[1]金垭梅,郭健.基于滑移边界法的微型涡喷发动机用高速发电机优化设计[J].机械与电子,2018,(05):7-12.
 JIN Yamei,GUO Jian.Optimization Design of High-Speed Generator for Micro Turbojet Engine Based on Slip Boundary Method[J].Machinery & Electronics,2018,(05):7-12.
点击复制

基于滑移边界法的微型涡喷发动机用高速发电机优化设计
分享到:

《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2018年05期
页码:
7-12
栏目:
设计与研究
出版日期:
2018-05-24

文章信息/Info

Title:
Optimization Design of High-Speed Generator for Micro Turbojet Engine Based on Slip Boundary Method
文章编号:
1001-2257(2018)05-0007-06
作者:
金垭梅郭健
(南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 211106)
Author(s):
JIN YameiGUO Jian
(College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 211106, China)
关键词:
高速发电机 滑移边界 梯度下降 优化设计
Keywords:
high-speed generator slip Boundary gradient descent optimization design
分类号:
TM355
文献标志码:
A
摘要:
以微型涡喷发动机用高速永磁发电机为对象,进行电机优化设计研究。传统有限元仿真法在反电势和电感计算方面过于复杂,针对这一问题,将滑移边界法与有限元分析结合,提出一种基于滑移边界条件的电机有限元仿真模型。在此基础之上,将基于滑移边界有限元模型的电磁参数计算与梯度下降优化方法相结合,提出改进梯度优化算法,开展以发电机最小体积为优化目标的优化设计研究。基于上述优化结果设计了多台微型涡喷发动机用高速发电机样机,并通过对电机的电磁参数测试验证了所提方法的有效性。
Abstract:
The optimization design of high-speed permanent magnet generator used in micro turbojet engine(MTE)is studied in this paper. The traditional finite element simulation method is too complex in the calculation of the back EMF and inductance. In order to solve this problem, a finite element simulation model of motor based on slip boundary condition is proposed by combining the slip boundary method with finite element analysis. On this basis, combining the calculation of electromagnetic parameters based on the slip boundary finite element model with the gradient descent optimization method, this paper proposes an improved gradient optimization algorithm, aiming at optimizing the design for the minimum volume of generator. Based on the above optimization results, several high-speed generator prototypes for MTE are designed, and the validity of the proposed method is verified by testing their electromagnetic parameters.

参考文献/References:

[1]王光辉, 陈杰, 蔡涛,等. 多目标分解随机粒子群优化算法及其在直线电机优化设计中的应用[J]. 控制理论与应用, 2013, 30(6):693-701.
[2]VAEZ-ZADEH S, ISFAHANI A H. Multiobjective design optimization of air-core linear permanent-magnet synchronous motors for improved thrust and low magnet consumption[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2006, 42(3):446-452.
[3]范坚坚, 吴建华, 沈磊,等. 极间隔断Halbach型磁钢的永磁同步电机多目标优化设计[J]. 电工技术学报, 2009, 24(9):53-58.
[4]刘慧娟, 傅为农. 一种参数化网格剖分方法及其在电机优化设计中的应用[J]. 中国电机工程学报, 2012, 32(21):125-130.
[5]曹先庆. 一种快速的永磁同步电动机效率优化方案[J]. 微电机, 2013, 46(10):69-73.
[6]崔皆凡, 刘娜. 有限元结合并行梯度遗传算法及其应用[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2012(5):17-20.
[7]陈定积, 刘泉, 王先逵,等. 永磁同步直线电机空载反电势的分层有限元分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2004, 44(2):212-214.
[8]孙东森, 葛宝明, 毕大强,等. 高速开关磁阻电机的电感计算与运行分析[J]. 北京交通大学学报, 2010, 34(5):74-77.
[9]王世山, 刘泽远, 邓智泉. 增强能量增量法求解无轴承开关磁阻电机电感[J]. 南京航空航天大学学报, 2009, 41(1):85-90.
[10]吴云鹏. 高速永磁发电机电磁设计方法及关键技术研究[D]. 南京:南京航空航天大学, 2014.
[11]HUANG Y K, DONG J N, ZHU J G, et al. Core loss modeling for permanent-magnet motor based on flux variation locus and finite-element method [J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2012, 48(2):1023-1026.
[12]NEHL T W, FOUAD F A, DEMERDASH N A. Determination of saturated values of rotating machinery incremental and apparent Inductances by an energy perturbation method[J]. IEEE Transactions on Power Apparatus & Systems, 1982, PAS-101(12):4441-4451
[13]姚新祥, 黄贤蕾, 王周叶,等. 永磁同步电机电感参数的计算[J]. 家电科技, 2015(3):69-71.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2018-01-19
作者简介:金垭梅(1993-),女,江苏南通人,硕士研究生,研究方向为电机电器及其控制技术;郭健(1980-),男,山东洪洞人,博士,副教授,研究方向为特种电机、变压器设计、多物理场耦合计算。
更新日期/Last Update: 2018-05-24