基于响应面法的轴向磁场永磁记忆电机多目标优化设计

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2021年第5期北京时间：

作者：曹永娟，冯亮亮

单位：曹永娟,南京信息工程大学 自动化学院, 南京, 210044;南京信息工程大学 大气环境与装备技术协同创新中心, 南京, 210044,冯亮亮,南京信息工程大学 自动化学院, 南京, 210044

摘要：针对新型轴向磁场永磁记忆电机的结构优化问题，采用响应面法对电机进行优化设计.通过电磁性能方程和正交实验，初步分析了电机关键参数的影响.为了有效地设计该电机，初步选取了软磁占比、转子极数、气隙长度三个影响因素作为正交试验的设计因子，再采用响应面优化方法，将所选的感应电动势、感应电动势的总谐波畸变率和齿槽转矩三个性能作为优化目标.使用有限元软件Ansoft Maxwell和响应面设计软件Design Expert建立响应面实验，得到电机的不同影响因素组合模型下的仿真参数和拟合曲线.本文结合不同的优化方法，以满足具体的设计要求，理论分析和实验结果都验证了所提出的电机和优化方法的可行性和有效性.通过对试验数据分析对比，得出了优化方案，结果表明：优化设计之后的电机在缩减了永磁材料成本的情况下，还保证了比原电机更优的感应电动势、更小的感应电动势总谐波畸变率和齿槽转矩.

关键词：记忆电机;响应面法;多目标优化;有限元分析

基金资助：国家自然科学基金（51507082）