汽轮发电机定子绕组是发电机制造中的关键部件，为保证绕组的电磁及结构特性，绕组端部做成了圆锥渐开线，并在端部上、下层绕组相连接；汽轮发电机正常运行时，绕组端部不仅受到每根线圈之间的电磁力，而且受到来自转子绕组的电磁力作用，所以绕组端部结构及受力情况都较复杂。端部绕组的固定一直是影响发电机正常运行的核心问题。 本论文是基于Pro/ENGINEER Wildfire的汽轮发电机定子绕组设计系统研究，主要包括以下三部分： 1．汽轮发电机绕组三维精确建模； 2．汽轮发电机定子线圈参数系列化设计的二次开发过程； 3．基于虚拟装配技术的汽轮发电机定子线圈压模装配设计。 以上三部分之间存在着内在的联系，又相互独立。汽轮发电机绕组的精确建模是整个系统的基础。只有通过建立线圈模型，才能定义线圈设计中的参数及关系式，并通过二次开发的程序将模型中的参数、尺寸、关系式提取出来，并对它们进行操作，使汽轮发电机定子线圈设计系列化。线圈压模设计也是以线圈模型为基础的配合设计，充分考虑设计与制造的一体化过程，简化了压模的设计过程，提高了压模设计精度，并且当线圈模型更改时，线圈模具也跟随变化，实现线圈压模系列化设计。 由于，国内汽轮发电机设计中普遍采用AutoCAD二维设计，这对形状复杂的定子线圈绕组来说很难满足要求。本论文首次给出了一种基于Pro/E软件的汽轮发电机定子绕组的三维立体设计方法。 Pro/E作为一种通用软件，需要进行二次开发，加入一些行业性的特殊要求，才能更好地为某一专业领域提供服务。基于Pro/E的汽轮发电机定子绕组设计系统，利用Pro/E自带的Pro/TOOLKIT二次开发软件，通过自编的VC++程序，与Pro/E设计环境进行了无缝联接，首次设计出了一套应用于汽轮发电机定子线圈参数化、系列化的软件系统，它能使不懂如何应用Pro/E建模的设计人员，只需通过调用菜单，修改对话框中的参数，就能达到并生成所需线圈模型的目的。同时，根据线圈制造中，需要计算线圈的下料长度，在基于上、下线圈装配的真实三维环境下，通过获取模型中相关的尺寸，给出了线圈的下料长度，避免因三维装配关系不明而多给下料余量的情况，节约了成本。而且，在二次开发的过程中加入了与数据库的联接，这样就可以将所有生产过的线圈样本的参数，写入用Access软件编写的线圈数据库中，在Pro/E环境下可随时调用，产生所需的模型，方便新设计的模型与原有模型的比较，有利于新产品的开发与设计。线圈制造中，以往线圈压模设计与制造是通过放大样的方法，设计周期长。由于加工精度要求高、加工难度很大。这些因素一直是制约着汽轮发电机电磁性能参数的灵活更改及降低制造成本的重要因素。本研究首次利用自建的定子线圈三维模型，在。Pro/E装配模式下，设计出定子线圈压模装配模型。通过Pro/E具有的虚拟装配技术，将压模设计与线圈建模完美结合，方便、直观。节约了设计成本，提高了配合精度。当线圈模型改变时，压模模型将随之改变，大大减少了重复设计工作量。同时由于数据的相关性，避免了发生配合错误的可能性。 汽轮发电机定子绕组建模的关键步骤包括：1．空间圆锥渐开线的形成；2．线圈端部所截取的圆锥渐开线的起始位置；3．圆锥渐开线与线圈槽部直线的过渡连接；4．圆锥渐开线与鼻部引出线的过渡连接；5．扫描形成实体；6．镜相过程中的基准的统一；7．下层线圈的汽、励端跨距的不同；8．上、下层线圈装配时相互之间的关系；9．阵列上、下层线圈构成整个绕组；10．从上、下层线圈装配生成鼻部连接线；最后通过计算机仿真，建立了精确汽轮发电机定子绕组的三维模型。 定子线圈二次开发模块包括六个菜单功能，它们分别是：“通过参数访问”、“通过三维模型访问”、“通过库访问”、“线圈长度计算”、“尺寸参数与关系式”、“尺寸对象”。单击任何一个菜单都会有相应的对话框弹出，每个对话框中都列有相应的编辑框，可以通过改变其中的参数，重新生成新的模型，达到参数化、系列化定子线圈的设计目的。 定子线圈压模装配的配合设计过程是：首先取线圈各个侧面进行复制，然后再根据实际情况进行曲面加厚、拉伸、旋转、切割等步骤。该设计能方便地设计出定子线圈上下模具的压模装配，包括锥形模、侧压模、上压模。 基于Pro/E汽轮发电机绕组设计系统的研究成功，使汽轮发电机绕组设计工作向着数字化、集成化、网络化、智能化的方向迈出了一大步。为改变了我国汽轮发电机定子绕组设计中一些传统的、落后的设计方法，提供了一种可行的解决方案。 该设计使计算机领域中的新技术与传统机械制造业结合，使生产效率得到了极大的提高，降低了生产成本，不但提高了产品的质量，单从设计一套全新的定子绕组装配的时间，就可从过去的一个多月的时间减少到只需几天就能完成。它应是传统产业的发展方向。 最后，作者提出了基于Pro/E汽轮发电机绕组设计系统的进一步研究方向：利用Pro/E软件进行汽轮发电机绕组振动分析；开发出汽轮发电机定子绕组设计的PDM系统；利用线圈压模生成技术，生成数控加工程序，实现线圈压模自动化生产a