开关磁阻电动机几何尺寸敏感性分析及优化研究

开关磁阻电动机内部磁场的强非线性和高饱和性给设计造成了极大困难,单纯应用传统设计方法难以得到最优的性能。首先利用传统方法得到了SRM初始设计方案,并对其性能进行了核算。然后通过敏感性分析,揭示了各主要几何尺寸对电机性能的影响模式。在此基础之上,针对一定的约束,以效率为主要优化目标,得到了相对较优的设计方案。该研究对SRM设计及性能优化具有一定的参考价值。     

新型永磁型双功率流电机优化设计与动态建模仿真

设计了一种应用于混合动力汽车的新型永磁型双功率流电机。对该电机进行结构尺寸优化,并通过多物理场联合仿真进行控制策略研究。通过计算得到电机初始结构尺寸,利用有限元软件对永磁型双功率流电机参数化建模,并针对该电机主要结构尺寸采用遗传算法全局优化方法进行优化仿真分析,确定最优结构尺寸,比较优化前后的电机性能。利用有限元分析和Simplorer软件构建滞环控制电流跟踪型控制系统及电压空间矢量控制系统,进行场路联合仿真。仿真分析结果验证了电机设计及优化方法的正确性及其控制策略的合理性。     

新型磁通切换电机优化设计与动态建模仿真

设计一种12槽/22极的新型磁通切换电机,针对此电机进行结构尺寸优化,并通过多物理场联合仿真进行控制策略研究。通过计算得到电机初步结构尺寸,在初始结构尺寸的基础上利用有限元软件对此新型磁通切换电机参数化建模,并针对该电机主要结构尺寸采用单参数独立优化及遗传算法全局优化两种优化方法进行优化仿真分析,确定最优结构尺寸,比较优化前后电机性能。利用有限元软件和simplorer构建滞环控制电流跟踪型控制系统,进行场路联合仿真。仿真分析结果验证了此电机设计及优化方法的正确性及其控制策略的合理性。     

开关磁阻电机多目标协同优化设计

针对开关磁阻电机存在多变量、强耦合、高非线性等特点以及传统方法较难快速而准确地获得其最优设计方案的问题,引入了多目标协同优化设计方法。对协同优化算法进行了改进,提出了新型动态松弛因子法以及最优保留策略,在保证算法收敛性的同时,提高了其收敛速度及精度。以效率及转矩脉动为目标,利用改进型协同优化算法对开关磁阻电机的初始设计方案进行了优化,得到了关键几何尺寸和控制参数的全局最优取值。针对优化方案功率密度和热负荷较高的问题,设计了一个定、转子双水冷系统,并通过集中参数热网络模型证明了电机主要部位温度在工程允许范围之内。分析结果表明,改进型协同优化算法的引入达到了提升电机效率并降低其转矩脉动的目的。     

电动车用开关磁阻电机设计与优化方法

根据电动车的性能要求,提出了一种电动车用开关磁阻电机(SRM)设计、优化方法。首先对电机进行了预设计,随后用Ansoft软件校验了电机性能。对电机主要结构参数进行了分析和优化,得到最优结果。     

基于果蝇算法的开关磁阻电机多目标优化研究

针对采用传统算法对开关磁阻电机(SRM)本体进行多目标优化时存在算法复杂、调节参数多、计算量大且易陷入局部最优解等问题,提出一种基于果蝇算法(FOA)的SRM本体多目标优化设计方法。利用极限学习机算法建立SRM非参数模型,采用FOA算法对其进行优化,实现了SRM定转子极弧的全局最优设计,最后对该优化算法的效果进行了仿真验证,同时与传统粒子群优化算法(PSO)进行了对比分析,结果表明,FOA算法不仅获得了较PSO算法更好的转矩波动系数和效率指标,而且具有参数设置少、收敛速度快且不易陷入局部最优解等特点,具有较好的应用价值。     

基于粒子群算法的SR电机本体多目标优化设计

针对以往SR电机多变量、多约束条件、多目标的设计寻优过程中容易陷入局部最优,并且电磁场有限元分析计算耗时长的缺点,本文提出一种能快速收敛实现多目标全局优化的电机设计方法。利用广义回归神经网络对目标函数进行非线性建模,通过模糊自适应粒子群算法找寻帕雷托最优解,实现了SR电机定转子磁极极弧的全局优化设计。研究结果表明:在电机主要尺寸不变的条件下,显著地降低了样机的转矩脉动,提高了平均输出转矩。     

基于改进布谷鸟算法轴向磁场磁通切换永磁电机优化设计

轴向磁场磁通切换永磁电动机是一种基于磁通切换原理的定子型永磁电机。它具有轴向尺寸短、转矩密度大、效率高等优点。为了减小涡流损耗与空载反电动势总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD),本文基于改进布谷鸟算法多目标优化设计AFFSPM电机。首先基于功率方程初始设计电机,接着通过改进后的布谷鸟算法对电机涡流损耗与空载反电动势THD进行优化。最后建立优化前后的电机三维有限元分析模型,对比分析优化前后电机的性能,结果证明该优化方法的有效性与正确性。本文提出的改进布谷鸟算法不仅能够快速实现全局寻优,而且可根据决策者偏好筛选最优解,求解精度和效率高。     

在电机优化设计中求全局最优解的研究

提出了一种有效的电机优化设计方法──联合寻化法，使得寻化结果不依赖于初始点的选择，可迅速获得全局最优解。用此法对异步电动机进行优化设计，收到了显著效果。     

多/全电飞机用高速开关磁阻起动/发电机优化控制(英文)

介绍了开关磁阻起动/发电(SRS/G)系统的应用背景,对系统的性能要求进行了描述,并给出了一台30kW开关磁阻电机(SRM)的定、转子叠片结构及尺寸。基于以上工作,对SRM的优化控制方法进行了研究:在起动阶段,SRM运行在电动状态,以平均转矩最大化作为优化目标,对包括解析、数值及浮角在内的三种优化控制方法进行了深入的研究,并对它们的优化结果进行了详细的比较及分析;在发电阶段,SRM运行在发电状态,以特定输出功率下的系统效率最大化作为优化目标,得到了使主功率损耗最小的优化励磁角。     

基于分段式TSF的开关磁阻电机转矩脉动抑制技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动,采用传统型转矩分配函数(Torque Sharing Function,TSF)时,电流峰值过高,铜耗过大,导致电机效率低,转矩脉动抑制效果不理想。针对这一问题,本文提出了新型分段式TSF,并以转矩脉动系数和电流变化率作为优化目标,利用遗传算法的全局寻优能力,对所提出的新型TSF中的变量参数进行优化,得到最优的TSF曲线及表达式,从而降低转矩脉动。仿真结果表明,本文所提出的新型TSF能够有效降低转矩脉动,同时降低电流峰值,减小铜耗,提高效率。     

钕铁硼永磁同步电动机优化设计

利用ＳＵＭＴ法结合改进的Ｈｏｏｋｅ－Ｊｅｅｖｅｓ法对钕铁硼永磁同步电动机进行优化设计，并以４ｋＷ、４极钕铁硼永磁同步电动机为例，对其进行优化设计．在满足电机各项性能指标的前提下，得到电机的最佳配合尺寸，降低了电机磁钢用量，从而降低了电机的生产成本，获得了明显经济效益．由优化结果及对优化方法的评估，说明本文采用的优化方法是一种适合于ＮｄＦｅＢ永磁同步电动机的、切实可行的电机优化方法．运用此法进行优化设计，能较快地得到电机最优化方案．     

深槽式凸极转子无刷双馈电机的电磁设计

对传统的普通凸极转子进行优化设计,研究了凸极长度和宽度对转子耦合能力的影响,确定最优尺寸方案。为了提高电机性能,对优化后的普通凸极转子进行结构改进,增加深槽,得到了深槽式凸极转子无刷双馈电机,并对新增深槽的宽度和深度对转子耦合能力的影响进行了分析,确定深槽最优尺寸,短路导电条被嵌入到深槽中,谐波磁通流通轨迹得到更好的限定,转子的磁耦合作用得到进一步提升。利用Ansoft有限元分析软件计算得到了磁力线分布和气隙的各次谐波磁通百分比,研究比较了优化前与优化后的转子磁耦合作用。     

永磁直流电动机初始设计方案的事例模糊设计法

目前,现有电机设计专家系统尚不具备根据现有设计方案自动确定初始方案的能力。为解决这一问题,提出了一种新,适用于电机设计专家系统（EMDES）的初始设计方案确定方法－事例模糊设计法,并将其用于永磁直流电动机设计专家系统（PMDCMDES）初始设计方案的确定。该方法基于模糊数学理论,对已有电机设计方案进行模糊综合评价,从中选取电机的部分零部件作为设计基础,然后根据电机的性能要求及几何尺寸要求,确定一初始设计方案,该方法克服了现有EMDES中初始方案确定的不足,使初始方案的确定更系统、完善、科学、客观。     

三相异步电机的微机自动设计程序

本文提出三相异步电机自动设计概念“只要向计算机输入待设计电机的技术要求计算机就能自动计算并打印出符合技术要求的最优方案。”并提出了自动设计的具体途径:首先按电机基本种类建立“基础电机数据库”,然后按要求选定基础电机,再由基础电视经几何变换得初始方案,接着经优化求得最优方案,最后介绍了一个已投入实际应用的自动设计程序。     

模块化永磁直线同步电机考虑制造公差的推力鲁棒性优化

模块化永磁直线同步电机（MPMLSM）具有效率与推力密度高、可靠性和可加工性好等优点,非常适用于长行程运输系统;缺点是批量生产中性能易受到加工公差的影响。针对这一问题,该文提出了一种考虑制造公差的综合多目标鲁棒优化设计方法。首先,基于六西格玛设计方法建立了鲁棒优化模型;其次,采用拉丁超立方采样方法在尺寸公差范围内根据正态分布规律进行抽样,模拟大规模生产时电机尺寸受公差影响可能会出现的各种变化;再次,在尺寸优化范围内均匀抽样构成足够的训练样本,由有限元软件仿真这些抽样方案的推力性能,并基于反向传播神经网络建立电机设计代理模型;然后,应用该代理模型对拉丁超立方采样得到的样本进行电机性能的计算,求解样本整体对应的各优化目标的均值与方差,进而计算多目标优化的适应度;最后,采用非支配排序遗传算法Ⅱ进行全局优化,得到鲁棒优化方案,与不考虑公差的确定性优化方案相比,验证了该方法的有效性。鲁棒优化方案虽然略微增加了电机体积和推力波动,但是其失效概率低,受公差影响小,更加符合产品批量生产过程中的质量要求。     

抑制开关磁阻电机振动的结构设计研究

开关磁阻电机(SRM)应用于众多领域,但是本身的结构使其比其他传统电机有更大的振动和噪声,因此抑制SRM振动仍是研究的热门领域。为了抑制电机的振动,设计了一种新型的电机结构,即在转子两侧开孔,并在此基础上对定子齿顶开槽。以一台7.5 kW、1 500 r/min、12/8极SRM为例,通过有限元分析仿真,对新型电机结构进行参数化计算,并得到最优结构。在保证平均转矩基本保持不变的情况下,减小了转矩脉动以及径向力。与原始电机相比,转矩脉动系数下降了16.01%,径向力峰值下降了19.96%。因此,证明了该方法对SRM振动抑制有较好的效果,对后续SRM设计及控制具有一定的借鉴意义。     

8/6极开关磁阻电动机功率电路的设计和保护

开关磁阻电机(SRM)以其良好的性能得到广泛地应用。其中功率电路是开关磁阻电机调速系统中的重要组成部分。该文针对给定的8/6极SR电机,通过对几种常用功率变换器的结构进行分析,设计了一种优化的结构。文中给出了功率电路及保护电路的具体方案。实践证明,采用该功率电路电机能可靠稳定地运行。     

电力系统无功优化规划的进化策略法

无功优化规划是一个复杂的混合优化问题,传统方法较难获得全局最优解。文中提出了求解电力系统无功优化规划的进化策略方法。该方法通过对不同类型的变量采用不同的变异函数,使得进化策略方法可以解决组合优化问题,对优化问题无可导性要求,对初始点无特殊要求,获得全局最优解的概率大。以IEEE-9节点系统为例进行无功优化规划计算,结果表明此算法是可行的。     

断路器操动机构用直线感应电机的优化设计

为了得到更大的起动推力,满足高压断路器开断性能和机械性能的要求,对操动机构用圆筒型直线感应电机进行优化设计,将粒子群优化算法引进到圆筒型直线感应电机的优化设计之中。并针对此电机优化的具体特点,提出将邻域拓扑粒子群优化算法用于圆筒型直线感应电机的全局优化,解决了粒子群优化算法中含有局部最优解的复杂优化问题,增强了粒子的寻优能力。两种算法的研究结果表明,与原始方案相比起动推力提高,起动电流大幅度降低,领域拓扑粒子群优化算法优化效果显著。电机的结构尺寸整体缩小,降低了电机的质量,节约了材料,证明了领域拓扑粒子群优化算法的优越性,提高和完善了圆筒型直线感应电机操动机构的实用性。