高速低真空磁浮列车直线电机电磁力的优化设计

摘要

为了对高速低真空磁浮列车在运行过程中产生的电磁力进行深入分析，并在此基础上实现对电磁力的优化，以直线感应电机为研究对象，提出了参数化处理和Evolutionary Algorithms(EA)多目标优化相结合的方法来优化电磁力。首先根据磁浮列车所用直线感应电机的电机结构，建立了瞬态场有限元模型，然后分析其电磁力的特性曲线。参数化次级厚度来预测次级厚度大小与电磁力的关系，使用以速度、次级铝板厚度、次级钢板厚度为变量，电磁推力和法向力为目标的EA多目标优化方法，得到最佳的电磁推力和法向力。结果表明，随着次级厚度的增大，电磁推力的值减小，电磁法向力由正值变为负值且绝对值减小，法向力由吸引力变为排斥力。当速度为0.001 m/s、次级铝板厚度为2.895 mm、次级钢板厚度为5.789 mm，稳态时的电磁推力和法向力与优化前相比分别提升了3.62 N和2.503 N，优化效果显著。参数化处理和EA多目标优化相结合的方法能够有效优化电磁力，适用于直线感应电机的多目标优化设计，优化结果可以为直线感应电机设计时结构和性能的提高提供重要依据。

关键词

磁浮列车 / 电磁力 / 直线感应电机 / 参数化处理 / EA多目标优化