基于改进差分进化和粒子群混合算法的电力系统最优潮流计算

针对电力系统最优潮流典型的非线性多峰值的非凸规划问题,提出一种将差分进化与粒子群优化算法结合在一起的混合优化算法.采用双种群进化策略,分别利用粒子群优化算法和差分进化算法进行寻优迭代,通过信息分享机制,使两个种群在寻优过程中协同进化.提出一种老化机制和精英改选机制,根据最优粒子的引导能力动态改变其寿命.在其引导能力不足时,采用一种多项式变异策略引入一个竞争个体与最优粒子竞争,使算法全局寻优能力得到加强.IEEE30节点系统仿真结果表明,算法收敛速度快、精度高,具有一定的有效性和可行性.

永磁同步电动机电磁振动噪声的分析与研究

简要地分析了径向电磁力的产生原理,基于力学理论可以得到振动幅值与径向电磁力,振动频率和力波次数的关系。利用Maxwell 2D有限元分析软件分别仿真计算了两台12槽10极和24槽8极永磁同步电动机的电枢磁场和永磁体磁场。通过径向力波分析研究永磁同步电动机的电磁振动噪声,结果表明,12槽10极永磁同步电动机包含大量次数低于4次的径向力波,24槽8极永磁同步电动机的径向力波次数均为0,显然整数槽电动机比分数槽电动机更有利于降低电机的电磁振动噪声。此方法能够为降低永磁同步电动机的电磁振动噪声提供理论依据。

转子动态偏心对永磁同步电机性能的研究

在工程中由于偏心不同程度的存在气隙不均匀的情况,势必影响气隙磁场分布,进而影响齿槽转矩的大小,现通过解析法研究了转子动态偏心对齿槽转矩、气隙磁密与反电势的影响。基于Maxwell 2D建立48槽8极表贴式永磁同步电机的仿真模型,结果表明齿槽转矩随着偏心度的增大而略有减小,气隙磁密随着偏心度的增大而增大,反电势随着转子偏心距的增大并没有改变。

一种确定永磁同步电动机最佳极弧系数组合的方法

为削弱永磁同步电动机的齿槽转矩,提出一种不同极弧系数组合的方法。根据齿槽转矩表达式定性分析了极弧系数对齿槽转矩的影响,以48槽8极表贴式调速永磁同步电动机为例,建立Maxwell 2D模型,给出优化极弧系数和调整极弧系数组合的方法,利用有限元法对不等极弧系数组合进行建模分析。结果表明,合适的选择极弧系数进行组合可明显地削弱齿槽转矩。为调速永磁同步电动机的优化提供一定的参考。

基于响应面法的永磁电机转矩多目标优化

为优化一台36槽8极的表贴式永磁同步电机的输出转矩,以优化转矩波动系数、起动转矩值、输出转矩均值为目标,选择对电机转矩参数影响较大的磁钢厚度、磁钢偏心距、极弧系数3个电机参数进行优化。应用基于中心组合设计(CCD)的方法,构造实验样本数据组;通过有限元仿真分析,对响应面模型函数拟合回归;通过方差分析对模型的合理性进行评价;利用Design-Expert软件分析并求得最优参数解。结果表明,基于响应面法(RSM)的优化方法,能有效抑制转矩波动,提高输出转矩和起动转矩的幅值。

基于响应面法的外转子永磁电机齿槽转矩抑制

为削弱一款12槽10极外转子永磁同步电机的齿槽转矩,提出定子齿冠上开辅助槽的方法。采用响应面法(RSM)与粒子群算法(PSO)结合的方式,以齿槽转矩幅值为目标响应量,基于Box-Behnken设计(BBD)对辅助槽槽深度、宽度以及偏移齿冠中心线角度三个因素进行实验设计。通过多维二次模型对因素变量和响应之间的关系进行拟合,得到拟合的响应模型函数,利用方差分析检验了模型的合理性和显著性,并分析了因素变量之间的交互作用。采用PSO对响应函数进行寻优,得到最优的因素组合。结果表明,通过定子齿冠开辅助槽并利用RSM-PSO模型对辅助槽进行设计的方法,能有效抑制外转子永磁同步电机的齿槽转矩。

基于槽口偏移的永磁同步电动机齿槽转矩抑制

齿槽转矩是永磁电机设计制造中必须考虑的关键问题之一。为了抑制永磁同步电动机的齿槽转矩,采用傅里叶级数的方法对齿槽转矩进行分析,研究了单个槽对应的齿槽转矩与电机总齿槽转矩之间的关系。将电机电枢槽沿着旋转方向划分为偶数组,分析推导了单个电枢槽组对应的齿槽转矩,采用将相邻的电枢槽组设为对应组,通过将一组或者多组电枢槽组的槽口偏移适当角度的方法,使得对应组间齿槽转矩分量互相抵消,从而抑制电机总齿槽转矩特定次数的谐波,削弱总齿槽转矩幅值,并给出了具体偏移角度的公式。以一台12槽8极永磁同步电动机为例,仿真分析结果表明,采用该方法能有效抑制永磁同步电动机总齿槽转矩的基波以及低次数谐波,使得电机齿槽转矩幅值明显下降。

基于磁极偏移的永磁同步电动机齿槽转矩优化

文章推导了磁极偏移后齿槽转矩的表达式,分析了齿槽转矩与偏移角度的关系。并以一台48槽8极单相永磁同步电机为例,采用ANSYS有限元分析软件,对不同偏移角度下的齿槽转矩进行了仿真,通过对比分析达到优化齿槽转矩的目的。

基于GPR-PSO模型的PMSM齿槽转矩抑制

齿槽转矩是永磁电机特有的问题之一,是电机设计过程中必须考虑以及解决的关键问题。为了抑制表贴式永磁同步电动机(PMSM)的齿槽转矩,以PMSM齿槽转矩幅值为目标,以极弧系数、偏心距、磁钢充磁方式、定子槽口宽度为变量,研究了通过GPR-PSO模型方法来进行抑制齿槽转矩。利用正交实验设计安排了变量的配对,以一款48槽8极PMSM为例进行仿真,形成关于齿槽转矩幅值与变量的样本数据集。通过高斯混合回归模型(GPR)对该样本数据集进行拟合,构建拟合函数,检验了拟合模型的精度。以构建的拟合函数为适应度函数,通过粒子群算法(PSO)进行寻优,得到最优解,削弱了PMSM的齿槽转矩。结果表明,GPR-PSO模型能有效降低电机的齿槽转矩。