非均匀Halbach阵列外转子永磁同步电机分析与优化

摘要

为进一步提升带式输送机驱动电机转矩密度，提出了一种转子永磁体采用三段式非均匀Halbach充磁的外转子永磁同步电机结构并进行优化。首先，建立有限元模型，分析电机电磁特性，验证所提结构优越性。其次，计算参数Spearman相关性并参数分层，第一层参数采用改进樽海鞘算法开展多目标优化，第二层参数采取参数扫描优化。最后，通过仿真实验验证优化有效性，实验发现：所提出的非均匀Halbach阵列外转子永磁同步电机相较传统外转子永磁同步电机，在永磁体用量减少8.49%基础上，转矩密度增加3.86%,空载反电势基波幅值增大4.54%,谐波畸变率减小40.42%,转矩脉动和齿槽转矩分别降低61.59%和62.18%,显著提高了电机电磁性能。

关键词

非均匀Halbach阵列 / 外转子永磁同步电机 / 分层优化 / 多目标优化 / 樽海鞘优化算法