在磁懸浮平面電機(jī)的設(shè)計過程中,為了實(shí)現(xiàn)更大的電機(jī)推力系數(shù)以及更小的電機(jī)功耗及成本,需要對電機(jī)的相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在多目標(biāo)優(yōu)化方法的基礎(chǔ)上提出了一種針對磁懸浮平面電機(jī)尺寸的優(yōu)化方法。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化結(jié)果的精確性以及優(yōu)化過程的高效性,采用高精度磁力數(shù)值模型對電機(jī)所產(chǎn)生磁力進(jìn)行計算。該數(shù)值模型基于磁荷節(jié)點(diǎn)法,運(yùn)用高斯積分求解磁力。在此基礎(chǔ)上,智能優(yōu)化粒子群算法被用來搜索最優(yōu)的磁懸浮電機(jī)尺寸參數(shù)。通過有限元仿真軟件COMSOL■和邊界元軟件Radia^TM對該優(yōu)化方法及已有的磁懸浮電機(jī)優(yōu)化方法進(jìn)行仿真分析,驗證了該優(yōu)化算法的準(zhǔn)確性和有效性。此外,通過將仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比,進(jìn)一步說明了該優(yōu)化算法的可靠性和可行性。 

【文章來源】：儀器儀表學(xué)報. 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

方形磁鐵中磁荷節(jié)點(diǎn)和線圈的區(qū)域劃分

正如前文提到的,在對磁懸浮電機(jī)的磁力求解時采用了疊加原理,電機(jī)中的每個線圈都相對獨(dú)立,不相互影響。因此,對于磁懸浮電機(jī)的優(yōu)化可以簡化為針對一個線圈和永磁體陣列的優(yōu)化。圖2所示為常規(guī)的二維Halbach永磁體陣列和兩種常見的線圈類型。線圈長lc是從線圈A的一個短邊中點(diǎn)到另一個短邊中點(diǎn)的長度,而新定義的線圈長度lc是長邊的直線部分,其余主要尺寸參數(shù)如圖2所示。圖2中的長方形線圈和方形線圈可以被用于不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的磁懸浮電機(jī)。根據(jù)文獻(xiàn)[17],為了方便計算,長方形線圈A相對于磁場陣列或線圈B旋轉(zhuǎn)π/4,所以,一個新的磁極τn可以通過式(6)計算。

V i j =[v i1 j ,v i2 j ,v i3 j ]l∈(1,Np),j∈(1,Ng) (16)一開始,所有粒子的初始位置和速度都是根據(jù)hc、hm和Rout的范圍隨機(jī)產(chǎn)生的。然后根據(jù)目標(biāo)函數(shù)計算各顆粒的適應(yīng)度。第l組第j個粒子遇到的最佳粒子位置,由其當(dāng)前位置確定:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3611329