裝配過程，計(jì)算誤差分布，識別關(guān)鍵尺寸鏈（如鎖定裝置的垂直度公差、凸輪半徑尺寸）。軟件可以提供仿真動畫，幫助工程師直觀查看和檢查裝配約束效果，通過公差分析和優(yōu)化，提高抽屜式開關(guān)單元的裝配精度和可靠性，避免因尺寸偏差導(dǎo)致的裝配不良。
S集團(tuán)的價值體現(xiàn)
通過3DCC的應(yīng)用，S集團(tuán)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造精度、和全球市場的競爭力方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升。具體價值體現(xiàn)在以下幾個方面：
1. 提升產(chǎn)品可靠性：
精確的公差分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)確保了高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器、電力電子設(shè)備等核心產(chǎn)品的裝配精度，顯著提高了產(chǎn)品的運(yùn)行可靠性。通過3DCC的尺寸鏈分析，S集團(tuán)能夠預(yù)測并消除由于公差設(shè)計(jì)帶來的質(zhì)量缺陷，減少了設(shè)備故障率，從而保障了設(shè)備的長期穩(wěn)定性，滿足了全球客戶對高可靠性電氣設(shè)備的嚴(yán)苛要求。
2.增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力：
3DCC提供的智能化公差分析工具不僅解決了復(fù)雜裝配中的公差計(jì)算難題，還幫助S集團(tuán)在高精度設(shè)備的研發(fā)中取得技術(shù)突破。通過優(yōu)化公差設(shè)計(jì)，S集團(tuán)能夠快速響應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求，鞏固其在全球電氣行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先地位。
3.提高生產(chǎn)效率：
通過3DCC的高效計(jì)算和可視化功能，S集團(tuán)大幅縮短了設(shè)計(jì)周期，減少了傳統(tǒng)手工計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證的時間。軟件的自動化公差分析顯著降低了試錯成本，提升了生產(chǎn)效率，推動了企業(yè)在激烈的市場競爭中保持生產(chǎn)優(yōu)勢。
4.支持全球化業(yè)務(wù)拓展：
借助3DCC精確的公差分析，S集團(tuán)能夠更加靈活和高效地為全球不同地區(qū)的客戶提供定制化解決方案，比如確保產(chǎn)品符合當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)要求和安全標(biāo)準(zhǔn)，從而提升其在全球市場的競爭力和影響力。