基于模拟退火算法的Halbach直线发电机优化设计

在研究海洋波浪能量收集的过程中,需要建立相应的理论模型来降低工程成本,提高研发效率。针对波能转换器在收集波浪能时能量的转换效率不高这一问题,采用无槽Halbach直线发电机作为装置的二级能量转换机构来优化磁场分布,提高能量的转换效率。该文描述Halbach直线发电机的拓扑结构,引入磁矢量势能理论推导出发电机性能的表达式,由此建立直线发电机的综合分析模型。基于此模型,使用模拟退火算法求全局最优解,得到一组直线发电机设计参数,包括永磁体尺寸和绕线线圈的数据。计算结果表明,理论模型解析解的峰值功率与模拟退火算法的结果相差约为3.6%。基于优化后的参数,确定了Halbach直线发电机的设计,为样机实验的验证提供了数据支撑。