磁悬浮开关磁阻电机建模与参数优化设计

磁悬浮开关磁阻电机建模与参数优化设计

第 1 5卷

第 4期

电机与控制学报ELECTRI M A CH I C NES A N D C0 NTR0 L

V0.1 No 4 1 5 .

2 1年 4月 01

Ap . 2 1 r 01

磁悬浮开关磁阻电机建模与参数优化设计项倩雯，孙玉坤，张新华 (江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江 2 2 1 ) 10 3

摘

要：对磁悬浮开关磁阻电机参数设计问题，出一种基于最小二乘支持向量机与粒子群优化针提

算法的电机结构参数优化设计方法。采用三维有限元仿真建立样本空间，建悬浮力、构电磁转矩与 绕组间互感的最小二乘支持向量机非参数模型；并基于该非参数模型，选择满足额定电磁转矩为约

束条件，悬浮力最大且绕组间互感最小为优化目，标采用粒子群优化算法获取电机的最优结构参数。仿真结果表明：小二乘支持向量机非参数模型精确度高，最采用该优化设计方法设计的磁悬浮开关磁阻电机具有悬浮承栽力强、合小、耦易于控制的优点，且该优化设计方法算法简单、作并操方便。

关键词：悬浮开关磁阻电机；最小二乘支持向量机；子群算法；参数建模；磁粒非优化设计中图分类号：M3 2 T 3 T 5; M 1 5文献标志码： A文章编号：10— 4 X 2 1 )4 0 7—0 0 7 4 9 ( 0 1 0— 04 6

M o e i g a d p r m e e s o tm a e i n o e rn l s d l n a a n t r p i ld sg fb a i g e ss t h d r l ca c o o wic e e u t n e m t r

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e u p r v c o c i e;p ril wa m t a tce s r o t ia in;n n a a erc m o e i g;o tma e in pi z t m o o p r m ti d ln p i ld sg

0引言 开关磁阻电机具有超高速、低功耗运行的特点，收稿日期： 0 0—0 21 9—1 2基金项目：国家自然科学基金 ( 17 09,0 7 04) 6 0 4 1 6 7 44

但是高速、高速电机的突出问题是机械磨损问题。超 机械摩擦不仅增加了转子的摩擦阻力，降低轴承寿命，还产生振动与噪声，会使部件发热，滑性能且润

作者简介：项倩雯( 9 2 18一),,女博士研究生，讲师，研究方向为磁悬浮开关磁阻电机设计； 孙玉坤( 9 8 15一),博士，男，教授，博士生导师，究方向为磁悬浮电机的控制与应用研张新华 ( 9 3 ),,士研究生，师，究方向为电机调速。 17~男博讲研

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项倩雯等：悬浮开关磁阻电机建模与参数优化设计磁

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变差，绕组发热，升增大，而导致电机性能变差，温从 降低运行效率。针对这些问题，学者将磁悬浮轴有承与开关磁阻电机技术有机结合，出了磁悬浮开提关磁阻电机 ( S M) B R的概念，决了开关磁阻电机解

轴承磨损、动、声、界转速和输出功率难以提振噪临高等难题，实现超高速、功率运行¨。可大 文献[分析了 B R的运行机理与控制策 2] SM略，文献[]究了磁饱和情况的模型建立与控制 3研方法。针对给定功率的 B R结构与电磁参数设计 SM图 2悬浮力产生机理Fi 2 Prnc pl f r di or e pr g. i i e o a alf c odu to c i n

问题，献[基于 B R的数学模型，分析电机文 4] SM在性能的基础上设计了电机参数，由于忽略磁饱和但影响，计精确度较差。文献[]于二维有限元设 5基模型，出了 B R电机参数的优化设计方法，由给 SM但 于二维有限元计算无法处理端部磁场效应，确精度差。

通过对 B R通电相等效磁路图的计算可知， SM各电磁输出受通电相定子每个齿极下气隙磁导的影响

最大。从通电相定子极下气隙磁通路径 (网 3所示 )以看出，可电机定、子极结构参数变化会转改变磁通路径，而改变气隙磁导，响悬浮力、继影转

本文以一台j相 1/ 2 8极 B R为对象，于三 SM基维有限元方法 ( E计算不同结构参数下的电磁 F M)输出，立样本数据库，构建 B R的最小二乘支建并 SM持向量机 (S—S M) I V非参数模型；满足额定电磁在转矩的条件下，以悬浮力最大、绕组问互感最小为目 标，用粒子群 ( S优化算法获取电机最优结构利 …… 此处隐藏：9559字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……