考虑绝缘性能的变频调速电机轴承优化设计

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第9期北京时间：

作者：贾正阳, 宋俊杰, 汪久根, 洪兆溪, 冯毅雄, 李学军, 黄元通, 郝旭, 谭建荣

单位：1.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室2.佛山科学技术学院机电工程与自动化学院3.成都中车电机有限公司4.瓦房店轴承集团有限责任公司

摘要：针对当前工业领域变频调速电机轴承由于绝缘层厚度未规范化导致过早失效的问题,分析了绝缘层对电机轴承电蚀损伤的影响机制,在此基础上建立了绝缘轴承多目标优化模型,并提出改进NSGA-Ⅱ算法进行高效求解。通过电磁场和电路仿真分析揭示了绝缘层厚度对绝缘轴承中轴电流的影响规律,设立疲劳寿命、电蚀寿命、绝缘层表面硬度3个优化目标,借助绝缘轴承结构参数构建种群个体,在NSGA-Ⅱ算法中引入扩大初始种群规模、交配池去重、算术变异算子等改进策略以提高种群多样性。通过地铁牵引电机绝缘轴承实际算例表明,优化后轴承各项性能均得到提升,从而证明了所提优化设计方法具有较强的合理性和有效性。

关键词：变频调速电机,轴承电蚀损伤,绝缘轴承优化设计,改进NSGA-Ⅱ算法

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2020YFB2007800);国家自然科学基金资助项目(52130501,52105281)。