基于代理模型的YASA AFPM电机多目标分层优化设计

1

作者 刘慧娟 刘广冬 易元元 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期59-73,共15页

为了提高YASA AFPM电机的多目标电磁优化效率,降低优化算法复杂性和三维有限元分析成本,提出一种基于代理模型的多目标分层优化策略。首先,根据灵敏度分析,结合目标偏好,将优化目标和优化变量分为两层。然后,对于第一层5维变量的优化问... 为了提高YASA AFPM电机的多目标电磁优化效率,降低优化算法复杂性和三维有限元分析成本,提出一种基于代理模型的多目标分层优化策略。首先,根据灵敏度分析,结合目标偏好,将优化目标和优化变量分为两层。然后,对于第一层5维变量的优化问题,建立一种Kriging代理模型,对模型精度进行了检验,并与人工神经网络和支持向量机代理模型进行了对比分析;对于第二层3维变量的优化问题,建立多项式响应面代理模型,研究优化变量之间的交互影响。最后,结合非支配排序遗传算法II得到最优Pareto解集,在可行解中选取转矩脉动最小的方案为最优解,实现转矩脉动降低68.9%,效率提升0.624%,成本下降2.2%,同时满足输出功率要求,验证了优化方法的有效性。 展开更多

关键词 无磁轭分段电枢轴向磁通永磁电机 多目标分层优化设计 分段偏移永磁体 Kriging代理模型 多项式响应面模型 非支配排序遗传算法Ⅱ

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基于信赖域模型管理技术的永磁同步电机多目标优化 被引量：1

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作者 毛文贵 郭杰 +2 位作者 裴世雄 李建华 王步瑶 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第1期153-160,共8页

针对永磁同步电机多目标优化过程中要反复调用耗时的仿真分析且在整个设计域构建代理模型精度低的问题,提出基于信赖域模型管理技术的永磁同步电机多目标优化算法,该算法将整个设计域划分为一系列信赖域,在信赖域上构建径向基函数代理... 针对永磁同步电机多目标优化过程中要反复调用耗时的仿真分析且在整个设计域构建代理模型精度低的问题,提出基于信赖域模型管理技术的永磁同步电机多目标优化算法,该算法将整个设计域划分为一系列信赖域,在信赖域上构建径向基函数代理模型并采用微型多目标遗传算法近似优化,降低多目标优化中代理模型的精度要求。通过代理模型与电磁仿真模型的近似程度来调节信赖域的大小,通过缩放和平移信赖域,引导各个电机目标性能逐步逼近Pareto最优前沿面,加快收敛速度。为了进一步减少有限元仿真次数,引入遗传智能布点技术,通过样本遗传策略,遗传落在下个信赖域上的样本。通过算例验证了该算法具有较强的求解永磁同步电机多目标优化问题的能力及较高的求解效率。 展开更多

关键词 信赖域模型管理技术 智能布点技术 永磁同步电机 多目标优化

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开关磁阻电机改进型简化磁链无位置传感器技术 被引量：8

3

作者 张磊 刘闯 +1 位作者 王云林 张云龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期13-19,共7页

针对简化磁链方法只能实现单相轮流导通,不利于电机出力的问题,提出一种基于特征位置磁链的改进型简化磁链开关磁阻电机位置估计方法。根据电感、转子位置、磁链三者之间的关系,以电感曲线的交点为特征位置,用实时计算得到的磁链与特征... 针对简化磁链方法只能实现单相轮流导通,不利于电机出力的问题,提出一种基于特征位置磁链的改进型简化磁链开关磁阻电机位置估计方法。根据电感、转子位置、磁链三者之间的关系,以电感曲线的交点为特征位置,用实时计算得到的磁链与特征位置磁链比较获取转子位置信号。为更进一步简化位置估计算法,提出一种五点法磁链优化模型来自动生成特征位置磁链方法,并通过理论仿真分析,对五点法磁链模型进行了优化设计,该方法省去了实测磁链和创建磁链数据表的繁琐过程。实验结果验证了该方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 无位置 五点法磁链优化模型 特征磁链 改进型简化磁链

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一种采用虚拟磁链模型预测的新型PWM算法 被引量：18

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作者 杜少通 伍小杰 +2 位作者 周娟 王福均 杨宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期688-694,共7页

针对变流器脉宽调制(pulse-width modulation,PWM),基于虚拟磁链的模型预测,提出一种新型脉宽调制算法(novel algorithm of pulse-width modulation,NPWM)。建立由正弦调制电压和变流器输出电压构成的虚拟磁链模型,以磁链误差最小为优... 针对变流器脉宽调制(pulse-width modulation,PWM),基于虚拟磁链的模型预测,提出一种新型脉宽调制算法(novel algorithm of pulse-width modulation,NPWM)。建立由正弦调制电压和变流器输出电压构成的虚拟磁链模型,以磁链误差最小为优化目标建立价值函数,采用模型预测获取最优目标电压矢量。基于单一目标预测方法,提出一种多目标预测方案,确保在磁链误差范围一定的前提下降低器件平均开关频率,依据建立的价值函数分析算法流程。仿真和实验比较两种预测算法下NPWM调制和空间矢量脉宽调制的控制效果,验证两种预测方法下NPWM算法的有效性。 展开更多

关键词 脉宽调制 模型预测 虚拟磁链 单目标优化 多目标优化

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轴向磁通永磁同步电机转矩解析模型和转矩优化 被引量：19

5

作者 左曙光 吴双龙 +2 位作者 吴旭东 沈健 林福 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期46-53,共8页

轴向磁通永磁同步电机的电磁场呈三维分布,其转矩的精确建模和优化通常需要采用三维有限元方法,但这非常耗时。提出一种转矩解析计算模型,并基于该模型对轴向磁通永磁同步电机的转矩展开优化。首先,通过磁通密度比磁导法建立了轴向磁通... 轴向磁通永磁同步电机的电磁场呈三维分布,其转矩的精确建模和优化通常需要采用三维有限元方法,但这非常耗时。提出一种转矩解析计算模型,并基于该模型对轴向磁通永磁同步电机的转矩展开优化。首先,通过磁通密度比磁导法建立了轴向磁通永磁同步电机气隙磁场解析模型。然后基于麦克斯韦张量理论推导得到电磁转矩和齿槽转矩的解析模型,并通过有限元法验证了该模型的准确性。该模型不仅指出了产生电磁转矩和齿槽转矩的判据,还明晰了转矩波动各阶成分与气隙磁通密度谐波之间的关系。最后利用该解析模型,采用径向变极弧系数法对一台单定子单转子轴向磁通永磁同步电机的转矩展开优化,结果表明径向变极弧系数法可有效削弱轴向磁通永磁同步电机的齿槽转矩和电磁转矩波动,而基于解析模型的优化则具有非常高的效率。 展开更多

关键词 轴向磁通永磁同步电机 转矩 解析模型 转矩优化

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基于模型预测控制的异步电机弱磁控制新方法 被引量：17

6

作者 郑泽东 陈宁宁 李永东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期33-40,共8页

模型预测控制是一种基于被控系统模型的新型控制算法,该算法能够预测系统的未来状态,由滚动优化求出系统的最优控制变量,具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。为克服PI参数及电机参数对电压闭环弱磁控制策略性能的影响,本文提出了一种基... 模型预测控制是一种基于被控系统模型的新型控制算法,该算法能够预测系统的未来状态,由滚动优化求出系统的最优控制变量,具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。为克服PI参数及电机参数对电压闭环弱磁控制策略性能的影响,本文提出了一种基于模型预测控制的异步电机弱磁控制新方法,详细描述了模型预测控制算法的实现过程,并通过优化使之适用于异步电机的实时控制。实验结果表明模型预测控制算法具有较快的响应速度,对电机参数具有较强的鲁棒性,在发生较大扰动时的控制性能优于传统的PI控制方法,非常适用于交流异步电机高性能弱磁控制场合。 展开更多

关键词 异步电机 弱磁 模型预测控制 滚动优化 鲁棒性

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感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率优化 被引量：9

7

作者 张兴华 孙振兴 左厚贝 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期52-55,共4页

提出了一种感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率最优控制方法。在定子磁链定向坐标系中,建立了计及铁芯损耗的感应电机数学模型。分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系,推导出了不同运行工况条件下效率最优的定子磁链幅值表... 提出了一种感应电机空间矢量直接转矩控制系统的效率最优控制方法。在定子磁链定向坐标系中,建立了计及铁芯损耗的感应电机数学模型。分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系,推导出了不同运行工况条件下效率最优的定子磁链幅值表达式,实现了感应电机直接转矩变频调速系统的效率最优控制。实验结果表明,所提优化控制策略,在保持直接转矩控制快速动态响应特性的同时,可有效提高电机轻载时的运行效率。 展开更多

关键词 感应电机 最优定子磁链 直接转矩控制 损耗 模型 效率 优化

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永磁同步电动机磁钢的多目标微粒群算法优化 被引量：15

8

作者 范坚坚 吴建华 +1 位作者 黎宪林 沈磊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期173-178,共6页

系统分析了表贴式永磁同步电动机磁钢结构参数对气隙磁密波形的影响。针对PMSM气隙磁密波形需综合具有足够大的基波幅值与足够小的正弦性畸变率的要求,利用表面相应模型对样本点需求量少的特点,建立了表面响应模型与多目标微粒群算法混... 系统分析了表贴式永磁同步电动机磁钢结构参数对气隙磁密波形的影响。针对PMSM气隙磁密波形需综合具有足够大的基波幅值与足够小的正弦性畸变率的要求,利用表面相应模型对样本点需求量少的特点,建立了表面响应模型与多目标微粒群算法混合的全局优化算法,以获得极大的气隙磁密基波幅值与极小的气隙磁密波形正弦性畸变率,对磁钢结构参数进行多目标优化。仿真与实验对比优化前后电机的气隙磁密波形和反电势波形的结果,验证了优化结果的正确性,并验证了该多目标优化算法在磁钢结构参数优化中应用的可行性。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 磁钢 气隙磁密 多目标优化 表面响应模型 微粒群优化算法

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基于改进型代理模型优化算法的磁通切换永磁直线电机优化设计 被引量：33

9

作者 张邦富 程明 +1 位作者 王飒飒 王伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1013-1021,共9页

结合有限元法和现代启发式优化算法的电机全局优化设计计算成本昂贵,开发周期长。基于代理模型的优化(SBO)算法能有效解决此类优化耗时长的问题。SBO算法采用加点准则来平衡局部开发和全局搜索,以达到优化目标全局最优的结果。该文提出... 结合有限元法和现代启发式优化算法的电机全局优化设计计算成本昂贵,开发周期长。基于代理模型的优化(SBO)算法能有效解决此类优化耗时长的问题。SBO算法采用加点准则来平衡局部开发和全局搜索,以达到优化目标全局最优的结果。该文提出一种改进型SBO算法,采用新的加点准则,充分利用计算机并行运算能力,提高收敛速度。改进型SBO算法通过测试函数的验证,并应用于优化一台磁通切换永磁直线电机。加工制造的样机验证了仿真计算和优化算法的正确性。 展开更多

关键词 代理模型 全局寻优 加点准则 并行运算 磁通切换 永磁直线电机

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异步电机低开关频率的模型预测磁链轨迹跟踪控制 被引量：9

10

作者 宋文祥 冯九一 +2 位作者 阮智勇 汪飞 阮毅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3144-3153,共10页

提出一种采用优化脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的模型预测磁链轨迹跟踪控制方法,不需要实时估计定子磁链和电压的基波分量,实现了异步电机低开关频率下的优化PWM高性能闭环控制。通过将控制问题构造为一个带边界线性约束的二... 提出一种采用优化脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的模型预测磁链轨迹跟踪控制方法,不需要实时估计定子磁链和电压的基波分量,实现了异步电机低开关频率下的优化PWM高性能闭环控制。通过将控制问题构造为一个带边界线性约束的二次目标函数型最优化问题,即二次规划(quadratic programming,QP)问题,采用有效集法实现其数值求解,将模型预测滚动优化策略结合到磁链轨迹跟踪控制器,在尽可能小地修正优化PWM开关角的同时消除跟踪磁链偏差,实现基于优化PWM的磁链轨迹跟踪控制。所提出的新型闭环控制系统在低开关频率下基于优化PWM获得较小的谐波畸变,同时通过磁链轨迹跟踪获得快速的动态响应。针对4k W小功率和1.6MW大功率的异步电机驱动系统的仿真结果表明,两组驱动系统获得的动静态性能相一致,充分验证了所提控制方案的有效性。 展开更多

关键词 低开关频率 模型预测控制 定子磁链轨迹跟踪 优化脉宽调制

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改进PSO算法结合FLANN在传感器动态建模中的应用 被引量：20

11

作者 张媛媛 徐科军 许耀华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期1-3,8,共4页

将改进的粒子群优化(PSO)算法和函数联接型神经网络(FLANN)相结合,实现传感器的动态线性建模。利用传感器的动态标定实验数据,首先训练FLANN神经网络,网络训练结束后的权值作为粒子群中某个粒子的初始值,而后利用改进的PSO算法继续寻优... 将改进的粒子群优化(PSO)算法和函数联接型神经网络(FLANN)相结合,实现传感器的动态线性建模。利用传感器的动态标定实验数据,首先训练FLANN神经网络,网络训练结束后的权值作为粒子群中某个粒子的初始值,而后利用改进的PSO算法继续寻优,得到的全局最优值即为所求的传感器动态模型的系数。实验结果表明,该方法结合了PSO和FLANN两者的优点,建模精度高。 展开更多

关键词 MAF传感器 粒子群优化算法 函数联接型神经网络 建模

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轴向磁通电机中Halbach阵列永磁体的解析优化方法 被引量：8

12

作者 程博 潘光 毛昭勇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期77-83,共7页

为了进一步增大采用软磁复合材料铁心的轴向磁通永磁电机的电磁转矩,针对其不等宽的两段式Halbach阵列永磁体进行解析优化,利用无槽2D等效模型和有槽气隙相对磁导率解析了气隙磁场和电磁性能;进而基于电磁转矩的导数和复化求积公式推导... 为了进一步增大采用软磁复合材料铁心的轴向磁通永磁电机的电磁转矩,针对其不等宽的两段式Halbach阵列永磁体进行解析优化,利用无槽2D等效模型和有槽气隙相对磁导率解析了气隙磁场和电磁性能;进而基于电磁转矩的导数和复化求积公式推导了使电磁转矩最大化的Halbach阵列最优轴向充磁系数的表达式;采用轴向磁通永磁电机的3D有限元方法分析验证了气隙磁场、反电动势、电磁转矩以及Halbach阵列最优轴向充磁系数的解析解的准确性。Halbach阵列解析优化的结果表明:当轴向充磁系数为0.82时,轴向磁通永磁电机的电磁转矩达到最大;最优轴向充磁系数取决于极对数、永磁体厚度、电机径向尺寸和气隙宽度等;当极对数为5时,最优轴向充磁系数会随着永磁体厚度的增加而减小,而电机径向尺寸的增加会导致最优轴向充磁系数的增大;气隙宽度对最优轴向充磁系数的影响较小,基本可以忽略。 展开更多

关键词 轴向磁通永磁电机 软磁复合材料 HALBACH阵列 二维等效模型 解析优化

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基于磁场解析模型与遗传算法的轴向磁通永磁电机多目标优化设计 被引量：22

13

作者 佟文明 马雪健 +1 位作者 位海洋 吴胜男 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期39-45,共7页

针对基于有限元法(FEM)的常规优化方法存在计算量大、耗时长的问题,提出一种磁场解析模型与遗传算法相结合的轴向磁通永磁电机(AFPMM)多目标优化设计方法,该方法能够在保证一定计算精度的前提下快速实现电机的优化设计。首先,将AFPMM从... 针对基于有限元法(FEM)的常规优化方法存在计算量大、耗时长的问题,提出一种磁场解析模型与遗传算法相结合的轴向磁通永磁电机(AFPMM)多目标优化设计方法,该方法能够在保证一定计算精度的前提下快速实现电机的优化设计。首先,将AFPMM从复杂的三维模型等效为二维模型,通过子域法得到了电机的磁场解析模型,利用麦克斯韦张量法求出电机的电磁转矩;然后,将解析计算结果与FEM计算结果进行对比,验证了该磁场解析模型的准确性;最后,该方法以电磁转矩平均值和电机有效成本为优化目标,将解析模型与遗传算法相结合进行全局优化,以获取具有更优电磁转矩与有效成本的设计方案。优化结果表明,优化后AFPMM的电磁转矩平均值增大了11.91%,有效成本降低了9.81%,验证了解析模型与遗传算法结合的优化方法的有效性与实用性。 展开更多

关键词 轴向磁通永磁电机 磁场解析模型 遗传算法 多目标优化设计 电磁转矩 有效成本

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新型双绕组无轴承磁通切换永磁电机的设计与分析 被引量：7

14

作者 孙宇新 吴昊洋 +2 位作者 施凯 唐敬伟 沈启康 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期1096-1104,共9页

为了克服传统的转子永磁型无轴承电机的永磁体冷却条件差、散热困难、转子机械强度低等问题,提出了一种新型无轴承磁通切换永磁电机.该电机绕组和永磁体均放在定子上,转子仅由带有凸极的铁心组成,转子结构简单,适合需要1次性转子的人工... 为了克服传统的转子永磁型无轴承电机的永磁体冷却条件差、散热困难、转子机械强度低等问题,提出了一种新型无轴承磁通切换永磁电机.该电机绕组和永磁体均放在定子上,转子仅由带有凸极的铁心组成,转子结构简单,适合需要1次性转子的人工血液泵的场合.该电机结合了无轴承永磁电机和磁通切换永磁电机的特性,具有悬浮力密度和转矩密度高、悬浮力脉动和转矩脉动低、转矩和悬浮力耦合程度低以及直接方便的悬浮力调节性能等优点.首先介绍了该电机的结构和运行原理,其次建立了电磁转矩和悬浮力的数学模型,以增大转矩密度与悬浮力密度和减小转矩脉动与悬浮力脉动为目标,对该电机的关键尺寸参数进行了优化设计.最后基于有限元法分析了该电机的空载反电动势、转矩、悬浮力以及转矩与悬浮力之间的耦合等电磁性能,验证了该电机的优点. 展开更多

关键词 无轴承永磁电机 磁通切换永磁电机 有限元分析 数学模型 优化设计

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开关磁阻电机模型参数新辨识算法 被引量：3

15

作者 程勇 林辉 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第10期105-108,112,共5页

将混沌变异粒子群(CM PSO)应用在磁链数学模型的参数辨识可以得到精确的开关磁阻电机磁链模型。针对标准PSO收敛慢、易于早熟的缺点,CM PSO通过混沌优化后粒子群分成两个子群和混沌粒子群,然后通过精英粒子的适应度方差和最优解变异算... 将混沌变异粒子群(CM PSO)应用在磁链数学模型的参数辨识可以得到精确的开关磁阻电机磁链模型。针对标准PSO收敛慢、易于早熟的缺点,CM PSO通过混沌优化后粒子群分成两个子群和混沌粒子群,然后通过精英粒子的适应度方差和最优解变异算法保证了改进算法的收敛。磁链辨识结果证实这种参数离线辨识算法收敛速度快,参数精度高的特点。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 磁链模型 混沌变异粒子群 非线性

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管道漏磁内检测装置的磁路优化设计 被引量：2

16

作者 杨理践 崔益铭 +1 位作者 高松巍 孔丽新 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第3期311-315,共5页

为了提高管道漏磁内检测装置的检测精度,针对漏磁检测装置的测量节部分,利用克希柯夫方程以及MATLAB软件对磁路进行优化设计.选择95A型霍尔传感器、Q235钢、N42型钕铁硼和铜制钢刷搭建管道漏磁内检测装置的测量节部分,并在含有线型和圆... 为了提高管道漏磁内检测装置的检测精度,针对漏磁检测装置的测量节部分,利用克希柯夫方程以及MATLAB软件对磁路进行优化设计.选择95A型霍尔传感器、Q235钢、N42型钕铁硼和铜制钢刷搭建管道漏磁内检测装置的测量节部分,并在含有线型和圆孔型标准伤的钢管内进行实验.根据采集到的漏磁信号对缺陷进行重构,实验结果表明,检测精度满足管道漏磁检测装置的设计要求,能够检测到深度是管壁厚度的10%、直径为1.5mm的圆形缺陷,验证了磁路优化设计的正确性. 展开更多

关键词 输油管道 漏磁检测 磁路优化 磁导率 克希柯夫方程 霍尔传感器 磁化曲线 磁路模型

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永磁同步电机改进型模型预测磁链控制 被引量：1

17

作者 郭颖娜 王琛琛 +2 位作者 肖海峰 宁大龙 乔社娟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第8期1410-1416,共7页

为了消除永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)代价函数中的权重系数并减少控制算法的计算量,优化传统MPTC方法,提出了一种基于广义基本电压矢量的改进型模型预测磁链控制策略。该策略依据电磁转矩、参考定子磁链幅值和转子磁链信... 为了消除永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)代价函数中的权重系数并减少控制算法的计算量,优化传统MPTC方法,提出了一种基于广义基本电压矢量的改进型模型预测磁链控制策略。该策略依据电磁转矩、参考定子磁链幅值和转子磁链信息构造参考定子磁链矢量,根据参考电压矢量位置信息进一步对广义基本电压矢量进行筛选且实现最优占空比控制,利用定子磁链矢量误差选择最优电压矢量。仿真与实验结果表明,该策略可改善PMSM的转矩脉动,验证了所提方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 模型预测磁链控制 广义基本电压矢量 权重系数 最优占空比

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聚磁式横向磁通永磁直线电机的多目标优化 被引量：21

18

作者 赵玫 于帅 +1 位作者 邹海林 张华强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期3730-3740,共11页

横向磁通永磁直线电机在磁路结构上较传统直线电机不同,该电机磁力线所在的平面垂直于其运动方向,解决了齿和槽在空间上竞争同一个平面的问题,实现了电负荷与磁负荷的解耦,可以在一定范围内通过提高磁能变化率来提高出力,在低速大推力... 横向磁通永磁直线电机在磁路结构上较传统直线电机不同,该电机磁力线所在的平面垂直于其运动方向,解决了齿和槽在空间上竞争同一个平面的问题,实现了电负荷与磁负荷的解耦,可以在一定范围内通过提高磁能变化率来提高出力,在低速大推力领域具有广阔的应用前景。首先,该文提出一种新型动子三面墙聚磁式结构的横向磁通永磁直线电机,并介绍其工作原理;其次,以推力密度、推力波动、功率因数为优化目标,对该电机的优化变量进行灵敏度分析,选取灵敏度值显著的优化变量构建基于Box-Behnken法的响应面模型;再次,采用粒子群优化算法求解该响应面模型并生成一组帕累托解集,从而得到该电机的最优结构参数;最后,基于三维有限元法对所优化电机的定位力、电磁力等电磁性能进行计算与分析,并验证基于响应面模型和粒子群算法的多目标优化设计方法的有效性。 展开更多

关键词 横向磁通 直线电机 多目标优化 响应面模型 粒子群优化

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软磁复合材料永磁电机的6σ稳健多学科设计优化方法 被引量：13

19

作者 王韶鹏 刘成成 +2 位作者 汪友华 雷刚 朱建国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期637-645,共9页

软磁复合材料作为一种新型软磁材料,因其独特的电磁特性被大量地应用于永磁电机的设计和研制中。这种材料三维各向同性,涡流损耗小,且可以直接模压成所需要的结构和形状,从而非常适合于复杂结构的电机设计,如横向磁通电机和爪极电机。... 软磁复合材料作为一种新型软磁材料,因其独特的电磁特性被大量地应用于永磁电机的设计和研制中。这种材料三维各向同性,涡流损耗小,且可以直接模压成所需要的结构和形状,从而非常适合于复杂结构的电机设计,如横向磁通电机和爪极电机。为了提高这种电机的工业应用范围,需要展开以下两方面的研究工作:一是多学科设计和优化,主要涉及电磁分析和温度场分析;二是稳健设计和优化,主要考虑的是工程制造过程中的制造误差等因素对电机性能的影响。本文将研究基于多学科设计框架下的软磁复合材料永磁电机的6σ稳健设计优化方法。研究结果显示:新提出的方法能充分地考虑电机的性能参数,如功率和材料价格,同时又能满足温度场的设计要求。相对于传统的确定性设计优化方法,该方法能显著地提升电机的性能和可靠性,为其大规模工业生产和应用打下坚实的基础。 展开更多

关键词 6σ稳健设计 多学科设计优化 软磁复合材料 横向磁通电机 KRIGING模型

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新型圆筒型错相式横向磁通永磁直线发电机结构及其漏磁分析与优化 被引量：9

20

作者 邱书恒 黄元峰 +3 位作者 艾程柳 王海峰 钱卉 朱杭钢 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期7357-7365,共9页

直线电机目前已经大量应用于工业、军事、民用及其他各种直线运动的场合,在波浪能发电装置中,直线发电机也将得到越来越广泛的应用。提出一种新型圆筒形错相式横向磁通永磁直线发电机的拓扑结构,该结构具有可由硅钢片叠压、设计更自由... 直线电机目前已经大量应用于工业、军事、民用及其他各种直线运动的场合,在波浪能发电装置中,直线发电机也将得到越来越广泛的应用。提出一种新型圆筒形错相式横向磁通永磁直线发电机的拓扑结构,该结构具有可由硅钢片叠压、设计更自由、整体性更强的优点。同时,其初级铁心单元加工方便,能够充分利用次级永磁体。阐述该电机的工作原理,推导电机的空载主磁通和空载感应电势。通过三维有限元分析计算电机电磁特性,发现了发电机漏磁较大的问题。在此基础上,引入基于元模型的遗传算法对发电机齿形、叠压系数、永磁体间距进行优化设计,实现对发电机关键参数和尺寸的合理选取。最后,给出样机电磁方案,并试制一台150W的样机。通过样机实验,验证了新型发电机拓扑结构的正确性。 展开更多

关键词 圆筒形 错相式 横向磁通 永磁直线发电机 漏磁 基于元模型的遗传算法优化

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