一种基于电机多转速转矩工况的优化方法技术

本发明专利技术涉及电机优化设计技术领域，具体公开了一种基于电机多转速转矩工况的优化方法。本发明专利技术通过根据有限元优化求解原则，创建参数化驱动模型；获取优化目标的要求信息，根据所述要求信息，定义变量以及变量的变化范围；进行变量求解，获取目标解集；根据所述目标解集，对求解数据进行整合，生成数据整合结果；根据所述数据整合结果，确定优化方案。能够在流程上减少了传统的优化设计的迭代的步骤，可以直接以性能目标为输出项进行直接的算法优化，有效减少的人工干预的过程，降低了工程师的应用门槛。门槛。门槛。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电机多转速转矩工况的优化方法


[0001]本专利技术属于电机优化设计
，尤其涉及一种基于电机多转速转矩工况的优化方法。

技术介绍

[0002]现有电机设计方法需要多次调整和迭代，对于单转速转矩运行的电机设计优化而言目标比较单一，一般经过2
‑
3轮的调整即可以达到优化的目标。
[0003]而对于新能源车用驱动电机、机器人电机、工业变频传动电机等需要在多个转速及转矩工况下运行的场景而言，其设计的复杂程度较高。现有的设计方法通常不满足设计的需求，主要的问题在于：一方面，多工况运行的电机而言往往电机设计的目标都是随着运行工况的不同会有明显的不同；另一方面，不同的工况之间的优化往往存在矛盾点，而目前的设计流程还无法来评估方案的加权优越性，只能进一步的计算才能够进行精准的评估；最后，由于电机优化设计涉及的工况较多且每个工况输出的特性也比较复杂，对于整个流程来讲，需要仿真及优化的事项比较多，需要人工干预且消耗的时间较长。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种基于电机多转速转矩工况的优化方法，旨在解决
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]一种基于电机多转速转矩工况的优化方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0007]根据有限元优化求解原则，创建参数化驱动模型；
[0008]获取优化目标的要求信息，根据所述要求信息，定义变量以及变量的变化范围；
[0009]进行变量求解，获取目标解集；
[0010]根据所述目标解集，对求解数据进行整合，生成数据整合结果；
[0011]根据所述数据整合结果，确定优化方案。
[0012]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述变量包括核心尺寸气隙宽度、定子内外径、磁钢的型式以及零部件的材料。
[0013]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述进行变量求解，获取目标解集具体包括以下步骤：
[0014]将电机工况分为低速大扭矩工况、额定工况和高速工况三类；
[0015]在低速大扭矩工况、额定工况和高速工况时，分别进行性能的加权计算，得到多个加权求解集；
[0016]根据多个所述加权求解集，获取最终的目标解集。
[0017]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述在低速大扭矩工况、额定工况和高速工况时，分别进行性能的加权计算，得到多个加权求解集具体包括以下步骤：
[0018]在低速大扭矩工况时，进行性能的加权，得到第一加权求解集：X1＝K1
×
Ti*+K2
×
Imax*+K3
×
t*，其中：Ti*为电机的转矩系数；Imax*为电流值；t*为绝热温升的时间；K1、K2、K3为加权的系数；
[0019]在额定工况时，进行性能的加权，得到第二加权求解集：X2＝O1
×
ηs*+O2
×
cosφ*+O3
×
pcu*，其中：ηs*为电机的运行效率；cosφ*为电机的功率因素；pcu*为电机的铜耗；O1、O2、O3为加权的系数；
[0020]在高速工况时，进行性能的加权，得到第三加权求解集：X3＝R1
×
ηs*+R2
×
Pout*+R3
×
pcu*，其中：ηs*为电机的运行效率；Pout*为电机的输出功率；pcu*为电机的铜耗；R1、R 2、R 3为加权的系数。
[0021]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述根据多个所述加权求解集，获取最终的目标解集的公式为：
[0022]Z＝X1*+X2*+X3*。
[0023]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述进行变量求解，获取目标解集具体包括以下步骤：
[0024]根据电机性能的输入条件进行现有结构电机的快速计算，得到map计算结果；
[0025]根据所述map计算结果，利用插值法找出电机性能要求的工况点数据；
[0026]按照所述工况点数据进行性能比较，设置优化目标；
[0027]根据所述优化目标进行变量求解，获取目标解集。
[0028]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述根据所述map计算结果，利用插值法找出电机性能要求的工况点数据具体包括以下步骤：
[0029]以电流源作为激励，扫描所述map计算结果，生成详细的map图；
[0030]利用插值法，从所述map图中找出对应的目标结果；
[0031]根据所述目标结果，确定电机性能要求的工况点数据。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]本专利技术实施例通过根据有限元优化求解原则，创建参数化驱动模型；获取优化目标的要求信息，根据所述要求信息，定义变量以及变量的变化范围；进行变量求解，获取目标解集；根据所述目标解集，对求解数据进行整合，生成数据整合结果；根据所述数据整合结果，确定优化方案。能够在流程上减少了传统的优化设计的迭代的步骤，可以直接以性能目标为输出项进行直接的算法优化，有效减少的人工干预的过程，降低了工程师的应用门槛。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。
[0035]图1示出了本专利技术实施例提供的传统电机的设计流程图。
[0036]图2示出了本专利技术实施例提供的传统多工况多目标电机的设计流程图。
[0037]图3示出了本专利技术实施例提供的方法的流程图。
[0038]图4示出了本专利技术实施例提供的方法中进行变量求解的流程图。
[0039]图5示出了本专利技术实施例提供的方法中得到多个加权求解集的流程图。
[0040]图6示出了本专利技术实施例提供的方法中进行变量求解的又一流程图。
[0041]图7示出了本专利技术实施例提供的方法中map计算结果处理的流程图。
具体实施方式
[0042]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0043]可以理解的是，图1示出了本专利技术实施例提供的传统电机的设计流程图，现有电机设计方法需要多次调整和迭代，对于单转速转矩运行的电机设计优化而言目标比较单一，一般经过2
‑
3轮的调整即可以达到优化的目标。
[0044]可以理解的是，图2示出了本专利技术实施例提供的传统多工况多目标电机的设计流程图，对于新能源车用驱动电机、机器人电机、工业变频传动电机等需要在多个转速及转矩工况下运行的场景而言，其设计的复杂程度较高。现有的设计方法通常不满足设计的需求，主要的问题在于：一方面，多工况运行的电机而言往往电机设计的目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电机多转速转矩工况的优化方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：根据有限元优化求解原则，创建参数化驱动模型；获取优化目标的要求信息，根据所述要求信息，定义变量以及变量的变化范围；进行变量求解，获取目标解集；根据所述目标解集，对求解数据进行整合，生成数据整合结果；根据所述数据整合结果，确定优化方案。2.根据权利要求1所述的基于电机多转速转矩工况的优化方法，其特征在于，所述变量包括核心尺寸气隙宽度、定子内外径、磁钢的型式以及零部件的材料。3.根据权利要求1所述的基于电机多转速转矩工况的优化方法，其特征在于，所述进行变量求解，获取目标解集具体包括以下步骤：将电机工况分为低速大扭矩工况、额定工况和高速工况三类；在低速大扭矩工况、额定工况和高速工况时，分别进行性能的加权计算，得到多个加权求解集；根据多个所述加权求解集，获取最终的目标解集。4.根据权利要求3所述的基于电机多转速转矩工况的优化方法，其特征在于，所述在低速大扭矩工况、额定工况和高速工况时，分别进行性能的加权计算，得到多个加权求解集具体包括以下步骤：在低速大扭矩工况时，进行性能的加权，得到第一加权求解集：X1＝K1
×
Ti*+K2
×
Imax*+K3
×
t*，其中：Ti*为电机的转矩系数；Imax*为电流值；t*为绝热温升的时间；K1、K2、K3为加权的系数；在额定工况时，进行性能的加权，得到第二加权求解集：X2＝O1
×
ηs*+O2

【专利技术属性】
技术研发人员：洪涛，吴兴国，郭鑫，
申请(专利权)人：杭州伏特动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：