[发明专利]多约束条件下基于PSO算法的高速电机转子拓扑优化方法

摘要

本发明实施例提供了一种多约束条件下基于PSO算法的高速电机转子拓扑优化方法，包括：给出电机的电磁设计参数；设计转子护套结构，选择相应护套材料；由原始尺寸确定初始计算方案，与可优化拓扑及其边界；计算热应力与机械应力得出护套厚度的极限设计区间；结合电机电磁特性确定不同转子拓扑的等效模型；采用智能算法与磁路耦合的方法进行基于效率的优化设计；使用电磁场有限元法细化计算结果，校核等效拓扑的合理性；通过最优方案下的温度分布，检验拓扑分配的有效性；对优化后高速电机运行性能和电机最高温度与原始方案比较分析。本发明实现了电机高速运行下的高性能电磁要求，降低电机最高温度，满足转子高速运行时应力设计要求。

主权项

1.一种多约束条件下基于PSO算法的高速电机转子拓扑优化方法，其特征在于，包括：步骤1：根据电机的实际运行工况要求，给出电机的电磁设计目标参数与基本结构，确定优化目标函数；步骤2：保证电机基本性能参数不变的情况下，确定护套的基本结构和材料；步骤3：在初始模型和计算目标基础上，保证多约束条件不变，采用电磁计算，得出可优化拓扑与边界条件，并根据热应力与机械应力计算出护套的应力优化区间；步骤4：根据所述电磁设计目标参数与基本结构，以及所述护套的基本结构和材料，结合电机电磁特性确定不同转子拓扑的等效模型，进行基于改进PSO算法的磁路计算，并通过不同粒子种群迭代得到优化区间内的最优目标；步骤5：使用电磁场有限元法校核磁路计算的结果和等效模型的合理性，验证磁路计算与实际结果的跟随精度，若满足精度要求则继续计算，否则返回所述磁路计算重新计算；步骤6：采用温度场有限元法对电机温度进行校核计算，检验拓扑分配的有效性，对优化后高速电机运行性能和电机最高温度与原始方案比较分析。