双边初级永磁型游标直线电动机优化设计
2021-07-14杜怿,尹雯
江苏大学学报(自然科学版) 2021年4期
杜 怿, 尹 雯
(江苏大学 电气信息工程学院, 江苏 镇江 212013)
直线电动机无需机械传动部件即可直接提供直线推力,故采用直线电动机的直线驱动系统具有结构简单可靠、运行效率高等优点[1-3].文献[4]提出了一种新型双边初级永磁型游标直线(double-sided linear primary permanent magnet vernier, DSLPPMV)电动机,该电动机电枢绕组和永磁体均位于短初级上,而次级仅为设有凸极的铁心,且基于磁场调制原理运行,因此该电动机不仅具有次级结构简单、机械强度高、便于永磁体冷却等优势,还具备低速、大推力等优点,适合诸如电梯驱动等长行程工况.此外,与传统的单边初级永磁游标直线电动机[5]相比,DSLPPMV电动机初级无轭部铁心,降低了电动机初级的质量,从而可以改善系统的动态性能,且降低电动机制造成本.采用双侧平板式结构,可以抵消初级单边磁拉力,降低对滑轨的要求,其模块化结构也可以提供高容错能力.
基于有限元的逐点扫描,可以实现对电动机的高精度优化,但该方法存在计算量庞大、数据处理困难、耗时长等问题,而这些问题将随着电动机结构复杂程度的增加而更为凸出.响应面法(response surface method, RSM)是一种统计和数学技术,用于寻找所研究物理系统的最佳拟合响应[6-8].近年来,将其与有限元等数值模拟方法相结合,已被公认为是电气工程研究的一种有效方法.在RSM中,通常建立拟合回归模型来表示优化目标与设计变量之间的关系.在该模型中,所研究的优化目标是设计变量所表示的函数.这……
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