变压器生产线的仿真与优化研究

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基于MATLAB的变压器仿真与分析

于MATLAB_Simulink的变压器建模与仿真基于MATLAB/Simulink的牵引变压器建模与仿真徐（西安铁路局安康供电段新陕西汉中 723000）摘要：针对多种牵引变压器接线方式，建立数学模型，基于Matlab/Simulink仿真软件，建立牵引变压器的仿真模型，并验证数学模型和仿真模型的一致性。

利用所建立仿真模型对不同接线形式牵引变压器在不同条件下对公用电网产生的谐波和负序影响进行仿真试验，对研究各种类型的牵引变压器特性在我国电气化铁路的应用提供条件。

关键词：牵引变压器；数学模型；仿真模型；Matlab/Simulink 中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0610061－03 牵引变压器按其特性可分为平衡接线和不平衡接线。

其中不平衡接线有单相接线、Vv接线和YNd11接线；平衡接线是试图实现三相两相对称变换而提出的，主要代表方式有Scott，Leblanc、Kubler、Wood-bridge、阻抗匹配接线等。

本次主要总结了常用牵引变压器的特点并建立数学模型，包括每种牵引变压器的原理结构、原次边电气量关系等，基于Matlab/Simulink软件建立牵引变压器仿真模型，并对牵引变压器在不同条件下的负序、谐波特性的进行了研究. 1 牵引变压器数学模型研究 1.1 YNd11接线 YNd11变压器接线原理如下图所示，如果忽略激磁电流及其漏阻抗压降，二次侧绕组ac相与一次侧绕组A相同相，cb相与C相同相。

由于变压器一次侧绕组A，B，C相与电力系统的相序一致，A相滞后C相，对应的二次侧ac也滞后cb相[2]。

其中Z为牵引端口对应变压器漏抗，和β相的端口电压。

1.2 Vv接线 Vv接线牵引变压器接线原理如图2所示。

为二次侧空载相即α相图2 Vv接线牵引变压器设Vv接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为可得电流输入输出关系[3]：和，电压输入输出关系如下：图1 YNd11接线牵引变压器设YNd11接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为和假设变压器原边中性点接地，可以得出一次侧三相电流。

自动化生产线的虚拟仿真与优化设计

自动化生产线的虚拟仿真与优化设计在当今制造业快速发展的时代，自动化生产线已经成为提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本的重要手段。

然而，在实际建设和运行自动化生产线之前，如何进行有效的规划、设计和优化，以避免可能出现的问题和浪费，是一个至关重要的课题。

虚拟仿真技术的出现为解决这一问题提供了有力的工具，它能够在虚拟环境中对自动化生产线进行模拟和分析，从而实现更科学、更合理的优化设计。

自动化生产线是由一系列自动化设备、控制系统、物流输送系统等组成的复杂系统。

在设计过程中，需要考虑众多因素，如生产工艺、设备选型、布局规划、人员配置、物流路径等。

任何一个环节的不合理设计都可能导致生产效率低下、产品质量不稳定、成本增加等问题。

传统的设计方法往往依赖于经验和简单的计算，难以全面、准确地评估设计方案的性能和可行性。

虚拟仿真技术则为自动化生产线的设计提供了一种全新的思路和方法。

它利用计算机技术构建虚拟的生产环境，将生产线中的设备、产品、人员、物流等要素进行数字化建模，并通过模拟实际的生产过程，对设计方案进行动态的分析和评估。

在虚拟仿真环境中，可以直观地观察生产线的运行情况，包括设备的动作、物料的流动、人员的操作等，从而发现潜在的问题和瓶颈。

例如，通过虚拟仿真可以分析设备之间的节拍匹配是否合理，物流路径是否顺畅，缓存区的容量是否足够，以及人员的操作是否方便高效等。

如果发现问题，可以及时对设计方案进行调整和优化，避免在实际建设中进行大规模的修改和返工，从而节省时间和成本。

虚拟仿真技术在自动化生产线优化设计中的应用主要包括以下几个方面：首先是生产线布局的优化。

合理的生产线布局能够减少物料搬运距离，提高空间利用率，降低生产成本。

通过虚拟仿真，可以对不同的布局方案进行比较和评估，选择最优的布局方案。

例如，可以模拟不同设备的摆放位置和朝向，分析物流通道的宽度和走向对生产效率的影响，从而确定最佳的布局方案。

其次是设备选型和参数配置的优化。

基于MatlabSimulink的电力变压器仿真建模及特性分析-(文献综述)

基于MatlabSimulink的电力变压器仿真建模及特性分析-(文献综述)基于Matlab/Simulink的电力变压器仿真建模及特性分析二O一四年三月前言额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以k·V A或M·V A表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。

较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。

最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。

当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。

国内生产电力变压器较大的厂家有一开投资集团，中电电气，保变天威，西电集团，山东明大电器，山东电力设备厂等。

[2]当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。

二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。

主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。

[1]电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。

利用变压器提高电压，减少了送电损失。

[3]电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。

变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。

总之，升压与降压都必须由变压器来完成在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。

其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。

这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。

制造业生产流水线仿真与优化

内容摘要本文提出的基于Flexsim的生产线仿真与优化，是根据我国现行制造业生产流水的发展需求，通过仿真软件模拟得出具体的应用数据。

参考已有的各种生产线优化技术，通过分析模拟得出数据,对生产线进行优化。

本文重点针对仿真技术在生产线上的应用，从生产线问题研究、仿真技术研究和生产线的优化三大块内容入手；通过分析生产线、收集生产线数据和生产产品的步骤，为仿真建模做好准备。

仿真技术的研究，制定出仿真的方法和步骤，通过收集的数据，建模仿真得出仿真的结果；再针对仿真所得的结果，采用现有的优化方法对生产线进行优化；最后，通过对瓶装生产流水线实例的flexsim仿真和优化，对以上三大块内容进行分析与实践，得出有效的结论。

关键词：生产线、仿真、优化、flexsimABSTRACTThis paper put forward by Flexsim based on simulation and optimization of the production line, according to existing manufacturing production lines in China's development needs, through the simulation of the simulation software that specific application data. And refer to a variety of existing technologies to optimize production line, through the analysis of simulated data to optimize production lines. This chapter focusing on technology in the production line, from the production line of study, simulation technology research and production lines to optimize，start with these three big parts. Analysis production lines to prepare for simulation modeling, data collection and production of production line products step. According to existing simulation technology, work out the steps of the simulation, through the modeling and simulation data simulation results obtained. Based on the simulation results obtained ，using the existing optimization methods to optimize production lines. Finally，through the case about simulation and optimization of production bottle line, the above analysis of three large pieces of content and practice, to draw valid conclusions.KEYWORDS：Production Line，Simulation, Optimization, FlexsimII目录第一章引言 (1)第一节研究的背景与现状 (1)第二节选题的意义 (1)第二章生产线问题研究 (2)第一节生产线的概念 (2)第二节生产线的生产能力指标 (2)第三节生产线的生产能力的计算与确定 (3)一、单台设备及流水线生产能力的计算和确定 (3)二、设备组生产能力的计算 (3)三、工段(车间)生产能力的计算和确定 (3)第三章离散事件仿真研究 (4)第一节离散事件的概念及要素 (4)第二节离散事件的仿真步骤 (5)第三节 F LEXSIM仿真软件介绍 (7)一、flexsim简介 (7)二、flexsim的功能特点 (8)第四章生产线平衡优化研究 (9)第一节生产线平衡优化的相关概念 (9)第二节生产线平义衡优化的意义 (10)第三节生产线平衡优化的方法 (11)第五章基于FLEXSIM的瓶装生产流水线仿真与优化 (13)第一节基于FLEXSIM对生产线仿真优化的步骤 (13)第二节瓶装生产流水线仿真优化 (14)一、瓶装生产线仿真问题描述 (14)二、瓶装生产线资料的收集与分析 (14)三、瓶装生产线仿真模型的建立 (15)四、装生产线仿真模型的运行与数据分析 (16)五、瓶装生产线仿真模型的优化与再运行 (18)六、瓶装生产线优化后仿真结果分析 (20)第六章结论 (22)中国最大的论文知识平台参考文献 (23)致谢............................... 错误！未定义书签。

基于MATLAB的变压器仿真与分析

由于变压器一次侧绕组A，B，C相与电力系统的相序一致，A相滞后C相，对应的二次侧ac也滞后cb相[2]。

其中Z为牵引端口对应变压器漏抗，和β相的端口电压。

1.2 Vv接线 Vv接线牵引变压器接线原理如图2所示。

高频变压器的最佳设计、优化与仿真[1]

【方案 9】（在方案 8 基础上，因安规要求增加挡带宽度所改进，线径减细）线圈连线图：
(b) 对比 2(交错方式)
Case 1 Case 2 Case 3 Case1(PSPSPSPS 结构)：完全交错 Case2(PSPSSPSP 结构)和 Case3(PSSPPSSP 结构)：变比都为 1：1，原边 4 层并，副边 4 层并；铜箔宽 5mm、厚 0.07mm，层间绝缘厚度 0.15mm 仿真结果：
四、SAG9000T1 的典型结构方案和仿真对比
【方案 1】（仿 H8411T1）线圈连线图(7,8 脚为中间抽头)：
内部结构和实测温升（常温下）：
1.5mm 3T N32 2T N12 3T (N12 110.1度)
反包胶带
N22 1T (N22 117.1度) N31 2T (N31 122.3度) N11 3T N21 1T(骨架 114.5度) (磁芯 88.7度)
11
反包胶带
空间磁场分布：
H 0.5
l -0.5
虽然磁场分布较对称，但幅值仍较高，而且原边绕组集中在线包中间，强烈的邻近效应将使电流分布极不均匀。
仿真结果：电阻原边直流 130K 44.8mΩ 130Ω 副边 1 2.38mΩ 5.7mΩ 副边 2 2.56mΩ 5.8mΩ
代入真实电流仿真损耗结果
代入真实电流仿真损耗结果
【方案 7】线圈连线图：
2,3
N13=26T 0.21*10 N12=26T 0.21*10 N11=26T 0.21*10
12
N21=5T cu 0.075*24mm N22=5T cu 0.075*24mm
7,8
N31=5T cu 0.075*24mm N32=5T cu 0.075*24mm

某行输出变压器生产车间生产物流仿真和优化

Ｄ：０３６／ｉｓ．６２００．０１０．０ＯＩ１．９９．ｎ１７－４７２１．６０５ｊｓ收稿日期：０－５９２１０ —１１
随着世界经济一体化的推进，国的企业越来越我
按订单生产，每月计划生产４０万单位，平均每天
人社科学文会学刊
２年月０６１１
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某行输出变压器生产车间生产物流仿真和优化
张莹李跃宇
６０６）１０４随着世界经济一体化的推进，我国的企业越来越多地参与到竞争激烈的国际大市场中，尤其是制
所需配件，将各种配件组装起来形成成品。该车间再
本文获西南科技大学青年基金项目支持（资助号：ｘ１２）１ｚ３０２
针对上文对该行输出变压器生产车间物流系统的分析，拟运用Ｆｅｓ仿真软件建立该车间的生产ｌｉｘｍ
线模型并对仿真结果进行分析。整个仿真过程可分为
～
９一
镌加年月
人社科学文会学刊
单元的参数确定和模型程序的编制等；最后是仿真模型的运行和结果的输出。通过实地采集数据和对生产车间的简化，建立车间现有的生产物流系统模型，图３所示。Ｆｅｓ如ｌｉｘｍ软件集成了第三方的数据分析建模软件Ｅｐｒｉ该软ｘｅｔｔＦ，件可用来对统计数据进行分析，从而确定各种概率分布及其参数。按每月工作天数为２天，８每天工作１ｈ２计算，设置仿真时间为１０６０进行仿真。４２９０Ｓ图为生产车间现有生产物流系统仿真透视图。

电力变压器的温度分布仿真与优化设计

电力变压器的温度分布仿真与优化设计电力变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，它起着调整电压、提供稳定电流的关键作用。

而电力变压器的温度分布对其正常运行及寿命具有重要影响。

因此，对电力变压器的温度分布进行仿真与优化设计是非常必要且具有挑战性的工作。

电力变压器的温度分布与其内部结构、工作负载、冷却系统等因素密切相关。

为了准确地模拟电力变压器的温度分布，首先需要对其内部结构进行建模。

电力变压器通常由高压绕组、低压绕组、铁芯等组成。

高压绕组和低压绕组是变压器中的关键元件，它们承受着电流的冲击和磁场的影响。

为了能够更好地模拟电力变压器的温度分布，需要对绕组的电流分布进行准确的建模。

接下来，需要考虑电力变压器的工作负载。

电力变压器在运行过程中会承受不同的负载，这些负载会导致变压器内部产生热量。

因此，对电力变压器在不同负载下的温度分布进行模拟是必要的。

可以通过建立变压器的热力学模型，结合实测数据，计算出变压器在不同负载下的温度分布。

除了内部结构和工作负载外，冷却系统也是影响电力变压器温度分布的重要因素。

冷却系统可以通过冷却油或风扇等方式，将变压器内部的热量散发出去。

因此，在进行电力变压器的温度分布仿真与优化设计时，需要考虑冷却系统的效果。

可以通过建立冷却系统的数学模型，计算出冷却系统对于温度分布的影响，并根据仿真结果进行优化设计。

温度分布仿真与优化设计涉及到多个学科的知识，包括热传导、电磁场、流体力学等。

因此，需要运用数值仿真方法进行模拟。

数值仿真方法可以通过离散化求解控制方程，得到电力变压器的温度分布。

目前，常用的数值仿真方法包括有限元法、网格法、有限体积法等。

这些方法能够较为准确地模拟电力变压器的温度分布，为优化设计提供依据。

在进行电力变压器的温度分布优化设计时，需要权衡多个影响因素。

除了内部结构、工作负载和冷却系统外，还需要考虑成本、能效等因素。

优化设计的目标是使电力变压器在满足工作要求的前提下，达到最佳的温度分布。

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Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ￣ｔｉｍｉｚｔｉａｏｎｓｔｒｔａｅｇｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｏｔｔｌｅ — ｎｅｃｋｓ，ｏｐｅｒｔｉａｏｎｒｕｌｅｓ，ｗｏｒｋｉｎｇｓｔｔｉａｏｎ，０，ｍａｔｃｈｉｎｇｆｔｏｒｏｌｅｌｙ
产量增加了２１．３％，说明该方法对生产线的优化具有一定的借鉴意义。
关键词：Ｐｅｔｒｉ网；生产线平衡；作业分析；仿真
中图分类号：ＴＨ１６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１ — ３９９７（２０１７）０３ — ０２６４ — ０４
机械设计与制造
２６４
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ
＆
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
第３期２０１７年３月
变压器生产线的仿真与优化研究
潘春荣，蒋建晓
（江西理工大学机电工程学院，江西赣州３４１０００）
ａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ。ｐｒｏｄｃｔｕｉｏｎｌｉｎｅ ∞ ａｎａｌｙｚｅｄｂｙｉｄｅｌａｗｏ￣ｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｃｔｕｉｏｎｄａｔ￣ＰｅｔｒｉＮｅｔｓ（ＰＮ）ｏｄｍｅｌ
ｂｌａａｎｃｅｒａｔｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｎｄａｄｂｔｃａｈｒｔａｅｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ４．２８％ａｎｄ２１－３％印ｅｃ咖ｅａｎｄ￣ｔｉｍｉｚｔｉａｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓ
ａｎｄｅＭ－￣ｔｓｉｍｕｌｔｉａｏｎｏｄｍｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｉｎ／ｌｅｕｎｃｉｎｇ￣ｔｏｒｓｆｏａｆｅｃｔｉｎｇｈｅｔｐｅ￣ｏｒｍｏ￣ｅｆ如ｏ聊ｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬｉｎｅ
ＰＡＮＣｈｕｎ－ｒｏｎｇ，ＪＩＡＮＧＪｉａｎ－ｘｉａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｘｉＧａｎｚｈｏｕ３４１０００，ｃｈｉｎａ）
ｌｏｄａｎｄａｂ￣ｆｆｅｒｃａｐａｃｉｔｙ．ｈｅＴｓｉｍｕｌｔｉａｏｎｒｅｓｕｌｓｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｕｔｉｌｚｉｔｉａｏｎｒｔａｏｉｆｅｏａｃｈｗｏｒｋｉｎｇｓｔｔａｏｎｉｃｈｔｈｅ
摘
要：针对某变压器生产线平衡性差和日产量不足等问题，提出将仿真技术、程序分析法和作业分析法相融合的优化
技术。生产线以理想３－作状态和生产数据为依据进行分析，采用Ｐｅｔｒｉ网和ｅＭ－Ｐｌａｎｔ仿真平台对生产线进行建模和仿真，分析影响生产线的影响因素。最后，对生产线的瓶颈工序、操作不规范、工位布局不合理、小车负载量与缓存区容量匹配不合理等问题进行改善和优化。从仿真结果表明改善后的生产线生产能力得到了明显提高，工艺平衡率提高了２４．８％，日
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓ０ｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｂａｄｏｐｅｒｔａｉｏｎｂａｌａｎｃｅｒａｔｅａｎｄｉｎａｄｅｑｕａｔｅｏｕｔｐｕｔｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ如ｎｅｅｄｓ
ｉｍｐｒｏｙｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｔｈｒｅｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎｌｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ￣ｓｉｍｕｌｔｉａｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｐｒｏｃｅｄｕｒｅａｎａｌｙｓｓｉａｎｄｏｐｅｒｔｉａｏｎ

变压器生产线的仿真与优化研究

基于MATLAB的变压器仿真 与分析

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