【技术实现步骤摘要】
一种槽口永磁型混合励磁双凸极电机的优化方法及系统
[0001]本专利技术涉及槽口永磁混合励磁电机
，具体为一种槽口永磁型混合励磁双凸极电机的优化方法
。
技术介绍
[0002]随着新能源技术的快速发展和电气领域的迫切需求，发电机作为电力系统的一个重要组成元件，其性能发挥着重要作用，所以研究和设计强性能
、
高容错和低波动的电机结构有着重要的意义
。
槽口永磁型混合励磁双凸极电机由于其优异的输出性能和可控的磁通调节能力以及一定的容错能力成为电机发展领域的一个重要方向
。
[0003]目前很多研究针对槽口永磁型混合励磁双凸极电机提出了多种拓扑结构，获得了相当优异的电机性能，但却没有考虑此类电机本体固有的限制
。
由于混合励磁定子侧电机的所有励磁源和电枢绕组和放置在定子侧，而定子槽面积有限，如果不进行合理规划，不仅会导致电机的效率低下，还有可能在实际样机中难以工作，达不到理论效果
。
所以合理分配定子槽面积，在有限槽面积的限制下对电机本体进行设计和优化以最大化电机性能就很有必要
。
[0004]电机的本体优化是一个多目标
、
非线性
、
强耦合问题，为了提高电机的综合性能，需要在一定约束下对多个目标进行同时优化
。
然而，现有的优化技术大多都是对电机的单个目标进行优化或是在多目标优化时简单将多个目标量转变成单目标函数的优化问题，这些优化手段不仅不能对优化目标实现权重控
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种槽口永磁型混合励磁双凸极电机的优化方法，其特征在于，包括：通过槽满率和绕组电流密度的限制对优化进行约束，得到优化模型方程和多目标加权的目标函数；结合
DOE
实验方法和综合灵敏度对电机优化结构参数进行降维和分层；对
RBF
数学模型运用改进的
NSGA
‑Ⅱ
算法进行优化，计算
Pareto
解输入多目标加权函数得到电机最优结构
。2.
如权利要求1所述的槽口永磁型混合励磁双凸极电机的优化方法，其特征在于：所述对优化进行约束包括槽满率和绕组电流密度的限制；根据二维理论计算的局限性，所述槽满率
K
约束条件表示为：其中，
S
A
为每个定子槽内单侧交流绕组的面积，
S
DC
为每个定子槽内所有直流励磁绕组的面积，
S
PM
为每块永磁体所占的槽面积，
S
槽
为整个定子槽的面积；根据电机运行过程中线圈状态，所述绕组电流密度
J
DC
和
J
A
的约束条件表示为：的约束条件表示为：其中，
J
DC
为励磁线圈的电流密度，
J
A
为电枢线圈中的电流密度，
I
dc
为励磁绕组电流，
N
dc
为励磁绕组匝数，
I
rms
为相绕组电流的有效值，
N
为电枢绕组的匝数；根据约束条件
S
A
得到每相电枢绕组的电阻
R
为：其中，
n
为每相的定子极数，
ρ
为电枢线圈的电阻率，
L
为电机的轴向长度，
t
s
为电机的定子宽度
。3.
如权利要求1所述的槽口永磁型混合励磁双凸极电机的优化方法，其特征在于：所述优化模型方程和多目标加权的目标函数包括提出约束和目标组成的优化模型方程，表示为：其中，
P
为输出功率，
U
ri
为输出电压脉动，
P
a
为电枢铜损，
T
ri
为输出转矩脉动；所述多目标加权的目标函数根据优化权重并结合样本库均值表示为：其中，
x
i
为参数变量，和分别为输出功率
、
电压脉动
、
电枢铜损和转矩脉动的样本平均值，
P(x
i
)、U
ri
(x
i
)、P
a
(x
i
)
和
T
ri
(x
i
)
分别为输出功率
、
电压脉动
、
电枢铜损和转矩脉动的优化值，权重系数
λ1、
λ2、
λ3和
λ4分别为各目标在优化过程中的重要性，且
λ1+
λ2+
λ3+
λ4＝
1。4.
如权利要求1所述的槽口永磁型混合励磁双凸极电机的优化方法，其特征在于：所述综合灵敏度包括计算
Pearson
相关系数表示为：其中，
x
i
为第
i
个设计参数，
y
i
为第
i
个优化目标，
N
为样本容量；通过
DOE
实验方法生成
S
行正交表，选取
S
组固定尺寸，用
S
组系数均值表示单个系数对单个优化目标的灵敏度指数
H(X
i
)
，表示为：其中，引入增加权重系数后综合灵敏度
G(X
i
)
，表示为：
G(X
i
)
＝
λ1|H1(X
i
)|+
λ2|H2(X
i
)|+
…
+
λ
k
|H
k
(X
i
)|
其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵耀，徐笠，李东东，徐波，张旭飞，骆庆伟，张伟，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：
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