【技术实现步骤摘要】
一种基于顶点法的电机拓扑优化方法
[0001]本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种电机拓扑优化的设计方法。
技术介绍
[0002]随着现代工业的不断革新与快速发展，电机作为常用的机电能量转换设备遍布在国民经济的各个领域。随着对电机性能要求的不断提高，以前的拓扑结构难以满足要求。因此，急需在拓扑结构上的创新来满足对电机日益增加的性能需求。
[0003]目前，对电机拓扑的优化主要为对一些新的拓扑结构进行参数化，再使用智能算法对其进行优化。这样的方法存在三个主要问题：首先，想要研究出新型拓扑结构，这对研究人员的要求极高，并且会耗费大量时间进行实验仿真。其次，新的拓扑结构虽然能够满足电机对性能的要求，但其结构十分复杂，很难抽象出参数来表示其拓扑结构。最后，即使能够使用一些参数表示其形状，优化的结果也受限于初始结构，难以产生新的结构形状。这意味着在优化过程中难以从局部最优解跳出，进入全局最优解。
[0004]综上，现有技术未能实现不依赖现有结构、设计出具有高性能电机的目标，本专利提出了一种使用顶点表示电机形状，通过...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于顶点法的电机拓扑优化方法，其特征在于，该方法把电机的设计区域看作是不同形状材料的组合，用材料各顶点坐标参数表示每种材料的形状，再通过优化方法优化各顶点坐标参数即顶点位置，从而优化电机的拓扑结构，达到优化电机性能的目标。2.根据权利要求1所述的基于顶点法的电机拓扑优化方法，其特征在于，所述电机拓扑优化方法具体包括如下步骤：S1、在二维坐标系中将电机的设计区域划分为m块分区域，其中第i块分区域的顶点数量设置为，，将每个顶点的横纵坐标作为参数，共有q个参数，，参数的取值范围不能超过设计区域的范围；S2、将同一分区域内的某一种材料边沿的各顶点连接成一个多边形，将该多边形作为该分区域内一种材料的形状，该分区域内剩下部分为另一种材料；根据各个分区域内材料的分布确定电机拓扑结构；S3、根据设计要求选择需要优化的目标，使用智能优化算法对顶点位置坐标参数进行优化，从而改变电机的拓扑结构，得到优化后新的顶点位置坐标；S4、根据优化后新的顶点位置坐标得到同一分区域内的某一种材料形状，确定电机拓扑，使用有限元法计算该种拓扑的电机的性能，判断性能是否满足设计要求，若满足，则设计完成；否则返回步骤S1。3.根据权利要求2所述的基于顶点法的电机拓扑优化方法，其特征在于，所述在二维坐标系中将电机的设计区域划分为m块分区域，划分方式分为均匀划分和不均匀划分，若设计区域为定子齿部区域，采取均匀划分的方式；若设计区域为转子铁芯，采用不均匀划分的方式。4.根据权利要求3所述的基于顶点法的电机拓扑优化方法，其特征在于，所述电机的m块分区域内，第i块分区域用以个点为顶点的多边形区域来表示其材料部分，若该材料占满该分区域，则该分区域仅有一种材料。5.根据权利要求4所述的基于顶点法的电机拓扑优化方法，其特征在于，所述的材料为硅钢片、永磁体或空气。6.根据权利...
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