[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

说明书

本发明公开一种外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法及系统，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，从而实现多个性能指标的同步优化。

技术领域

本发明涉及电机优化技术领域，特别是涉及一种外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法及系统。

背景技术

针对轮毂电机结构参数设计研究，国内外学者在该领域进行了深入研究。Sheth NK等选取能提高电机平均转矩的结构设计参数，研究了不同气隙参数对单相励磁电机整体转矩波形的影响情况。Jawad Faiz等以转矩及效率为设计目标，对12/8单相励磁开关磁阻电机定子、转子结构参数进行了设计设计。邓智泉等针对无轴承开关磁阻电机，研究了绕组结构形式对电机中点电压波动的影响，设计了电机绕组结构。高洁等分析了单双相励磁时开关磁阻电机的静态特性，研究了相邻凸极对导通凸极磁链的影响以及互感对输出转矩的影响。另外，很多学者针对单相励磁开关磁阻电机端部磁场效应、磁芯损失等对电磁特性的影响进行了研究。

但是，现阶段研究成果多集中在对电机定子极、转子极、气隙、轭部等结构参数的设计方面，参数设计目标函数多为单指标函数，对电动汽车要求的电机转矩输出、效率及转矩密度等性能特性的整体设计考虑不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法及系统，可实现多种性能目标的同步优化。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种外转子开关磁阻电机多指标同步优化方法，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。

可选的，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，I_w表示车轮的转动惯量，I_f表示飞轮的转动惯量，R表示车轮半径，i₀表示主减速器传动比，i_g表示变速箱传动比；

P_max＝max{P_i,P_a}；