轴向磁场永磁记忆电机多目标分层优化设计

作者：曹永娟; 冯亮亮; 毛瑞; 余莉; 贾红云; 贾周

来源：中国电机工程学报, 2021, 41(06): 1983-1992.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201435

• 轴向磁场永磁记忆电机
• 多目标分层优化
• 响应面法
• NSGA-Ⅱ

为了同时实现新型轴向磁场永磁记忆电机的高性能及低成本,提出一种基于分层策略的多目标优化设计方法。通过在分析电机尺寸方程及灵敏度,得到影响目标的优化参数基础上,将所选的气隙磁密、永磁成本、轴向受力、感应电动势(electromotive force,EMF)、感应电动势波形畸变率(total harmonic distortion,THD)、齿槽转矩6个优化目标分为两个层次,从而实现方程组的降维;针对分层策略,提出一种结合中心复合表面设计(central composite face,CCF)和Box-Behnken设计(BBD)的分层响应面法(response surface method,RSM)。此外,基于罚函数和目标约束得到一种改进的NSGA-Ⅱ (NSGA-Ⅱ-M)多目标遗传优化算法。通过比较分层RSM和NSGA-Ⅱ-M给出的优化方案,并结合有限元仿真结果和样机实验结果,验证了所提出的电机多目标分层优化方法的可行性和有效性。

• 单位
  自动化学院; 南京信息工程大学