低转矩脉动同步磁阻电机设计及多目标优化

发布时间：2021-05-05 17:23

　　随着现代电机产业的不断发展以及对无稀土永磁电机的迫切需要,同步磁阻电机（SynRM）具有效率高、结构简单、成本低廉、易于控制等特点,受到了国内外专家学者们的广泛关注。但是,SynRM存在转矩脉动大、平均转矩和功率因数均较低等性能的不足,制约了其在新能源汽车等战略新兴产业的应用。同时,电机复杂的多层磁障转子结构给电机设计优化增添了难度,而且确定性多目标优化没有将参数的不确定性纳入到多目标优化过程中。为此,论文重点开展SynRM转子结构设计、确定性多目标优化、鲁棒性多目标优化研究,旨在全面提升SynRM的性能及其鲁棒性,研究内容兼具理论创新意义和工程应用价值。论文基于3kW、4极SynRM开展低转矩脉动SynRM拓扑结构的相关研究,首先对比不同槽数和磁障层数的电机转矩性能,选用36槽、三层磁障SynRM结构,为提升电机平均转矩和功率因数取消磁障中部磁桥同时降低磁肋厚度。为进一步降低转矩脉动兼顾平均转矩和功率因数,在电机轴向上和径向上分别采用“V”型分段斜极和左右不对称磁障结构。随后利用ANSYS MAXWELL有限元软件建立电机模型分析及验证方案的有效性,最后将线性磁障端部改为扁平磁障端部... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 选题的意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 SynRM拓扑结构的研究现状
        1.3.2 SynRM优化研究现状
        1.3.3 电机鲁棒优化研究现状
    1.4 选题依据和研究内容
第二章 低转矩脉动同步磁阻电机设计
    2.1 同步磁阻电机的运行原理
    2.2 同步磁阻电机的数学模型
    2.3 低转矩脉动同步磁阻电机结构设计
    2.4 低转矩脉动同步磁阻电机结构改进
        2.4.1 提高SynRM平均转矩和功率因数的措施
        2.4.2 降低SynRM转矩脉动的措施
        2.4.3 机械性能校核
    2.5 本章小结
第三章 同步磁阻电机的序列子空间多目标优化
    3.1 同步磁阻电机转子结构
    3.2 基于田口法确定电机优化变量
    3.3 同步磁阻电机的多目标优化
        3.3.1 差分进化算法
        3.3.2 帕累托评价
        3.3.3 基于DE算法和帕累托评价的多目标优化流程
    3.4 同步磁阻电机的序列子空间多目标优化
        3.4.1 序列子空间优化法
        3.4.2 SynRM的多目标优化结果
    3.5 本章小结
第四章 同步磁阻电机多目标鲁棒优化
    4.1 同步磁阻电机不确定性对于电机性能的影响
    4.2 基于六西格玛准则和拉丁超立方抽样的鲁棒性评估
        4.2.1 基于六西格玛准则的鲁棒性评估方法
        4.2.2 拉丁超立方抽样
    4.3 电机多目标鲁棒优化方法及优化流程
        4.3.1 电机多目标鲁棒优化方法
        4.3.2 电机多目标鲁棒优化流程
    4.4 同步磁阻电机的多目标鲁棒优化
        4.4.1 重要参数子空间的Syn RM多目标鲁棒优化
        4.4.2 次要参数子空间的Syn RM多目标鲁棒优化
        4.4.3 非重要参数子空间的SynRM多目标鲁棒优化
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]同步磁阻电机分析与设计(连载之十三) 自起动同步磁阻电机的研究[J]. 沈建新,蔡顺,周桂煜,郝鹤,金孟加.  微电机. 2017(04)

硕士论文
[1]同步磁阻电机性能分析与结构优化[D]. 蔡顺.浙江大学 2017



本文编号：3170285