摘要:为解决传统永磁同步电机由于设计计算和查表工作复杂、耗时长、计算修正参数过多而导致精确性较差等的问题,将禁忌算法和模糊控制应用到传统永磁同步电机设计中,利用Visual Basic编写程序,对永磁电机磁路法设计过程进行了编程,建立了动定子结构尺寸和电机工作特性曲线之间的关系,提出了一种优化电机效率和功率因素,调整电机结构尺寸的方法;利用有限元软件对永磁同步电机的电感、功率等几个重要参数加以验证,并进行了瞬态仿真试验。仿真试验结果表明,该优化方法可提高电机的功率因素和效率,减小定子的电流密度,并可有效地优化永磁同步电机。
关键词:永磁同步电机;禁忌算法;模糊控制
0引言
永磁同步电机具有体积小、损耗低、效率高等优点。在节约能源和环境保护日益受到重视的今天,永磁同步电机更是以其卓越的性能,被广泛地应用于国民经济的各个领域。所以,对其进行深入研究就显得非常必要。而今永磁电机设计方法包括电磁场的方法和磁路的方法,其中传统的磁路方法计算繁琐,查表复
杂,并且计算中需要引人多个系数对计算结果进行修正,导致其计算的准确程度下降。文献[1-2]用磁路法建立了一种新型电机的空载等效电路模型,所求参数仍和有限元分析有误差;而利用有限元计算的电磁场的方法,计算准确,但其计算过程复杂、计算量大、对计算机性能要求高些,在一些复杂结构以及优化上,耗时长,需反复验证。文献[3]改变了永磁体的形状来达到局部消磁,但结构复杂成本高;文献[4]改变了电机结构来提高性能,但电机体积增大。
在简化永磁电机设计方面,文献[5-6]也讨论了多目标优化算法,说明其有应用前景;文献[7]也研究了计算机辅助设计程序,然而并非针对永磁同步电机。本研究采用VB程序代替繁琐的磁路计算公式,界面简洁明了,并且利用禁忌算法设计优化程序,计算方便快捷。最后运用有限元仿真验证关键参数,以证明设计和优化是有效的。
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