永磁同步電機具有高功率密度,振動小,噪聲低,損耗小,效率高的優(yōu)點。但在電機進行電磁設計時,受電機各種參數(shù)變量的影響,導致電機原始的電磁方案并非電機的最優(yōu)設計方案,還存在很大的電機性能優(yōu)化空間。首先通過永磁同步電機基本原理和基本結構的估算公式,預先設計出電機的基本結構尺寸,通過建立電機等效磁路模型,計算電機性能參數(shù)。利用有限元仿真軟件設計了永磁同步電機的電磁場仿真二維模型,完成有限元法數(shù)值計算,通過分析仿真的電機磁力線分布情況、電機磁密分布情況,氣隙磁密波形情況,感應電動勢波形情況等,評估電機設計是否達到設計要求和設計合理性。然后分別采用田口法和田口法迭代優(yōu)化設計兩種設計方法,以定子槽口寬度,定子槽頂寬度,氣隙,永磁體極弧系數(shù),永磁體厚度為優(yōu)化參數(shù),以降低齒槽轉(zhuǎn)矩,降低轉(zhuǎn)矩脈動,提高額定電流下的轉(zhuǎn)矩,提高額定工況下的效率為優(yōu)化目標,對原始電機設計方案進行優(yōu)化設計。通過仿真軟件仿真驗證兩種優(yōu)化算法優(yōu)化前后對電機性能優(yōu)化的效果,仿真結果說明,田口法優(yōu)化與電機原始方案的相比,轉(zhuǎn)矩脈動和齒槽轉(zhuǎn)矩數(shù)值均有大幅減小,效率和轉(zhuǎn)矩性能略有提高。田口法迭代優(yōu)化設計與原始方案相比,轉(zhuǎn)矩脈動和齒槽轉(zhuǎn)矩數(shù)值減小更...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 永磁同步電機概述
        1.2.1 高速永磁同步電機的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 永磁同步電機優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 電機電磁方案設計
    2.1 永磁同步電機基本性能要求
    2.2 電機定子基本結構設計
        2.2.1 電機極數(shù)
        2.2.2 電機定子槽數(shù)
        2.2.3 電機定子結構尺寸
    2.3 電機繞組的設計
    2.4 電機轉(zhuǎn)子基本結構設計
    2.5 電磁等效磁路模型
    2.6 電磁方案有限元仿真
        2.6.1 有限元法簡介
        2.6.2 電機有限元模型仿真
    2.7 本章小結
第三章 基于田口法的電機優(yōu)化設計
    3.1 田口法的概念
    3.2 田口法優(yōu)化設計
        3.2.1 選取優(yōu)化參數(shù)及水平
        3.2.2 正交實驗
        3.2.3 分離實驗結果
        3.2.4 最優(yōu)參數(shù)組合及實驗驗證
    3.3 田口法迭代優(yōu)化設計
        3.3.1 優(yōu)化參數(shù)水平設置
        3.3.2 正交實驗
        3.3.3 分離實驗結果
        3.3.4 確定最優(yōu)參數(shù)組合
        3.3.5 田口法迭代過程
        3.3.6 優(yōu)化結果對比
    3.4 本章小結
第四章 基于遺傳算法的電機優(yōu)化設計
    4.1 遺傳算法概述
        4.1.1 遺傳算法的簡介
        4.1.2 遺傳算法的基本原理
        4.1.3 遺傳算法的操作
    4.2 基于遺傳算法的電機優(yōu)化
        4.2.1 遺傳算法目標函數(shù)
        4.2.2 遺傳算法優(yōu)化及結果
    4.3 本章小結
第五章 結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文



本文編號：4024737