[发明专利]一种磁路优化方法

权利要求书

1.一种磁路优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对磁路中的线圈部分的电阻建立模型：

其中，ρ为铜线的电阻率，d为磁极柱的直径，d_Cu为带绝缘漆的铜线的直径，d'_Cu为纯铜线的直径，N_r为径向方向铜线的匝数，N_r＝[(D-d)/2d_Cu-0.5]，D为磁路腔体的直径，N_h为高度方向铜线的匝数，h为线圈高度，上式中所有[·]代表高斯取整函数；

步骤2、对磁路的磁场强度建立模型：

其中，H_a为磁路的磁场强度，N为线圈匝数，N＝N_rN_h，I为线圈中通过的电流大小，l_a为磁路气隙间隙，l_m为磁路长度，S_a为磁路气隙空气柱面积，S_m为磁极柱面积，μ_m(H_a)为磁路材料在磁场强度H_a下的磁导率；

步骤3、建立磁路优化模型：

其中，F(x)＝[H_a,-I]＝[f₁,f₂]，优化变量x＝(h,d,S_a,D,d'_Cu,P)，P为磁路中的线圈部分的功耗；h_min为预设的线圈高度的最小值，h_max为预设的线圈高度的最大值，d_min为预设的磁极柱的直径的最小值，d_max为预设的磁极柱的直径的最大值，S_amin为预设的磁路气隙空气柱面积的最小值，S_amax为预设的磁路气隙空气柱面积的最大值，D_min为预设的磁路腔体的直径的最小值，D_max为预设的磁路腔体的直径的最大值，d'_Cumin为预设的纯铜线的直径的最小值，d'_Cumax为预设的纯铜线的直径的最大值，P_min为预设的磁路中的线圈部分的功耗的最小值，P_max为预设的磁路中的线圈部分的功耗的最大值；

步骤4、采用多目标粒子群算法对步骤3得到的磁路优化模型进行优化求解，得到帕累托最优解集；

步骤5、利用步骤4中得到的帕累托最优解集中的解建立三维电磁仿真模型进行仿真，得到最优的优化变量。