孙玉坤， 袁野， 黄永红， 胡文宏， 项倩雯， 周云红

(1.南京工程学院 电力工程学院，江苏 南京 210000;2.江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江 212013)



磁悬浮开关磁阻电机多目标优化设计

孙玉坤1， 袁野2， 黄永红2， 胡文宏2， 项倩雯2， 周云红1

(1.南京工程学院 电力工程学院，江苏 南京 210000;2.江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江 212013)

研究了一种基于极限学习机(extreme learning machine，ELM)与带精英策略非支配排序遗传算法(improved non-dominated sorting genetic algorithm，NSGA-II)的单绕组磁悬浮开关磁阻电机(single winding bearingless switched reluctance motor，SWBSRM)多目标优化设计方法。结合有限元分析(finite element analysis，FEA)，分析了SWBSRM悬浮力、转矩随各结构参数变化的一般规律，得到ELM非参数模型。针对该训练模型并结合NSGA-II进行全局寻优，获得使悬浮力、转矩同时更优的结构参数数值组合。通过对比优化前后电机输出悬浮力、转矩大小，验证了以ELM、NSGA-II为基础的SWBSRM结构多目标优化设计的有效性。

单绕组磁悬浮开关磁阻电机；多目标优化设计；极限学习机；带精英策略非支配排序遗传算法

0 引 言

随着新能源发电、分布式电源系统、混合动力车辆、航空航天等领域的发展，储能技术已成为世界性的研究课题。众多储能技术中，飞轮电池以功率大、效率高、寿命长、储能密度大、清洁无污染等优点受到国内外的高度重视[1-3]。为减小传统机械轴承摩擦损耗，飞轮电池通常采用多个磁悬浮支承，导致飞轮电池结构复杂、体积庞大。单绕组磁悬浮开关磁阻电机[4-5](single winding bearingless switched reluctance motor ，SWBSRM)集悬浮支承系统与驱动电机于一体，可以作为飞轮电池的核心部件，能很大程度缩短飞轮转子轴向长度，继而提高临界转速、功率密度与系统集成度，进一步减小支承损耗，在高速低损飞轮电池领域具有较高的研究前景与实际应用价值。……