55kW空压机用开关磁阻电机的参数优化设计研究

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1、中图分类号：Ｍ３５２密级：公开．｛ＵＤＣ：６２１学校代码：１００８２，：Ｐ雾．；Ｉ｜ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文５５ｋＷ空压机用开关磁阻电机的参数优化设计研究论文作者：杨红霞指导教师：孟华教授企业导师：王志国高工申请学位类别：工程硕士学科、领域：电气工程所在单位：电气工程学院答辩日期：２０１８年０６月ClassifiedIndex：TM352SecrecyRate：Public

2、izedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonParameterOptimizationDesignof55kWSwitchedReluctanceMotorforAirCompressorCandidate：YangHongxiaSupervisor:Prof.MengHuaEnterpriseSupervisor：Engi.Wa

3、ngZhiguoAcademicDegreeApppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringEmployer：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination:June,2018摘要摘要单螺杆空压机的能效水平取决于驱动电机的转速和效率。与传统的异步电机相比，开关磁阻电机结构简单、具有良好的调速性能、可靠性高、成本低，适用于单螺杆空压机的驱动，有利于提高空压机的效率。但是开

4、关磁阻电机在运行时的振动和噪声偏大，因此降振减噪是开关磁阻电机优化设计的首要任务。本文首先阐述了开关磁阻电机的基本结构和工作原理，详细分析了开关磁阻电机的基本方程和理想线性情况下的数学模型。然后根据单螺杆空压机的性能要求，基于开关磁阻电机的基本设计理念，设计了一台55kW三相12/8极开关磁阻电机，并利用Ansoft软件对电机进行有限元仿真分析。其次针对开关磁阻电机噪声的主要来源，对电机的径向磁力进行了解析分析和数值计算，得到了径向磁力的数学表达式，提取了影响电机径向磁力的主要结构参数，并对主要结构

5、参数进行了参数化仿真分析，为开关磁阻电机优化变量的选取提供了理论依据。最后建立样本空间，利用支持向量机方法建立了开关磁阻电机模型，以减小径向磁力同时增大平均转矩为优化目标，采用基于激素调节机制的改进遗传算法对电机进行了参数优化，将优化前后的电机性能进行了对比，验证了优化的有效性。本文的研究结论对开关磁阻电机的优化设计具有重要意义。关键词开关磁阻电机；Ansoft仿真；降振减噪；径向磁力；支持向量机；改进遗传算法IAbstractAbstractTheenergyefficiencyofthesing

6、lescrewaircompressordependsonthespeedandefficiencyofthedrivemotor.Comparedwiththetraditionalasynchronousmotor,theswitchedreluctancemotorhastheadvantagesofsimplestructure,goodspeedregulationperformance,highreliabilityandlowcost,anditissuitablefordriving

7、thesinglescrewaircompressor,whichisfavorableforimprovingtheaircompressorefficiency.However,switchedreluctancemotorvibrationandnoiseintherun-timeistoolarge,sothevibrationandnoisereductionisthemostimportanttaskoftheswitchedreluctancemotoroptimaldesign.In

8、thispaper,firstofall,thebasicstructureandworkingprincipleofswitchedreluctancemotorareexpounded,andthebasicequationsandthemathematicalmodelunderideallinearconditionoftheswitchedreluctancemotorareanalyzedindetail.Thenaccordingtotheperform