永磁同步磁阻电机参数化设计方法及转矩优化研究.pdf

《永磁同步磁阻电机参数化设计方法及转矩优化研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文永磁同步磁阻电机参数化设计方法及转矩优化研究RESEARCHONPARAMETRICMODELANDTORQUEOPTIMIZATIONOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSRELUCTANCEMOTOR胡慧莹哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM351学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文永磁同步磁阻电机参数化设计方法及转矩优化研究硕士研究生：胡慧莹导师：柴凤教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:TM351U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPARAMETRICMODELOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSRELUCTANCEMOTORANDTORQUEOPTIMIZATIONCandidate：HuHuiyingSupervisor：Prof.ChaiFengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringA

3、ffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要永磁同步磁阻电机具有高转矩密度、较大的凸极比及宽调速范围等优点，近几年来在电动车领域得到广泛应用。本文针对永磁同步磁阻电机等效磁网络与解析模型、参数化建模与联合仿真平台搭建、转子结构设计和电机性能多目标优化等问题展开研究，为电机性能的提升提供指导，主要研究内容有

4、以下几个方面：首先，通过对永磁同步磁阻电机的工作原理分析，给出以等效磁网络模型为基础的电机解析模型，并使用数学模型分别计算电枢绕组和永磁体产生的气隙磁密，运用叠加定理得到考虑开槽与磁肋饱和情况下二者共同作用下的电机性能。针对永磁同步磁阻电机转子结构参数较多的问题，对永磁同步磁阻电机进行参数化建模，各结构参数均使用标幺值的形式，根据永磁同步磁阻电机的参数化模型进行场路结合建模。其次，对永磁同步磁阻电机进行参数化分析，分别考虑不同定子与转子结构对电磁性能的影响，基于已建立的场路结合模型，分析永磁同步磁阻电机交、直轴电感与永磁磁链随电机裂比、定子齿部与轭部比例等

5、参数的变化规律，并验证模型的有效性。然后，考虑到磁障结构对永磁同步磁阻电机的重要性，运用建立的参数化模型对永磁同步磁阻电机的转矩性能进行分析，基于不同磁障形状、磁障层数、磁障绝缘比hc(p.u.)与各层磁障张角dα(p.u.)的转子结构，探讨各参数对电机平均输出转矩、磁阻转矩、永磁转矩及转矩波动影响，得到模型中参数对永磁同步磁阻电机各项输出性能的影响程度，为后续的优化设计提供指导。最后，通过永磁同步磁阻电机的参数化模型，使用联合仿真平台对电机结构进行优化，分别讨论不同关键参数对遗传算法、差分算法与粒子群算法优化过程影响。对传统的优化算法进行改进，使用基于非

6、劣分层的多目标优化差分算法，即将非劣分层遗传算法与差分算法结合，进行多目标优化。通过优化结果分别得到对电机平均输出转矩与转矩波动影响较大的结构参数，同时给出适用于该参数的优化方法，根据上述结果得到电机的最优结构。关键词：永磁同步磁阻电机；参数化模型；多目标优化；磁障结构-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractPermanentMagnet-assistedSynchronousReluctanceMotor(PMASRM)hastheadvantagesofhightorquedensity,largesalientpoleratioandwi

7、despeedregulationrange,whichhasbeenwidelyusedinthefieldofelectricvehiclesinrecentyears..ThispapergivesresearchonPMASRMintermsoftheequivalentmagneticnetworkanalyticalmodel,buildingparametricmodelandjointsimulationplatform,therotorstructuredesignandstudyofmulti-objectiveoptimization

8、ofmotorperformance,whichprovidesg