- Tytuł:
-
Analysis of criterion functions in optimization of the magnetic circuit for TFM
Analiza funkcji celu w optymalizacji obwodu magnetycznego silnika reluktancyjnego TFM - Autorzy:
-
Kowol, M.
Łukaniszyn, M.
Latawiec, K. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/159184.pdf
- Data publikacji:
- 2009
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
- Tematy:
-
obwód magnetyczny
optymalizacja obwodu magnetycznego
funkcja celu
silnik TFM
silnik reluktancyjny
magnetic circuit optimization
criterion function
transverse flux motor - Opis:
-
The paper presents an optimal design of the magnetic circuit for a modular reluctance TFM. A numerical model of the motor developed in the Flux3D program is coupled with a Matlab-based evolutionary algorithm for optimization of construction parameters of the magnetic circuit. The fundamental role of a type of an optimization criterion function is comparatively analysed and a new effective criterion function is introduced.
W artykule przedstawiono optymalizację obwodu magnetycznego silnika reluktancyjnego o budowie modułowej z wirnikiem zewnętrznym (rys. 1), przy zastosowaniu różnych wariantów funkcji celu. Do minimalizacji funkcji celu zastosowano algorytm ewolucyjny (AE), będący uogólnieniem algorytmu genetycznego, dostępny w bibliotece programu Matlab. Do projektowania obwodu magnetycznego zastosowano natomiast program do obliczeń polowych metodą elementów skończonych Flux3D. Ze względu na to, że modele polowe charakteryzują się dużym kosztem obliczeń, w szczególności przy zastosowaniu trójwymiarowej metody elementów skończonych, algorytm optymalizacyjny został rozbudowany dodatkowo o bazę danych. W bazie tej zapisywano dane osobników oraz obliczony dla nich moment elektromagnetyczny. Przed wykonaniem obliczeń polowych, zostaje wykonana procedura przeszukiwania bazy, w celu sprawdzenia, czy dla wygenerowanego osobnika nie zostały juz wcześniej wykonane obliczenia polowe. Pierwszym zadaniem optymalizacyjnym było poszukiwanie największej wartości średniej momentu elektromagnetycznego. Funkcję celu opisano zależnością (2). W dalszej części pracy przeprowadzono obliczenia poszukiwania takiego rozwiązania, dla którego pulsacje momentu elektromagnetycznego (ε) byłyby jak najmniejsze. W tym przypadku funkcja celu została opisana zależnością (3). Pierwsze rozwiązanie charakteryzowało się uzyskaniem dużej wartości średniej momentu elektromagnetycznego w stosunku do modelu podstawowego, jednakże pulsacje momentu również wzrosły (tab. 2). Natomiast dla drugiego rozwiązania uzyskano zmniejszenie pulsacji momentu elektromagnetycznego o ponad 50% w stosunku do modelu bazowego, przy czym uzyskana wartość średnia momentu elektromagnetycznego jest mniejsza niż dla pierwszego rozwiązania (tabela 3). Stąd też w kolejnym etapie obliczeń optymalizacyjnych problem optymalizacji zdefiniowano jako poszukiwanie wysokiej wartości średniej momentu elektromagnetycznego przy jednoczesnej minimalizacji jego pulsacji. Dla tak zdefiniowanego zadania funkcję celu opisano zależnościami (4) i (5). Wyniki obliczeń zamieszczono w tabelach 4 i 5. Przeprowadzona analiza pozwala na określenie optymalnych wymiarów obwodu magnetycznego, które w efekcie dają najlepsze rozwiązanie pod kątem poprawy wartości parametrów elektromechanicznych silnika już na etapie projektowania. Prezentowana metoda optymalizacyjna jest względnie prostym i skutecznym narzędziem do poszukiwania optymalnych parametrów konstrukcyjnych modeli numerycznych. - Źródło:
-
Prace Instytutu Elektrotechniki; 2009, 240; 151-162
0032-6216 - Pojawia się w:
- Prace Instytutu Elektrotechniki
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł