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【摘要】 该文回顾了我国关于电气设计的现状与存在的问题，介绍了基于国内电气设计的需求而孕育而出的Inventor专业设计软件，并分析了Inventor设计在隔离开关应用中存在的问题，探讨了Inventor在电气设计中应用的发展趋势。
【关键词】 Inventor；隔离开关；电气设计；应用
【中图号】 TM564.1【文献标示码】 A 【文章编号】 1005-1074(2008)12-0149-02
1 引言
随着现代科学技术的发展，对电气设计能力提出了新的、更高的要求，原来二维的设计模式已经不能够满足设计需要，二维的设计模式缺乏立体感，不够直观，在电气设计过程中经常会出现一些比较难以发现的小错误，这些错误只有在施工安装时才能发现。三维设计软件因能直接表达设计者的意图，缩减设计环节，提高设计效率。需要一款三维软件来满足我们的电气设计。Autodesk Inventor是Autodesk公司针对机械行业开发的专业设计软件，目前使用较为广泛的三维CAD软件，它具有强大的产品造型、装配功能及应力分析。2008年4月，Autodesk在发布AutoCAD2009版，同时发布了Autodesk Inventor 2009版。AutoCAD和Inventor同一家公司软件产品，它们无缝兼容。在行业的辅助设计软件工具逐渐从2D转向3D的过程中，Inventor就成为最佳选择。
2 Inventor在隔离开关设计的功能
隔离开关是发电厂和变电所中常用的电器，主要用途是隔离电压、倒闸操作、分、合小电流等。隔离开关的设计多是采用经验数据或公式，其形状复杂，对于设计人员来说，要想在设计阶段对隔离开关的形状有一个比较直观的把握，仅凭CAD二维平面图纸是很困难的。隔离开关类型也必导致与其配合的其它零部件的形状也趋复杂。双接地隔离开关有3套操作机构，厂家不同操作机构形状和位置不同。因此用Inventor做隔离开关的零部件三维模型，把它们装配在一起形成组装图，进而做出俯视图、正视图、侧视图及透视图、断面图，可以达到事半功倍的效果。通过Inventor建模的过程，设计人员可以非常直观的对隔离开关各零部件进行优化设计，进行外观检查，还可以做材料应力分析。
3 Inventor在不接地隔离开关设计的造型的几何构成分析
3.1 造型的几何构成 隔离开关模型构建前，必须首先清楚模型由几个零件组成，这些零件的所有构成特征。隔离开关是由支架、槽钢及操作机构等组成，例如水泥支架长度为2.5m，直径为300mm，首先用Inventor建立水泥杆支架模型。
3.2 开始新零件设计 启动Inventor，在开始界面中单击“新建”操作按钮，双击“Standard.ipt”图标，开始新的零件设计，并且会自动进入到草图设计的模式。
3.3 创建主体特征 在工具面板中单击“圆心、半径”按钮，在图形区指定1个点，创建圆形草图。单击“通用尺寸”按钮，准备为草图添加驱动尺寸。将光标放在线上，等Inventor感应到、并将这条线醒目显示（成红色）之后拾取，再在线外一点拾取，就确认尺寸线的经过点，结果见图1。
单击通用尺寸，将弹出数据界面，在其中输入300，单击界面右边的绿色对号，确认。这个圆直径将自动变成300mm的长度。同样的方法，添加2.5m的驱动尺寸。这就完成了草图轮廓的创建，在快捷菜单中选择“结束草图”命令，完成草图的创建步骤。这时可见到工具面板已经自动切换成特征模式了，其中罗列的是所有可用特征的操作图标按钮。单击“拉伸”按钮，将弹出相关操作界面见图2。因为只有一个草图，Inventor就自动认为这是轮廓了。在“终止方式”的数据栏中键入压板的厚度2500mm，单击“确定”按钮，创建主体特征。
采用上述方法，利用直线，圆心，两点矩形及拉伸和旋转工具按钮，完成隔离开关、钢板、槽钢等模型，结果见图3。
4 Inventor在不接地隔离开关设计的装配关系创建的分析
装配是Inventor软件设计辅助的基础功能。这就有可能实现在电气一次设计中，实现“概念设计”，模拟电气一次设备在现场安装，并且发现安装中不完善地方，需要改进。基于装配关系的关联设计能力，使Inventor能够与设计师的设计构思一致。这是本软件最令人满意的功能。以水泥杆与钢板安装，体验一下Inventor装配功能。
4.1 装于水泥杆和钢板 在“部件面板”中启用“装入零部件”，选定要装入的水泥杆和钢板文件，单击“打开”按钮。然后Inventor将自动装入一个，并准备装入第二个。用光标拾取为止，将装入下一个。
4.2 装配水泥杆和钢板 见图4。
如图4所示，装配选项卡的类型从左至右分别是：配合、对准角度、相切、插入。本次装配类型选用“配合”，先选择水泥杆顶部，接着选择钢板底面。设定“配合”参数，偏移量为0.0，方式为朝向相反。最后点击“确定”。
4.3 完成不接地隔离开关安装 利用同类方法，完成不接地隔离开关安装图。见图5。
5 Inventor在不接地隔离开关设计的工程图视图的创建分析
工程视图是由外部零件文件引用的并与外部零件文件相关联。可以创建由主轴正交视图和斜视图、局部视图、剖视图和等轴侧视图组成的多视图工程图。也可以通过部件设计视图和表达视图创建视图。Autodesk Inventor 可以根据需要计算并显示隐藏线。其步骤如下：①单击“新建”按钮，选择“standard.idw”图标。②在工具栏中，单击“工程视图”按钮。在工程视图对话框中，文件选择为模型路径，方向为主视图，显示方式为不显示隐藏线。③完成主视图创建后，右键单击主视图模型，弹出菜单，选择“创建视图”的“投影视图”。同理操作完成视图。④左键单击“文件”菜单的“保存副本为”。文件类型选为“*.dwg”。可以用autocad打开本文档，可以进行各种标记，出施工安装图。见图6。
6 Inventor在其它电气设计应用的实例
见图7，是隔离开关、避雷器、支柱绝缘子及电缆头联合组装图。35kV变电站的35kV进线间隔受地形和经济等制约，要求占地面积小，户外布置，用Inventor建模，做成这幅联合安装图。Inventor还可以用于设计基础施工图见图8。
7 结论与展望
在现实应用中，该系统提高了设计效率、优化了排样下料以及增强了产品制造的可预见性，缩短了产品从设计到制造的周期，对于推广产品的数字化设计和制造及提高产品的市场的竞争力，具有重要的实际意义和使用价值。
目前，Inventor已经成为大理电力设计院使用最频繁的设计平台之一，随着应用价值不断得到体现，Inventor软件已成为主要设计平台。从上面的例子操作过程，看来，确实与设计过程十分相近，而且已经基本摆脱了绘制二维工程图的不够直观。此软件在电气设计有很好的应用前景。事实证明，我们选择Autodesk Inventor是正确的。
8 参考文献
[1] 李 琦. Inventor在企业中的应用[J].机械工人冷加工，2005，(05).
[2]Jack Conaway.Autodesk Inventor技术创新的回归?[J].现代制造，2000，(Z3).
[3]段星光，徐 岩.基于Inventor的模具型腔曲面造型[J].新技术新工艺，2004，(07).
[4] 王会刚，令狐克志，王转.基于Inventor API的参数化三维造型开发应用[J].机械工程师，2004，(12).
[5]陈雪菱，李宏穆.基于Inventor的零部件三维造型设计[J].中国测试技术，2005，(03).
[6]陈伯雄.Inventor进阶教程第七章[J].CAD/CAM与制造业信息化，2004，(7).
[7]唐川林，林益平，余江鸿.三维设计教学研究[J].株洲工学院学报，2005，(1).
【关键词】 Inventor；隔离开关；电气设计；应用
【中图号】 TM564.1【文献标示码】 A 【文章编号】 1005-1074(2008)12-0149-02
1 引言
随着现代科学技术的发展，对电气设计能力提出了新的、更高的要求，原来二维的设计模式已经不能够满足设计需要，二维的设计模式缺乏立体感，不够直观，在电气设计过程中经常会出现一些比较难以发现的小错误，这些错误只有在施工安装时才能发现。三维设计软件因能直接表达设计者的意图，缩减设计环节，提高设计效率。需要一款三维软件来满足我们的电气设计。Autodesk Inventor是Autodesk公司针对机械行业开发的专业设计软件，目前使用较为广泛的三维CAD软件，它具有强大的产品造型、装配功能及应力分析。2008年4月，Autodesk在发布AutoCAD2009版，同时发布了Autodesk Inventor 2009版。AutoCAD和Inventor同一家公司软件产品，它们无缝兼容。在行业的辅助设计软件工具逐渐从2D转向3D的过程中，Inventor就成为最佳选择。
2 Inventor在隔离开关设计的功能
隔离开关是发电厂和变电所中常用的电器，主要用途是隔离电压、倒闸操作、分、合小电流等。隔离开关的设计多是采用经验数据或公式，其形状复杂，对于设计人员来说，要想在设计阶段对隔离开关的形状有一个比较直观的把握，仅凭CAD二维平面图纸是很困难的。隔离开关类型也必导致与其配合的其它零部件的形状也趋复杂。双接地隔离开关有3套操作机构，厂家不同操作机构形状和位置不同。因此用Inventor做隔离开关的零部件三维模型，把它们装配在一起形成组装图，进而做出俯视图、正视图、侧视图及透视图、断面图，可以达到事半功倍的效果。通过Inventor建模的过程，设计人员可以非常直观的对隔离开关各零部件进行优化设计，进行外观检查，还可以做材料应力分析。
3 Inventor在不接地隔离开关设计的造型的几何构成分析
3.1 造型的几何构成 隔离开关模型构建前，必须首先清楚模型由几个零件组成，这些零件的所有构成特征。隔离开关是由支架、槽钢及操作机构等组成，例如水泥支架长度为2.5m，直径为300mm，首先用Inventor建立水泥杆支架模型。
3.2 开始新零件设计 启动Inventor，在开始界面中单击“新建”操作按钮，双击“Standard.ipt”图标，开始新的零件设计，并且会自动进入到草图设计的模式。
3.3 创建主体特征 在工具面板中单击“圆心、半径”按钮，在图形区指定1个点，创建圆形草图。单击“通用尺寸”按钮，准备为草图添加驱动尺寸。将光标放在线上，等Inventor感应到、并将这条线醒目显示（成红色）之后拾取，再在线外一点拾取，就确认尺寸线的经过点，结果见图1。
单击通用尺寸，将弹出数据界面，在其中输入300，单击界面右边的绿色对号，确认。这个圆直径将自动变成300mm的长度。同样的方法，添加2.5m的驱动尺寸。这就完成了草图轮廓的创建，在快捷菜单中选择“结束草图”命令，完成草图的创建步骤。这时可见到工具面板已经自动切换成特征模式了，其中罗列的是所有可用特征的操作图标按钮。单击“拉伸”按钮，将弹出相关操作界面见图2。因为只有一个草图，Inventor就自动认为这是轮廓了。在“终止方式”的数据栏中键入压板的厚度2500mm，单击“确定”按钮，创建主体特征。
采用上述方法，利用直线，圆心，两点矩形及拉伸和旋转工具按钮，完成隔离开关、钢板、槽钢等模型，结果见图3。
4 Inventor在不接地隔离开关设计的装配关系创建的分析
装配是Inventor软件设计辅助的基础功能。这就有可能实现在电气一次设计中，实现“概念设计”，模拟电气一次设备在现场安装，并且发现安装中不完善地方，需要改进。基于装配关系的关联设计能力，使Inventor能够与设计师的设计构思一致。这是本软件最令人满意的功能。以水泥杆与钢板安装，体验一下Inventor装配功能。
4.1 装于水泥杆和钢板 在“部件面板”中启用“装入零部件”，选定要装入的水泥杆和钢板文件，单击“打开”按钮。然后Inventor将自动装入一个，并准备装入第二个。用光标拾取为止，将装入下一个。
4.2 装配水泥杆和钢板 见图4。
如图4所示，装配选项卡的类型从左至右分别是：配合、对准角度、相切、插入。本次装配类型选用“配合”，先选择水泥杆顶部，接着选择钢板底面。设定“配合”参数，偏移量为0.0，方式为朝向相反。最后点击“确定”。
4.3 完成不接地隔离开关安装 利用同类方法，完成不接地隔离开关安装图。见图5。
5 Inventor在不接地隔离开关设计的工程图视图的创建分析
工程视图是由外部零件文件引用的并与外部零件文件相关联。可以创建由主轴正交视图和斜视图、局部视图、剖视图和等轴侧视图组成的多视图工程图。也可以通过部件设计视图和表达视图创建视图。Autodesk Inventor 可以根据需要计算并显示隐藏线。其步骤如下：①单击“新建”按钮，选择“standard.idw”图标。②在工具栏中，单击“工程视图”按钮。在工程视图对话框中，文件选择为模型路径，方向为主视图，显示方式为不显示隐藏线。③完成主视图创建后，右键单击主视图模型，弹出菜单，选择“创建视图”的“投影视图”。同理操作完成视图。④左键单击“文件”菜单的“保存副本为”。文件类型选为“*.dwg”。可以用autocad打开本文档，可以进行各种标记，出施工安装图。见图6。
6 Inventor在其它电气设计应用的实例
见图7，是隔离开关、避雷器、支柱绝缘子及电缆头联合组装图。35kV变电站的35kV进线间隔受地形和经济等制约，要求占地面积小，户外布置，用Inventor建模，做成这幅联合安装图。Inventor还可以用于设计基础施工图见图8。
7 结论与展望
在现实应用中，该系统提高了设计效率、优化了排样下料以及增强了产品制造的可预见性，缩短了产品从设计到制造的周期，对于推广产品的数字化设计和制造及提高产品的市场的竞争力，具有重要的实际意义和使用价值。
目前，Inventor已经成为大理电力设计院使用最频繁的设计平台之一，随着应用价值不断得到体现，Inventor软件已成为主要设计平台。从上面的例子操作过程，看来，确实与设计过程十分相近，而且已经基本摆脱了绘制二维工程图的不够直观。此软件在电气设计有很好的应用前景。事实证明，我们选择Autodesk Inventor是正确的。
8 参考文献
[1] 李 琦. Inventor在企业中的应用[J].机械工人冷加工，2005，(05).
[2]Jack Conaway.Autodesk Inventor技术创新的回归?[J].现代制造，2000，(Z3).
[3]段星光，徐 岩.基于Inventor的模具型腔曲面造型[J].新技术新工艺，2004，(07).
[4] 王会刚，令狐克志，王转.基于Inventor API的参数化三维造型开发应用[J].机械工程师，2004，(12).
[5]陈雪菱，李宏穆.基于Inventor的零部件三维造型设计[J].中国测试技术，2005，(03).
[6]陈伯雄.Inventor进阶教程第七章[J].CAD/CAM与制造业信息化，2004，(7).
[7]唐川林，林益平，余江鸿.三维设计教学研究[J].株洲工学院学报，2005，(1).