[发明专利]一种外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法及系统

权利要求书

1.一种外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：

建立电动汽车对轮毂电机的功率约束条件；

根据所述功率约束条件确定电机动力的性能指标和结构参数；

建立关于各结构参数的电机结构尺寸约束条件；

根据电机结构尺寸约束条件，确定各结构参数的正交表，所述正交表包括每一个结构参数的多个水平及对应的数值，进行第一组正交试验；

根据所述第一组正交试验的结果及电机动力的性能指标建立多指标同步优化目标函数；

根据所述多指标同步优化目标函数及各结构参数的水平，确定最优解结构参数组合；

其中，所述性能指标包括静态转矩、转矩脉动、效率及转矩密度；

所述结构参数包括定子极弧角β_s、转子极弧角β_r、气隙g、第二气隙g_i、定子轭高h_cs、转子轭高h_cr、轴径D_i；

所述根据所述第一组正交试验的结果及电机动力的性能指标建立多指标同步优化目标函数，具体包括：

根据以下公式确定电机的静态平均转矩T_ave：

其中，j为选取的角度序号，n为分析过程转子角度的选取个数，T_j为电机不同角度时的静态转矩值，属于所述第一组正交试验的结果；

根据以下公式确定转矩脉动指标T_r：

根据以下公式确定电机的转矩密度Q：

其中，M表示电机质量；

根据以下公式确定立多指标同步优化目标函数F：

其中，ω₁、ω₂、ω₃分别为平均转矩、转矩脉动和转矩密度的权重因子，表示静态平均转矩的最大值、表示转矩脉动倒数的最大值、Q_max表示转矩密度的最大值，及Q_max均为所述第一组正交试验中多次试验对应的最大值。

2.根据权利要求1所述的外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法，其特征在于，根据以下公式确定所述功率约束条件：

其中，P_i表示最高车速时电机所需提供的功率，i表示坡度，V_i表示爬坡时参考车速，M表示电机质量，f表示滚动摩擦系数，C_D表示空气阻力系数，V_max表示电动汽车行驶最高速度，A表示迎风面积，η_T表示传动系机械效率；

其中，P_a表示电动汽车在水平路面上加速行驶消耗的功率，V_a表示加速时参考车速，δ表示汽车旋转质量换算系数，v表示汽车行驶的速度；t表示汽车行驶的时间；

P_max＝max{P_i,P_a}；

其中，P_max表示电机的最大功率，max{}表示取最大值函数。

3.根据权利要求1所述的外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法，其特征在于，根据以下公式确定所述电机结构尺寸约束条件：

h_cr≥b_pr/2；

其中，b_ps表示定子极宽，N_r表示转子极数，q表示电机相数，b_pr表示转子极宽。

4.根据权利要求1所述的外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法，其特征在于，ω₁取值为0.4，ω₂取值为0.3，ω₃取值为0.3。