一种磁悬浮平面电机多目标优化方法

发布时间：2022-01-26 23:36

　　在磁悬浮平面电机的设计过程中,为了实现更大的电机推力系数以及更小的电机功耗及成本,需要对电机的相关尺寸参数进行优化。在多目标优化方法的基础上提出了一种针对磁悬浮平面电机尺寸的优化方法。为了实现优化结果的精确性以及优化过程的高效性,采用高精度磁力数值模型对电机所产生磁力进行计算。该数值模型基于磁荷节点法,运用高斯积分求解磁力。在此基础上,智能优化粒子群算法被用来搜索最优的磁悬浮电机尺寸参数。通过有限元仿真软件COMSOL■和边界元软件Radia^TM对该优化方法及已有的磁悬浮电机优化方法进行仿真分析,验证了该优化算法的准确性和有效性。此外,通过将仿真结果与实测结果进行对比,进一步说明了该优化算法的可靠性和可行性。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

方形磁铁中磁荷节点和线圈的区域划分

正如前文提到的,在对磁悬浮电机的磁力求解时采用了叠加原理,电机中的每个线圈都相对独立,不相互影响。因此,对于磁悬浮电机的优化可以简化为针对一个线圈和永磁体阵列的优化。图2所示为常规的二维Halbach永磁体阵列和两种常见的线圈类型。线圈长lc是从线圈A的一个短边中点到另一个短边中点的长度,而新定义的线圈长度lc是长边的直线部分,其余主要尺寸参数如图2所示。图2中的长方形线圈和方形线圈可以被用于不同拓扑结构的磁悬浮电机。根据文献[17],为了方便计算,长方形线圈A相对于磁场阵列或线圈B旋转π/4,所以,一个新的磁极τn可以通过式(6)计算。

V i j =[v i1 j ,v i2 j ,v i3 j ]l∈(1,Np),j∈(1,Ng) (16)一开始,所有粒子的初始位置和速度都是根据hc、hm和Rout的范围随机产生的。然后根据目标函数计算各颗粒的适应度。第l组第j个粒子遇到的最佳粒子位置,由其当前位置确定:

【参考文献】：
期刊论文
[1]不等齿宽消弱永磁驱动器齿槽转矩的研究[J]. 石松宁,王大志,张瑞红,高艳东.  仪器仪表学报. 2018(06)
[2]混合励磁开关磁阻电机转矩特性多目标优化[J]. 刘勇智,鄯成龙,林博闻.  电子测量与仪器学报. 2018(05)
[3]磁悬浮平面电机的建模与仿真[J]. 李杨,刘杨,浑陆,饶裕.  自动化技术与应用. 2017(10)
[4]动圈式永磁平面电机平稳起浮与下降无位置传感器控制策略[J]. 陆华才,阮光正.  电子测量与仪器学报. 2017(09)
[5]基于CKCPSVR的改进型永磁调速器的性能预测及优化[J]. 王大志,李召,蒋明华,时统宇.  仪器仪表学报. 2016(04)
[6]电涡流传感器检测磁悬浮转子轴向位移的方法[J]. 李红伟,刘淑琴,于文涛,范友鹏.  仪器仪表学报. 2011(07)
[7]Halbach型磁悬浮平面电动机电流控制方法[J]. 周赣,黄学良,蒋浩,张前.  电工技术学报. 2010(05)
[8]磁悬浮平面电机的解耦控制策略[J]. 周赣,黄学良,柏瑞,傅萌,张前.  中国电机工程学报. 2009(12)



本文编号：3611329