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高带宽低速大转矩永磁同步电动机的优化设计

陈浩  刘向东  赵静  
【摘要】:为了使执行结构在低速条件下获得较快的动态响应,本文设计了一种直驱应用的高带宽、低速、大转矩永磁同步电动机。高带宽要求电动机具有较大的加速度,较低的转动惯量,而空间尺寸的限制使得电动机工作于非线性区,致使电动机容量增大。综合考虑了电动机转动惯量、体积、电动机电容量三者之间的关系,通过循环迭代选取了满足条件内的最优结果,对电动机进行了初步设计。然后,针对大力矩电动机的特点,进一步分析了电动机功率因数低的原因。为了改善电动机性能,本文采用基于时步有限元的改进Taguchi优化算法,合理选取永磁体极弧系数等5个结构参数作为优化变量,电动机功率因数等4个性能指标为优化目标,对电动机进行多变量多目标优化。有限元分析及样机实验结果验证了该方法的有效性。

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