基于PB试验结合BBD响应面法的矿井提升直驱永磁同步电动机设计及优化

作者：黄良沛; 蒋浪; 罗志朋; 胡志豪; 李卓军

来源：矿山机械, 2023, 51(10): 23-33.

DOI：10.16816/j.cnki.ksjx.2023.10.014

• 矿井提升系统
• 永磁同步电动机
• Plackett-Burman试验
• Box-Behnken响应面法
• 电磁分析

针对传统“三相异步电动机+变频器+减速装置+滚筒”的矿井提升系统存在的机组冗长、繁琐、效率低及可靠性低等问题，研发了一种矿井提升直驱永磁同步电动机。首先根据实际工况，初步设计计算了电动机相关部件尺寸；其次，采用Plackett-Burman (PB)试验结合Box-Behnken (BBD)响应面法开展电磁优化设计，在单因素试验的基础上，采用PB试验法，对影响优化目标的5个因素进行筛选，选取槽口宽度、槽口高度与极弧系数为考察因素，运用BBD响应面法进行方差分析，开展优化参数对优化目标的灵敏度分析，选取最优参数组合；最后，开展了优化前后电动机的空载与负载电磁仿真对比分析。仿真结果表明：所研发的永磁同步电动机能够满足矿井提升的工作需求，并且优化后的电动机相较于之前齿槽转矩下降了48.27%，电磁转矩提升了2.2%，转矩波动下降了3.68%。

• 单位
  湖南煤矿机械有限公司; 机电工程学院; 湖南科技大学