开关磁阻电机的优化设计



开关磁阻电机的优化设计

介绍一种有助于开发6/4式开关磁阻电机优化结构的方法。基于磁阻网络方法和常微分方程解析解的解析建模过程，使得梯度优化程序得以应用且对优化过程有更好的控制。该模型包括效率、转矩和电机噪声的估算，以及磁非线性和控制算法，从而保持一个恒定的功率输入。采用一种双重标准的优化程序找到最优结构。将电机11个几何参数和绕组参数作为优化参数。对已有最初的以及最优的电机结构通过有限元方法来验证，同时可用于电动汽车开关磁阻驱动电机的设计，以达到最优设计时。此外，通过更好的逆变器建模，考虑定子绕组互感和发热模型以扩展模型，增加了优化结果的可信度。解析模型和梯度优化程序的优化过程与使用有限元模型直接搜索方法相比具有以下优点。

（1）在可接受的精度条件下大幅减少了计算时间，尤其在更多的优化变量和复杂的约束函数条件下。分析和测试结果表明，如果采用相同的优化程序，用有限元模型进行分析计算的时间很长，采用常用的启发式优化算法会增加更多的计算时间，而采用梯度优化程序算法则具有高收敛速度。

（2）可以解决更加复杂的优化问题。

（3）可以对优化结果进行更加详细的分析，增加结论和决策的可信度。

刊名：Archives of Electrical Engineering（英）

刊期：2014年第4期

作者：Wieslaw Jazdzynski et al

编译：王欣欣