[发明专利]一种基于负载周期全局的多目标电机效率优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于负载周期全局的多目标电机效率优化设计方法，采用基于负载周期特性的多目标优化算法进行电机设计，利用负载周期内在速度和负载转矩上的分布特征，可以充分发掘电机材料的输出潜力，达到在一个负载周期内消耗相同能量的情况下，所需电机材料成本最低的效果，有效降低了电机的制造成本。

主权项

1.一种基于负载周期全局的多目标电机效率优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：确定电机使用过程中的负载周期特性，建立负载函数方程并进行离散化：根据电机所驱动的负载典型周期，获得电机所需输出的转矩Tload和转速n，并进行离散化，得到每个离散区间上的转矩Tload(i)和转速n(i)，其中i为第i个离散区间的序号；S2：建立目标函数方程，如式(1)所示： m i n : f ( x j ) = λ 1 E c y c ( x j ) E c y c ( x 0 ) + λ 2 cos t ( x j ) c o s t ( x 0 ) - - - ( 1 ) ]]>式(1)中，xj＝[q1,q2,q3,...,qz]为优化设计参量，也即电机的制造参数，包括电机定子外径、定子内径、转子外径、转子内径、气隙长度、轴向长度、永磁体尺寸、绕组参数；qh为第h个优化设计参量，1≤h≤z；j≥1；Ecyc(xj)为设计参量为xj时的电机在一个负载周期内消耗的能量；Ecyc(x0)为初始设计参数下电机在一个负载周期内消耗的能量；cost(xj)是在计参量为xj时的电机所需的材料成本；cost(x0)为初始设计参数下电机所需的材料成本；λ1和λ2为权重系数，满足λ1+λ2＝1；S3：测试并选取电机的优化参数变量，建立约束方程；S4：对电机性能进行优化计算，直至满足规定的收敛依据，最后达到最优解。