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反凸极永磁同步电机的优化设计与分析
1
作者 邓先明 田云帆 +2 位作者 陈晨 张宇 代金贵 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期71-79,共9页
针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参... 针对内置式永磁同步电机的永磁体退磁问题,提出一种新结构反凸极永磁同步电机。本设计利用增大永磁体夹角的方式解决磁密偏大的问题。同时分别在转子的永磁体侧和交轴侧设置弧形磁障以减小电机转子两极间漏磁,提升电机电磁性能。通过参数化分析得到对弧形磁障的相关参数对电机的电磁性能的影响,使结构优化的效果更明显。通过仿真对比得到,结构优化后电机的永磁体夹角间的磁密为1.2 T,小于优化前的1.6 T;空载反电动势基波高于优化前电机,除7次谐波外其余各次谐波均小于优化前电机;转矩脉动显著小于优化前的电机,并显现出更好的反凸极特性。最后,在实验室条件下搭建一台1.1 kW的样机进行实验,测得其交直轴电感为80.94 mH和94.16 mH,空载反电动势谐波畸变率为10.64%,验证其可行性与优越性。 展开更多
关键词 反凸极永磁同步电机 转子设计 弧形磁障 结构优化 电感特性
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永磁轮毂电机最优磁链矢量无权重价值函数模型预测转矩控制
2
作者 朱孝勇 乙峰 +3 位作者 张超 杜怿 徐磊 张丽 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期736-747,I0028,共13页
永磁轮毂电机的外转子通常与轮辋轮胎直接相联结,相比内转子永磁驱动电机,转动惯量较大,其速度响应明显滞后负载变化。因此,复杂运行工况下,永磁轮毂电机驱动系统转速不稳定,电动车辆行走路径易出现偏移。为解决轮毂驱动下电动车辆的这... 永磁轮毂电机的外转子通常与轮辋轮胎直接相联结,相比内转子永磁驱动电机,转动惯量较大,其速度响应明显滞后负载变化。因此,复杂运行工况下,永磁轮毂电机驱动系统转速不稳定,电动车辆行走路径易出现偏移。为解决轮毂驱动下电动车辆的这一固有技术难题,提出一种磁链为唯一约束条件的无权重价值函数模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)策略,可实现复杂多变动态工况下电动车辆稳定运行的工作需求。所提价值函数将转矩、定子磁链幅值约束统一为定子磁链矢量的优化,消除了权重系数的整定,提高了复杂运行工况下轮毂电机的反应速度。同时,引入有效电压矢量与零电压矢量切换瞬间的定子磁链,以此为评估依据选择最优电压矢量,可降低转矩与定子磁链脉动,从而提高轮毂电机转速控制精度。实验验证了控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 永磁轮毂电机 模型预测转矩控制 最优占空比 无权重系数 快速响应
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气隙偏心对永磁发电机绕组绝缘温度特性影响
3
作者 何玉灵 白怡凡 +4 位作者 张文 李勇 徐明星 王晓龙 唐贵基 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期944-954,共11页
绕组绝缘温度是影响永磁发电机发电效率和运行安全的重要因素,现有研究主要关注正常工况下的损耗-温升特性,对于非正常工况下铁芯-绕组的损耗-热载特性和绝缘温升规律研究亟待深入。本文以一台5kVA永磁发电机为例,对气隙偏心前后的发电... 绕组绝缘温度是影响永磁发电机发电效率和运行安全的重要因素,现有研究主要关注正常工况下的损耗-温升特性,对于非正常工况下铁芯-绕组的损耗-热载特性和绝缘温升规律研究亟待深入。本文以一台5kVA永磁发电机为例,对气隙偏心前后的发电机定子绕组绝缘温度场进行了分析。对发电机气隙偏心前后的气隙磁通密度、定子电流和损耗表达式进行了理论推导;根据传热基本原理,建立了发电机磁-热耦合三维模型,应用有限元仿真得到绕组绝缘温度场结果;通过实验对理论和仿真结果进行验证。结果表明,随着气隙偏心程度的增大,发电机各部分损耗增加,定子铁心及绕组绝缘的温度随之升高。同时基于偏心故障下的定子铁心和绕组绝缘温升特性,提出了一种新型的定子铁心通风结构改善发电机的通风散热,通过对比2种不同结构下的定子温度场,表明该结构明显降低了发电机定子铁心和绕组绝缘温度,为通风结构的设计提供了一定的参考。 展开更多
关键词 永磁发电机 气隙偏心 定子铁心 绕组绝缘 温度场 有限元法 故障诊断 结构优化
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新型调制齿结构内置式轮毂电机设计分析与转矩脉动优化
4
作者 谢颖 肖志博 +1 位作者 蔡蔚 张泽阳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期142-151,164,共11页
轮毂电机因其高功率密度和空间利用率优势成为新能源汽车驱动系统的研究热点,但其轮毂集成特性对电机运行时的转矩波动抑制提出了更高要求。本文设计了一台额定功率46 kW、峰值功率114 kW的内置式永磁同步轮毂电机。针对转矩脉动较大的... 轮毂电机因其高功率密度和空间利用率优势成为新能源汽车驱动系统的研究热点,但其轮毂集成特性对电机运行时的转矩波动抑制提出了更高要求。本文设计了一台额定功率46 kW、峰值功率114 kW的内置式永磁同步轮毂电机。针对转矩脉动较大的问题,首先分析了定转子拓扑结构对电机转矩脉动的影响并对其进行初步优化。在此基础上,基于气隙磁场调制原理提出一种新型非均匀磁场调制齿拓扑结构,结合现代粒子群算法对调制齿尺寸参数进行优化设计,进一步降低了电机的转矩脉动。通过有限元方法对电机的电磁性能进行分析,结果表明,优化后的电机不仅满足指标要求,在同激励条件下,额定转矩可由原来的161.00 N·m提升至172.11 N·m,转矩脉动由5.16%降低为1.76%,电机性能得到大幅度提升。 展开更多
关键词 永磁同步轮毂电机 田口算法 磁场调制齿 粒子群算法 转矩脉动
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双边磁场调制永磁直线电机推力特性优化设计
5
作者 缪仲翠 张磊 +2 位作者 苏乙 张慧 李燕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期146-159,共14页
针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用... 针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用3种不同Halbach磁极结构的气隙磁场谐波成分、平均推力和推力波动等电磁性能进行计算分析;其次,通过建立推力特性的解析模型和Taguchi法筛选出对推力特性影响较大的参数,利用组合近似模型(ES)结合多目标优化算法对关键参数进行优化以提高电机推力特性,获得多组Pareto最优解;最后,选取综合性能较优的解搭建仿真模型分析电机性能的改善效果和验证设计方法的实用性。结果表明:扇形Halbach交替极磁极结构永磁体利用率更高,具有实用价值;优化后的BLSMFMPMLM平均推力提升了26.82%,并其使得推力波动减小了24.66%,该研究为永磁直线电机的性能改善提供了有效方法。 展开更多
关键词 永磁直线电机 磁场调制 HALBACH阵列 交替极 推力特性 有限元 组合近似模型 多目标优化
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基于代理模型的YASA AFPM电机多目标分层优化设计
6
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xy平面闭环电流控制的双三相永磁同步电机改进多矢量模型预测控制
7
作者 徐奇伟 易良武 +2 位作者 夏波 苗轶如 蔡华祥 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4506-4521,共16页
双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)多矢量模型预测电流控制(MPCC)可以解决单矢量MPCC存在的电流和转矩谐波问题。但是传统DTP-PMSM多矢量MPCC仍然具有计算负担重、易受非理想因素影响和xy平面电流谐波大的问题。为此,该文提出一种基于xy平... 双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)多矢量模型预测电流控制(MPCC)可以解决单矢量MPCC存在的电流和转矩谐波问题。但是传统DTP-PMSM多矢量MPCC仍然具有计算负担重、易受非理想因素影响和xy平面电流谐波大的问题。为此,该文提出一种基于xy平面闭环电流控制的DTP-PMSM改进多矢量MPCC策略。首先采用广义比例积分观测器(GPIO)观测集总扰动并更新预测模型,提高αβ平面电流的控制性能。然后采用αβ平面最外层基本电压矢量合成xy平面的虚拟电压矢量,在不引入额外电压矢量的前提下,实现对xy平面电流的闭环控制,并推导得到脉冲信号的开关序列以及各矢量的作用时间。实验结果表明,所提方法不仅能够减少控制算法的计算时间,提升αβ平面电流的控制性能,还能抑制xy平面谐波电流。同时,该文所提出的xy平面闭环电流控制策略不影响αβ平面MPCC的性能。 展开更多
关键词 双三相永磁同步电机 模型预测电流控制 谐波电流抑制 多虚拟电压矢量优化
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永磁同步电机全速域无传感器复合控制策略研究
8
作者 李贵远 张静 +3 位作者 郭中阳 刘杰 刘勇 崔安迪 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期200-208,共9页
为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性... 为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性;在零、低速段,采用改进方波高频信号注入法,避免使用滤波器,无需调节滤波系数,在转速上减少0.03 s的延时,进一步提高了控制精度;在中高速段,采用超螺旋滑模观测器,通过采用积分形式消除高频噪声,减小误差以及相位延迟,但使用固定的滑模参数会使估算精度容易受到参数干扰产生误差,降低控制精度比较低,对此提出了改进的粒子群优化算法(improved particle swarm optimization,IPSO)超螺旋滑模观测器,转速误差仅有0.1 r/min;最后,通过采用改进加权切换函数,仅有0.5 s的抖动时间,高效实现2种控制策略的切换。经过仿真验证,该复合控制策略使永磁同步电机在各速度区间均具有较高的估算精度和优良的动态响应性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 神经网络PID 方波高频信号注入法 粒子群优化算法 超螺旋滑模观测器 加权切换函数
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基于SMA优化的PMSM模型预测控制 被引量：1
9
作者 吴刚琴 马家庆 +2 位作者 陈昌盛 何志琴 吴钦木 《电子测量技术》 北大核心 2025年第2期14-20,共7页
针对永磁同步电机使用传统控制动态响应慢、电流脉动大等问题,改进了一种基于黏菌优化算法的新型双幂次滑模积分速度控制器的模型预测控制算法。首先,速度环采用一种新型双幂次趋近律的滑模速度控制器,使其更加准确的控制电机的运转,并... 针对永磁同步电机使用传统控制动态响应慢、电流脉动大等问题,改进了一种基于黏菌优化算法的新型双幂次滑模积分速度控制器的模型预测控制算法。首先,速度环采用一种新型双幂次趋近律的滑模速度控制器,使其更加准确的控制电机的运转,并通过Lyapunov函数验证其稳定性。其次,利用黏菌优化算法优化dq轴PI控制器的参数,可以快速找到最优的PI参数。同时通过电流模型预测控制,使电流脉动减小。最后,从微观的角度绘制了dq轴电流与电机转速n的三维相图,进一步验证了控制器的有效性。仿真结果表明,与传统PI-MPC、SMC-MPC及NSMC方法相比,所提方法NSMC-MPC在动态响应速度、调速稳定性和抗干扰能力方面具有显著优势,能显著减小超调和电流脉动,提升动态性能及负载适应能力。 展开更多
关键词 永磁同步电机 黏菌优化算法 滑模控制 模型预测控制 趋近律
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双电源电驱动车辆开绕组永磁同步电机功率分配研究 被引量：1
10
作者 王奥运 陈光 +1 位作者 贾一帆 景国玺 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期74-87,共14页
针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永... 针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统数学模型,并推导双空间矢量脉宽调制(SVPWM)架构下的双逆变器功率分配范围边界;然后,分别针对电机效率与功率分配范围提出两种定子电流矢量优化方法,并对比其稳态性能参数;最后,针对动力电池与超级电容的功率输出特性进行分析,在整车能量管理层面提出一种基于以上构型的双电源功率分配策略。使用仿真软件分别在城市道路以及市郊工况下,对所提功率分配策略进行验证。仿真结果表明,所提功率分配策略在节能性和稳定性方面具有优势。 展开更多
关键词 双电源 开绕组永磁同步电机 矢量控制 定子电流优化 功率分配 能量管理
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基于Isight的磁悬浮永磁电机风冷流道优化设计
11
作者 郑安 周瑾 +2 位作者 金超武 徐园平 凌阳熠 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期169-175,共7页
为分析磁悬浮永磁电机风冷冷却介质的流动特性,利用Fluent软件对其进行流场分析,将入口静压的实验与仿真结果进行对比分析,误差小于5.5%,验证了仿真模型的准确性。为进一步合理分配并联风冷流道的冷却流量并降低系统入口静压,提出基于Is... 为分析磁悬浮永磁电机风冷冷却介质的流动特性,利用Fluent软件对其进行流场分析,将入口静压的实验与仿真结果进行对比分析,误差小于5.5%,验证了仿真模型的准确性。为进一步合理分配并联风冷流道的冷却流量并降低系统入口静压,提出基于Isight的磁悬浮永磁电机风冷流道优化设计方法。首先以达到理论风量分配比例和冷却入口静压最小为优化目标,进行实验设计和参数灵敏度分析;然后,基于径向基神经网络算法构建了流场仿真的近似模型;最后,采用多岛遗传算法对该近似模型进行多目标优化设计,得到了最佳的结构参数,优化后的冷却入口静压降低了25.2%,主流道和内流道的风量占比均达到了设计要求。 展开更多
关键词 磁悬浮 永磁电机 ISIGHT 风冷 优化设计
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永磁同步电机粒子群滑模观测器无位置传感器控制 被引量：1
12
作者 张静 李贵远 +1 位作者 刘杰 崔安迪 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期161-167,共7页
针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模... 针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模观测器作为无位置传感器控制的改进方法。该方法首先进行永磁同步电机数学模型的建立,然后建立超螺旋滑模观测器,最后应用改进粒子群算法。超螺旋算法采用积分形式来消除高频噪声,减小误差抖振以及相位延迟。引入改进粒子群算法对滑模观测器参数进行滑模参数寻优,通过在线调整滑模系数可以获得较高的收敛速度和稳态精度。仿真和实验结果验证了该控制策略能有效抑制系统抖振,减小相位延迟,且估计精度高,进一步说明该策略在电动汽车中有一定的可行性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 超螺旋滑模观测器 改进的粒子群优化算法 滑模参数 高频噪声
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PMSM模糊反步控制算法优化研究
13
作者 席隆兴 马家庆 +3 位作者 敖邦乾 何志琴 吴钦木 陈昌盛 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第7期39-44,共6页
针对永磁同步电机控制系统在非线性、强耦合等因素下条件运行效果差的问题,提出了一种使用牛顿-拉夫逊算法(NRBO)优化的模糊反步自适应控制(FBAC)。首先,利用反步控制理论对传统PI控制器的双环结构进行重构;然后,使用模糊控制理论设计... 针对永磁同步电机控制系统在非线性、强耦合等因素下条件运行效果差的问题,提出了一种使用牛顿-拉夫逊算法(NRBO)优化的模糊反步自适应控制(FBAC)。首先,利用反步控制理论对传统PI控制器的双环结构进行重构;然后,使用模糊控制理论设计重构系统的自适应结构参数;最后,使用NRBO对自适应结构参数量化因子进行寻优。经过仿真和实验分析表明,所提出的控制策略在空载实验时,调节时间由优化前的1.55 s缩短到1.2 s,提升了22.6%,超调量由7.1 r/min减小到4.1 r/min;带负载实验时,超调几乎为0,综合性能提升明显。 展开更多
关键词 永磁同步电机 反步自适应控制 模糊控制 牛顿-拉夫逊优化算法
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高速永磁电机的磁-热双向耦合冷却系统设计优化
14
作者 柳浩浩 赵金星 孙宇行 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期521-529,共9页
为了提升燃料电池空压机用高速永磁同步电机的功率密度和安全性,提升散热性能,设计了复合冷却系统,基于有限元和CFD软件建立了电磁-热双向耦合平台,在此基础上优化了高速永磁电机冷却系统,保证其在适宜温度工作并同时提升电机性能。优... 为了提升燃料电池空压机用高速永磁同步电机的功率密度和安全性,提升散热性能,设计了复合冷却系统,基于有限元和CFD软件建立了电磁-热双向耦合平台,在此基础上优化了高速永磁电机冷却系统,保证其在适宜温度工作并同时提升电机性能。优化后的高速永磁电机最终电流幅值为25 A,提升66.7%;电机最大功率为17 kW,提升70%;转矩最大达到1.48 Nm,提升66.3%;绕组最高温度约为381.8 K,降低52.4%;永磁体最高温度约为404.9 K,降低32.3%。 展开更多
关键词 磁-热双向耦合 高速永磁电机 复合冷却 电机性能 设计优化
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高速永磁电机转子护套优化设计及其可视化算法
15
作者 涂之艺 陈亮亮 +1 位作者 靳晓光 伍家驹 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第1期100-108,共9页
以非导磁金属护套环向应力最小化为目标,护套与永磁体之间压力为正等9个条件为约束,以护套厚度及其与永磁体之间的过盈量为决策变量,采用多维可视化算法进行优化设计,探究永磁体护套厚度及其与永磁体之间过盈量的可行域,并选取出有工程... 以非导磁金属护套环向应力最小化为目标,护套与永磁体之间压力为正等9个条件为约束,以护套厚度及其与永磁体之间的过盈量为决策变量,采用多维可视化算法进行优化设计,探究永磁体护套厚度及其与永磁体之间过盈量的可行域,并选取出有工程价值的最优域。最后,借助有限元法检验设计方案的可行性。结果表明:多维可视化优化设计能够得到较为直观的护套厚度及其与永磁体之间过盈量的最优域,可为表贴式永磁电机转子护套的优化设计提供理论支持。 展开更多
关键词 高速永磁电机 转子应力 极坐标应力分析 多维可视化算法 最优域
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车用永磁同步电机的田口法优化设计
16
作者 初晓孟 董升 +1 位作者 曾红 张志华 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期180-185,共6页
针对输出转矩及功率要求,通过场路法计算基本参数,设计了一种车用永磁电机(PMSM)。首先利用Maxwell有限元,分析了气隙长度、永磁体厚度、定子槽口宽度、永磁体夹角对电机输出特性的影响,总结出相关规律并选取影响因素较大的参数作为田... 针对输出转矩及功率要求,通过场路法计算基本参数,设计了一种车用永磁电机(PMSM)。首先利用Maxwell有限元,分析了气隙长度、永磁体厚度、定子槽口宽度、永磁体夹角对电机输出特性的影响,总结出相关规律并选取影响因素较大的参数作为田口法优化的优化因子。在保证电机输出性能的前提下,以电机齿槽转矩、输出转矩及转矩脉动为优化目标,对8级72槽电动机进行田口法优化设计,建立正交实验,并对实验数据进行处理,以提高电机的综合转矩性能。最终选定各优化参数取值,通过对优化前后电机对比分析,验证了设计的合理性。通过物理样机验证有限元分析的准确性,经实验验证与仿真结果的误差在5%以内,输出转矩提高约5%、齿槽转矩降低约25%、转矩脉动降低1.7%,为电机的设计提供了参考。 展开更多
关键词 永磁同步电机 有限元分析 田口法优化 齿槽转矩 电机转矩
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基于DBO-BP的永磁同步电机损耗预测模型
17
作者 李良辉 李乐 +1 位作者 王茜 张喜明 《现代制造工程》 北大核心 2025年第2期130-137,共8页
针对有限元法计算永磁同步电机损耗的实时性问题,提出了一种采用蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer,DBO)算法优化BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型。以一台额定功率为40 kW的车用永磁同步电机为研究对象,首先,在有限元分析软件Maxwel... 针对有限元法计算永磁同步电机损耗的实时性问题,提出了一种采用蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer,DBO)算法优化BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型。以一台额定功率为40 kW的车用永磁同步电机为研究对象,首先,在有限元分析软件Maxwell中建立了电机的电磁场损耗求解模型;其次,通过最佳空间填充试验设计方法,选取了600组控制参数组合(电枢电流、内功率因数角和转速)进行电机损耗求解,得到训练神经网络所需的数据集;最后,利用DBO算法对BP神经网络进行优化,构建了基于DBO-BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型,并与传统的BP神经网络、遗传算法优化的BP神经网络模型的预测效果进行对比。结果表明,DBO-BP神经网络预测模型在预测精度上优于其他2种神经网络模型,预测误差控制在5.86%以内,且计算速度是有限元模型的1267倍,能有效替代耗时较多的有限元模型,提高了损耗预测的实时性和准确性,为电机损耗预测提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 永磁同步电机 损耗预测 有限元分析 蜣螂优化算法 神经网络
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基于多物理场的磁悬浮轴承系统自适应多目标优化设计
18
作者 徐煜昊 王晓远 +2 位作者 刘铭鑫 李娜 尉恬 《电工技术学报》 北大核心 2025年第4期1009-1022,共14页
随着磁悬浮轴承(AMB)在工业各领域的应用,其受到的关注与日俱增,而随着工业各领域技术的不断进步,对AMB的设计和优化也提出了更高的需求。该文提出一种基于多物理场的AMBs系统自适应多目标优化(MOO)方法,通过自适应MOO方法与多物理场分... 随着磁悬浮轴承(AMB)在工业各领域的应用,其受到的关注与日俱增,而随着工业各领域技术的不断进步,对AMB的设计和优化也提出了更高的需求。该文提出一种基于多物理场的AMBs系统自适应多目标优化(MOO)方法,通过自适应MOO方法与多物理场分析方法相结合,解决两者分别存在的参数合理性和迭代收敛性问题。通过仿真与传统多目标优化方法对比证明了该方法的可行性。最后根据优化后的AMBs参数,搭建200kW,30000r/min高速永磁同步电机(HPMSM)驱动下的AMBs系统验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 磁悬浮轴承 多目标优化 高速永磁同步电机 遗传算法
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长开距真空断路器永磁电机操动机构的仿真设计与优化
19
作者 丁璨 李进其 +1 位作者 丁奕灵 王周琳 《高压电器》 北大核心 2025年第3期19-26,共8页
永磁电机操动机构具有控制简单灵活的优点,同时也有分合闸时间较长、容易振动产生噪声等缺点,因此需要对电机进行优化设计。通常对电机参数优化需要进行大量的有限元仿真计算,耗费大量的时间和计算机资源。针对以上问题,为了降低断路器... 永磁电机操动机构具有控制简单灵活的优点,同时也有分合闸时间较长、容易振动产生噪声等缺点,因此需要对电机进行优化设计。通常对电机参数优化需要进行大量的有限元仿真计算,耗费大量的时间和计算机资源。针对以上问题,为了降低断路器的分合闸时间和减小电机的振动,同时可以快速对电机进行优化设计,文中首先建立了永磁电机的仿真模型,基于中心复合实验的方法积累样本,然后以极弧系数、永磁体厚度、定子槽口宽度、气隙长度为输入参数,分合闸时间和齿槽转矩作为输出参数训练BP神经网络模型,使该神经网络能够对分合闸时间以及转矩进行较好的预测;最后将BP神经网络与遗传算法相结合,通过NSGA-Ⅱ算法对驱动电机的结构参数进行多目标优化设计。电机优化后的分合闸时间降低了12.94 ms,齿槽转矩减小了59.2%,较为明显的提高了电机操动机构的性能。 展开更多
关键词 永磁电机 操动机构 BP神经网络 多目标优化
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基于改进粒子群算法和RMxprt的永磁滚筒多目标优化设计
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作者 冯立杰 付帅帅 张虎翼 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期1936-1943,共8页
针对基于专家经验对永磁滚筒优化设计时,寻优效率比较低的问题,构建了一种基于改进粒子群优化算法和RMxprt联合仿真的永磁滚筒多目标优化设计方法。首先,提出了一种改进粒子群优化算法,提高了寻优收敛速度;其次,在永磁滚筒结构参数与性... 针对基于专家经验对永磁滚筒优化设计时,寻优效率比较低的问题,构建了一种基于改进粒子群优化算法和RMxprt联合仿真的永磁滚筒多目标优化设计方法。首先,提出了一种改进粒子群优化算法,提高了寻优收敛速度;其次,在永磁滚筒结构参数与性能参数关系分析的基础上明确了面向改进粒子群优化算法的变量参数、约束参数和优化参数;最后,通过MATLAB编写改进粒子群优化算法程序,利用改进粒子群优化算法程序实现RMxprt输入参数与输出参数的闭环迭代与比较寻优,提高了永磁滚筒优化设计的效率和优化效果。 展开更多
关键词 永磁滚筒 改进粒子群优化算法 多目标优化设计 联合仿真
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