基于模拟退火算法的Halbach直线发电机优化设计

作     者：刘娜 谭亦旻 莫伟强 韩欢庆 李琳 Liu Na;Tan Yimin;Mo Weiqiang;Han Huanqing;Li Lin

作者机构：北京理工大学珠海学院工业自动化学院珠海519088 Sea Electric Energy Incorporation MississaugaL5N 1L2 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2021年第36卷第6期

页      面：1210-1218页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：广东高校省级重点平台和重大科研项目(2018KQNCX344,2018KQNCX345) 广东高校省级重点平台和重大科研项目(2019KQNCX196)资助 

主　　题：波能转换器 Halbach直线发电机 模拟退火算法 优化设计 

摘      要：在研究海洋波浪能量收集的过程中,需要建立相应的理论模型来降低工程成本,提高研发效率。针对波能转换器在收集波浪能时能量的转换效率不高这一问题,采用无槽Halbach直线发电机作为装置的二级能量转换机构来优化磁场分布,提高能量的转换效率。该文描述Halbach直线发电机的拓扑结构,引入磁矢量势能理论推导出发电机性能的表达式,由此建立直线发电机的综合分析模型。基于此模型,使用模拟退火算法求全局最优解,得到一组直线发电机设计参数,包括永磁体尺寸和绕线线圈的数据。计算结果表明,理论模型解析解的峰值功率与模拟退火算法的结果相差约为3.6%。基于优化后的参数,确定了Halbach直线发电机的设计,为样机实验的验证提供了数据支撑。