基于NSGA-Ⅲ算法的大功率自然冷却电机高功率密度优化研究

作     者：吴宇伦 熊新红 葛荣泰 冯伟 WU Yulun;XIONG Xinhong;GE Rongtai;FENG Wei

作者机构：武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430070 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 

出 版 物：《数字制造科学》 (Digital Manufacture Science)

年 卷 期：2023年第4期

页      面：272-275,281页

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

主　　题：NSGA-Ⅲ算法 自然冷却 永磁同步电机 高功率密度 超多目标优化 

摘      要：针对采用自然冷却的大功率永磁同步电机设计问题,提出了提高功率密度的设计方法,通过ANSYS Maxwell与Matlab联合仿真实现了针对永磁同步电机基于NSGA-Ⅲ算法的参数优化。为验证算法对于超多目标优化的有效性与先进性,同时采用了GA遗传算法与NSGA-II非支配遗传算法对电机进行了超多目标优化,在综合考虑电机的输出能力、转矩脉动与整机重量的情况下,特别针对电机的铁耗与铜耗进行优化,尽可能地降低电机运行时产生的热量,延长电机安全运行时长。对这3种方法优化后的电机进行了性能分析与比较,结果表明,使用NSGA-Ⅲ算法优化得到的电机工作效率相比于优化前的电机上升了0.64%,降低了工作时产生的发热量,延长了电机的工作时长,证明了该优化方法的可行性。