Оптимизационный метод формирования геометрических размеров зубцовой зоны вентильно-индукторного двигателя
Аннотация
Обоснование: Вентильно-индукторная электрическая машина (ВИМ) является перспективным типом электромеханического преобразователя энергии. Она используется как в двигательном (ВИД), так и в генераторном (ВИГ) режимах. ВИД могут применяться не только в механизмах с вращательным движением, но и в качестве линейных двигателей, в том числе в магнитолевитационных транспортных системах.
Вопросам проектирования ВИД посвящено достаточно много публикаций. В развитие этого направления предлагается дальнейшее совершенствование процесса проектирования ВИД с использованием оптимизационного метода формирования геометрических размеров зубцовой зоны.
Цель: Снижение пульсаций электромагнитного момента ВИД посредством оптимизации геометрических размеров зубцовой зоны.
Материалы и методы: Для моделирования магнитных полей использовалась программа FEMM 4.2. Реализация оптимизационного алгоритма, а также обработка результатов полевых расчетов осуществлялись в программе MATLAB. За основу для разработки оптимизационного алгоритма был взят метод оптимизации Монте-Карло (метод случайного поиска), а его усовершенствование было достигнуто с помощью математических методов, основанных на теории вероятности.
Результаты: В результате проведения оптимизационных расчетов была получена геометрия зубцовой зоны, обеспечивающая снижение пульсаций электромагнитного момента ВИД со 122 % до 40 %.
Заключение: Приведенные в статье исследования позволяют сделать вывод об эффективности применения при проектировании ВИД оптимизационного алгоритма, а также о целесообразности снятия ограничений на форму зубца ВИД и переходе на криволинейную форму, определяемую в процессе решения задачи оптимизации по заданному критерию.