朱志莹，　孙玉坤，　张仰飞，　周云红，　王正齐

(南京工程学院 电力工程学院，江苏 南京　211167)



单绕组磁悬浮开关磁阻电机电磁分析与优化设计*

朱志莹，孙玉坤，张仰飞，周云红，王正齐

(南京工程学院 电力工程学院，江苏 南京211167)

摘要：研究了单绕组磁悬浮开关磁阻电机电磁特性和结构优化设计方法。通过有限元分析计算得到电机悬浮力与结构参数的一般关系，以此选择定、转子极弧作为优化参数，并采用极限学习机构建优化模型，以提高悬浮力输出为目标，选用粒子群算法进行寻优。通过对比仿真结果表明所提算法的精度高、回归速度快，能够准确地寻取最优解。

关键词：磁悬浮开关磁阻电机； 优化设计； 极限学习机； 粒子群算法

0引言

磁悬浮开关磁阻电机(Bearingless Switched Reluctance Motor, BSRM)是20世纪末由日本学者提出并发展起来的一种新型磁悬浮电机[1]。它具有无润滑、无磨损、空间利用率高、可实现大功率和超高速运转等优点，非常适用于航空航天、高速机床、飞轮储能等领域[2]。

目前BSRM研究主要集中在双绕组结构。该结构BSRM将用于产生径向力的绕组和转矩绕组一起叠绕在同一定子极上，使径向力绕组不占用独立的轴向空间。但双绕组BSRM中主绕组与悬浮绕组的强耦合性，使得电机在数学建模、控制算法方面更为复杂；额外的悬浮绕组加大了电机结构设计的难度；悬浮绕组的增加，导致额外的功率放大器与相配套的电气系统，从而增加了控制电路的设计复杂度[3]。

为此，近年来国内外相继开展了单绕组BSRM研究[4-7]。……