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一种混合励磁开关磁阻电机的结构及其参数多目标优化方法技术

技术编号:41492135 阅读:17 留言:0更新日期:2024-05-30 14:37
本发明专利技术公开了一种混合励磁开关磁阻电机的结构及其参数多目标优化方法,提供一种在转子顶端两侧增加极靴,在转子齿顶中心开槽的电机结构,电机在相同质量下的转矩脉动更小,平均转矩更大;绕组励磁电流选用带直流偏置的正弦交流电,既有直流分量,又有交流分量。在基本结构参数基础上,以平均转矩和转矩脉动为优化目标对电机结构参数进行多目标优化,运用遗传算法对神经网络回归预测模型进行优化,利用预测模型取代有限元模型;再通过多起点遗传算法调用预测模型寻找最优结构参数,在空间内多起点进行搜索能够有效避免陷入局部最优解。本发明专利技术通过优化转子形状,在不增加电机质量的前提下,有效降低了电机的转矩脉动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关磁阻电机,尤其涉及一种混合励磁开关磁阻电机的结构及其参数多目标优化方法


技术介绍

1、开关磁阻电机具有结构简单、可靠性高、高转矩密度等优点,广泛应用于工业自动化、电动车辆、家用电器等多个领域。混合励磁开关磁阻电机是一种定子励磁的双凸极同步电机,在普通开关磁阻电机绕组中通以具有直流偏置的正弦交流电,绕组电流既有直流分量,又有交流分量,在稀土资源日趋枯竭的今日,这种无需使用永磁体的高性能电机系统,具有良好的应用前景。混合励磁开关磁阻电机继承了开关磁阻电机结构简单可靠的优点,但也继承了开关磁阻电机的双凸极结构以及非线性磁路的特点,造成了转矩脉动大的缺点,限制了其发展和应用。而磁阻电机驱动是一个多变量、强耦合的非线性系统,需要从电机结构和控制参数两方面协同优化,同时需要优化多个目标以保证电机的输出性能。现阶段电机优化常用设计方法是通过有限元仿真得到电机性能指标,再由样本数据建立拟合模型实现对电机性能指标的预测,然后采用预测模型结合优化算法进行参数优化。对于电机性能预测的问题,高精度的粒子群优化算法、差分进化算法和遗传算法等多目标优化算法已被提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种混合励磁开关磁阻电机的结构,其特征在于:在转子磁极齿顶左右两侧各增加一个极靴,极靴外侧与转子齿顶处于同一圆弧,极靴内侧为直线结构;在转子磁极齿顶中间去除一部分形成中间槽,去除的部分为以转子齿中线为对称轴的两条内侧线段以及外侧弧线所围成的部分。

2.根据权利要求1所述的一种混合励磁开关磁阻电机的结构,其特征在于:在转子齿顶两侧增设根部粗大端部尖细的极靴结构,在转子齿顶中间形成类似三角形槽的带槽结构。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的一种混合励磁开关磁阻电机的结构的参数多目标优化方法,其特征在于:包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种混合...

【技术特征摘要】

1.一种混合励磁开关磁阻电机的结构,其特征在于:在转子磁极齿顶左右两侧各增加一个极靴,极靴外侧与转子齿顶处于同一圆弧,极靴内侧为直线结构;在转子磁极齿顶中间去除一部分形成中间槽,去除的部分为以转子齿中线为对称轴的两条内侧线段以及外侧弧线所围成的部分。

2.根据权利要求1所述的一种混合励磁开关磁阻电机的结构,其特征在于:在转子齿顶两侧增设根部粗大端部尖细的极靴结构,在转子齿顶中间形成类似三角形槽的带槽结构。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的一种混合励磁开关磁阻电机的结构的参数多目标优化方法,其特征在于:包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种混合励磁开关磁阻电机的结构的参数多目标优化方法,其特征在于:所述步骤s1中,初始结构参数包括包括:定子极弧βs、转子极弧βr、极靴弧度δβr、极靴根部厚度h1、转子磁极中间槽弧度ε、转子磁极中间槽深度h2、轴径di、转子外径dr、定子外径ds;以电机的形状参数:定子极弧βs、转子极弧βr、极靴弧度δβr、极靴根部厚度h1、转子磁极中间槽弧度ε、转子磁极中间槽深度h2作为待优化参数。

5.根据权利要求3所述的一种混合励磁开关磁阻电机的结构的参数多目标优化方法,其特征在于:所述步骤s2中,在满足约束条件情况下,改变有限元模型当中的待优化参数,以待优化参数所对应的平均转矩tavg以及转矩脉动tr作为神经网络模型的输出,训练样本数据,得到待优化的电机模型。

6.根据权利要求3所述的一种混合励...

【专利技术属性】
技术研发人员:王青丁家鑫刘丰硕刘诚徐鑫莹林小龙朱宇萌
申请(专利权)人:南昌大学
类型:发明
国别省市:

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