基于磁场解析模型与遗传算法的轴向磁通永磁电机多目标优化设计

作     者：佟文明 马雪健 位海洋 吴胜男 TONG Wen-ming;MA Xue-jian;WEI Hai-yang;WU Sheng-nan

作者机构：沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心辽宁沈阳110870 

出 版 物：《电机与控制学报》 (Electric Machines and Control)

年 卷 期：2022年第26卷第1期

页      面：39-45页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51677122) 霍英东教育基金会青年教师基金(171049) 辽宁省百千万人才工程项目 

主　　题：轴向磁通永磁电机 磁场解析模型 遗传算法 多目标优化设计 电磁转矩 有效成本 

摘      要：针对基于有限元法(FEM)的常规优化方法存在计算量大、耗时长的问题,提出一种磁场解析模型与遗传算法相结合的轴向磁通永磁电机(AFPMM)多目标优化设计方法,该方法能够在保证一定计算精度的前提下快速实现电机的优化设计。首先,将AFPMM从复杂的三维模型等效为二维模型,通过子域法得到了电机的磁场解析模型,利用麦克斯韦张量法求出电机的电磁转矩;然后,将解析计算结果与FEM计算结果进行对比,验证了该磁场解析模型的准确性;最后,该方法以电磁转矩平均值和电机有效成本为优化目标,将解析模型与遗传算法相结合进行全局优化,以获取具有更优电磁转矩与有效成本的设计方案。优化结果表明,优化后AFPMM的电磁转矩平均值增大了11.91%,有效成本降低了9.81%,验证了解析模型与遗传算法结合的优化方法的有效性与实用性。