基于气隙磁密波形优化的永磁同步电机结构-论文.pdf

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1、研究与设计E№A迫弗乙乃粒制应闭2014，41(3)基于气隙磁密波形优化的永磁同步电机结构木吴苏敏，董立威，刘洋，叶小龙，李晓宁(电子科技大学机械电子if_程学院，四川成都611731)摘要：为使永磁同步电机空载气隙磁密波形具有良好的正弦性，从其影响因素出发，对电机极弧系数、偏心距、气隙长度及磁极厚度进行了优化。建立了电机有限元仿真模型，对得到的气隙径向磁密波形进行谐波分析求取其正弦畸变率。利用正交试验得到算法所需样本空间，通过支持向量机算法求取目标函数，最后通过微粒群算法对其进行寻优，得到了一组优化后参数。仿真结果表明，优化后的电机空载气隙磁密波形得到了明显改善，验证了优

2、化算法的可行性及准确性。关键词：空载气隙磁密；支持向量机；粒子群算法；结构优化中图分类号：TM351：TM303文献标志码：A文章编号：16736540(2014)03-0012-05StructureofPermanentMagnetSynchronousMotorBasedonOptimizationofAir-GapFluxDensityWaveformWUSumin，DONGLiwei，LIUya，YEXiaolong，LIXiaoning(CollegeofMechatronicsEngineering，UniversityofElectronicSciencea

3、ndTechnologyofChina，Chengdu611731，China)Abstract：Tomaketheno—loadair—gapfluxdensitywaveformofpermanentmagnetsynchronousmotorbesinusoidal，startingfrominfluencingfactors，thepole—arccoefficient，eccentricity，lengthofairgapandthicknessofpolewereoptimized．Thefiniteelementsimulationmodelofthemoto

4、rwasbuilt，theharmonicofair—gapfluxdensitywaveformwasanalyzedtogetitssinusoidaldistortionrate．Thesamplespaceneededwasacquiredbytheorthogonaltestsforthealgorithm，thentheobjectfunctionwasbuiltbasedonthesuppo~vectormachinealgorithm．Atlast，theparameterswereoptimizedbyparticleswarmoptimizational

5、gorithmandasetofoptimizedparametersweregot．Thesimulatingresultsshowthattheoptimizedno—loadair-gapfluxdensitywayefoFmissignificantlyimproved．Thefeasibilityandaccuracyoftheoptimizationalgorithmwereverified．Keywords：no-loadair-gapfluxdensity；supportvectormachine；particleswarmoptimization；stru

6、cturaloptimization密基波幅值达到要求的前提下，获取正弦性良好0引言的气隙磁密波形成为当前电机设计的主要内容之永磁同步电机(PermanentMagnetSynchron—OUS一。文献[5]以气隙磁密波形正弦畸变率为优化Motor，PMSM)一直是国内外电机领域研究的热目标对磁钢进行了优化设计；文献[6]研究了气点。振动和噪声是衡量电机性能的重要指标，人们隙磁场波形畸变率与偏心距之间的关系，得出了对电机气隙磁密波形的改善开展了广泛而深入的最优偏心距；文献[7]分析了磁钢充磁方式不同研究。针对电机气隙磁密的磁场分析主要有解析时电机气隙磁场的分布特点；文献[8

7、]针对嵌入法J、数值法和多种方法结合的混合法_3J。式永磁同步电机和表贴式永磁同步电机进行研PMSM需要具有正弦分布的反电动势波形，究，分别讨论了气隙长度、极弧系数、磁钢长度及而气隙磁密波形的正弦性在很大程度上决定了反磁极对数对两种电机气隙磁密的影响。电势波形的正弦性J。因此，在保证电机气隙磁虽然许多设计人员都对影响电机气隙磁密的基金项目：国家自然科学基金(60971037)一12一迫札再控芾J应用2014，41(3)研究与设计《EMcA因素进行了分析，但目前国内将各种因素结合起势波形并减少杂散损耗，提高电机效率。