Genetic Algorithms for the Optimal Design of Electromagnetic Micro-Motors

The genetic algorithm (GA) to the design of electromagnetic micro-motor to optimize parameter design. Besides the different oversize from macro motor, the novel structure of micro motor which the rotor is set between the two stators make its design different, too. There are constraint satisfaction problems CSP) in the design. It is shown that the use GA offers a high rate of global convergence and the ability to get the optimal design of electromagnetic micro motors.     

遗传算法在超微电动机参数优化设计中的应用

基于超微电动机的主要参数之间相互限制和约束，提出将遗传算法应用于超微电动机的参数设计，利用遗传算法的特性进行辅助超微电动机设计．首先确定超微电动机的简化数学模型，结合电动机工作环境对其性能的要求，确定超微电动机设计中的评价函数，利用遗传算法在整个参数空间内搜索，得到超微电动机的主要参数，并给出了该超微电动机经实验测量的性能     

轮毂电机嵌入式电磁离合器优化与动态分析

为了实现微型电动车轮毂电机设计小尺度化提高驻车制动灵敏性提出了一种嵌入式电磁离合器失电制动的新结构并进行了优化和动态分析。基于遗传算法对该电磁离合器结构参数、电磁吸力进行了优化分析优化得到的吸力比优化前的吸力增加了27.6 N;基于有限元方法对该电磁离合器的磁场分布、电流和电磁吸力、衔铁位移随时间变化等动态特性进行了精确计算分析。结果表明采用轮毂电机嵌入式电磁离合器的电磁吸力和动态响应时间能够满足微型电动车驻车制动要求。     

基于Comsol Multiphysics的新型高压直流继电器电弧仿真分析

传统直流电磁继电器采用电磁驱动方式，分断间距为2~3 mm，在工作负载增大时需增加线圈匝数，导致继电器质量增加、灭弧难度增大。为解决上述问题，采用微电机蜗轮蜗杆作为驱动机构、分断间距相比传统电磁继电器大数倍的新型高压直流继电器设计方案，并利用多物理场耦合软件Comsol Multiphysics，基于磁流体动力学（MHD）理论建立了直流继电器的二维电弧仿真模型。考虑到分断间距、电流、磁场强度以及分断速度等条件对电弧的影响，分析了不同上述条件下电弧的运动特性，得到了适定参数下较为合理的间距、工作电流、磁场强度和分断速度，为新型高压直流继电器灭弧系统的结构设计提供参考。     

A New Process and Technology for Rapid Prototyping of A μ-Micro Motor

A new process and technology of rapid prototyping for a μ-micro motor is presented as a nontraditional machining and an advanced manufacturing technology (AMT) to be realized by using masks, including the operation principle of the motor, structure design, technique, driven circuit, and quality examination with Raman spectrum. The μ-micro motor is fabricated by the micro electro-mechanical systems (MEMS) process, the structure design must be considered to fabricate or assembly the parts during machining the motor in the meantime. The research proved that integration of IC (integrated circuit) process and MEMS using masks is effective in obtaining the rapid prototyping manufacturing of the μ-micro motor. With the mature technique to fabricate the motor, there are advantages to produce the motor in short time and with lower cost than before. The motor is a common power source of micro machines in military and civilian applications, for example, applied to micro robot, micro bio medicine, and micro machine. The size of the motor is 190 μm in maximum diameter by 125 μm in height that is bulk machined in array with the number of hundreds of micro motors on a substrate.     

基于遗传算法的电动代步车用轮毂电机优化设计

 建立了电动代步车轮毂电机优化设计的数学模型,介绍了遗传算法在该轮毂电机优化设计的应用.在对电动代步车轮毂电机进行研究的基础上,针对轮毂电机设计的特点,对轮毂电机的优化设计进行了详细的研究与探讨.优化结果表明,无论是在性能、成本还是质量,电机都得到了改善,满足了产品对驱动电机的使用要求.     

电压型逆变器控制的感应电机电磁设计

对由电压型逆变器供电的感应电动机电磁负荷的选择,定、转子绕组设计和工作性能计算进行了深入的分析,提出了与普通感应电机设计不同的特点,以解决变频器与感应电动机匹配的问题.     

永磁球形电动机转矩特性的数值计算与分析

提出了一种新型永磁球形电动机的基本结构与运行机理,建立了其三维有限元分析模型;针对驱动电机自转的转矩进行了数值仿真,得到了永磁球形电动机的电磁转矩特性曲线和磁阻转矩特性曲线．通过比较分析球形电机不同转子极充磁方式、定子线圈铁心磁导率以及定子外壳是否采用铁磁材料时电磁转矩特性的变化,得出了提高球形电机输出转矩的有效途径．系统地分析了球形电机主要参数的变化对电机转矩的影响,得到了永磁球形电动机最大静转矩随定子极高度、定子铁心半径、永磁含量系数、线圈安匝数以及气隙长度等参数的变化规律．分析结果为永磁球形电动机的优化设计提供了依据．     

高温超导直线感应电机的电磁优化设计

主要给出了高温超导直线感应电机的设计和电磁分析方法.根据常规直线感应电机设计公式,结合遗传算法和约束条件得到了当前条件下最优化的电机参数.由于高温超导直线感应电机的特殊性,很难用公式法直接得到准确的电机优化参数,因此用有限元电磁分析软件Ansoft对得到的电机模型进行了性能分析,并根据分析结果修改电机参数,直到电机性能满足设计要求为止.     

电动汽车电机驱动系统传导电磁干扰建模

电磁干扰是当前电动汽车电机驱动系统设计所面临的一大挑战. 为了在系统设计初期验证电磁干扰抑制技术的有效性和可行性,文中提出了一种基于端口阻抗测量的电机驱动系统SPICE等效电路建模方法. 根据系统部件的物理结构,建立了高压屏蔽线缆模型、电机控制器模型和驱动电机模型,通过实验验证模型的精度. 将部件模型组合在一起,构建了完整的电机驱动系统传导电磁干扰预测模型. 依据GB/T 18655-2016《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》和GB/T 36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》进行了系统带载传导电磁干扰仿真和实验,验证模型的准确性.      

平面感应电机研究与其开拓展望

平面感应电机是一种新结构电机。本文利用电磁场方程研究其性能,得到了电机次级电磁力矩、电磁功率、效率和功率因数的函数式,为平面感应电机设计提供理论依据,并对其开拓前景进行了展望。     

四足机器人电驱关节用轴向磁通永磁电机设计

针对现有四足机器人电驱关节用径向磁通永磁电机存在轴向尺寸长、转矩密度低的缺陷,基于电驱关节对电机的性能指标要求,提出了一种采用双定子单转子结构的轴向磁通永磁同步电机电磁设计方案。采用Maxwell软件建立了电机的三维有限元模型,进行了电磁仿真分析。仿真结果表明：轴向磁通永磁电机额定功率为260 W,额定输出转矩为2.53 N·m,电机效率为85.36%;峰值功率为630 W,峰值转矩为7.52 N·m,仿真结果满足电机性能指标要求。对轴向磁通永磁电机与径向磁通永磁电机在相同工况下的转矩进行分析,轴向磁通永磁电机输出转矩高于径向磁通永磁电机。该轴向磁通永磁电机电磁方案为四足机器人电驱关节用电机的高转矩密度、高功率密度设计提供了新的思路。     

车用内置径向式永磁同步电机的降振优化设计

为降低永磁同步电机径向电磁力所引起的电磁振动噪声,基于电磁场、结构场以及声场有限元分析方法,提出了一种基于隔磁磁桥偏移的优化方法.以一台车用内置径向式永磁同步电机为研究对象,将电机隔磁磁桥所在位置沿转子外径的圆周轨迹向磁极方向偏移,同时对隔磁磁桥相邻间距与隔磁磁桥长度进行优化,在综合考虑电机振动噪声水平与电机性能的前提...     

用于磁悬浮列车的长定子同步直线电动机的电磁设计

介绍用于磁悬浮列车中的长定子同步直线电动机的工作原理,指出其电磁设计特点,特别是与一般旋转电机在设计上的不同之处.并编制了电磁设计程序,为长定子同步直线电动机的计算提供了依据.     

小波网络异步电机转速辨识器的设计

为实现无速度传感器异步电机控制,有时采用神经网络转速辨识器,但前馈神经网络结构难以确定,运用BP算法时又极易陷入局部解。因此,偿试利用小波网络构造转速辨识器,并将遗传算法和BP算法结合起来作为小波网络的学习算法。该算法首先采用混合编码的遗传算法优化网络的结构及网络初始权值,其次再利用BP算法对网络权值进行精确调节;这种将遗传算法与BP算法相结合的GA BP算法,实现了遗传算法的全局搜索能力与BP算法的局部寻优性能的互补结合.将所设计的网络转速辨识器运用到直接转矩控制系统当中,利用MATLAB/SIMULINK实现无速度传感器控制系统的仿真实验结果表明,该方法具有良好辨识效果。     

基于正交试验的永磁有刷直流 微电机齿槽转矩波动的稳健设计

针对齿槽转矩波动影响电机控制精度的问题,提出了基于正交试验的永磁直流微电机齿槽转矩稳健设计方法.以永磁有刷直流微电机为对象,建立基于有限元软件ANSYS的电机二维静态磁场分析模型.将电机齿槽转矩波动幅度作为望小特性,考虑齿楔角误差、气隙长度偏差、计算矫顽力偏差的噪声因素影响下,综合优化齿宽、齿楔角、槽底半径、永磁体中心角和永磁体计算矫顽力.将优化结果与原始设计方案作对比分析,结果表明:与原始设计方案相比,稳健设计后的齿槽转矩波动幅度的信噪比提高了43.5%,因此,电机齿槽转矩的波动幅值对外界干扰的影响更加稳健.     

浅析三相鼠笼式异步电动机优化设计与仿真

在分析气隙磁密和电磁负荷对电机性能影响的基础上,对电机的性能以及成本实行优化设计,并运用Matlab对优化设计后的电机进行仿真,仿真结果验证了该优化方案的可行性与有效性。     

电磁式管内微小移动机构的运动特性分析

用现代精密加工技术制作的微小移动机构 ,对于大工业用管道 (特别是细小管道 )进行无损探测和维修有着十分重要的意义 .本文介绍电磁式微小管道内机器人的工作原理、运动特性和理论分析 .通过动力学计算 ,导出其主要参数的关系式表达式 ,从而为微机械的设计提供了理论依据和资料 .     

交流电机绕组的谐波分析与噪声计算

文章详细阐述了交流电机绕组的谐波分析,给出了用计算机进行谐波分析的算法,研究了感应电机电磁噪声的计算方法,从运行结果来看,与实际测量结果接近。此计算方法对电机的电磁噪声分析和控制有一定的参考价值。此外,还分析了定转子槽数的对比关系对降低电动机的电磁噪声的作用,对应的选择转子槽数计算方法可用于电机设计。     

超材料的新应用:调控Casimir力

 随着微机电系统（MEMS）的微型化,由Casimir吸引力导致的器件黏附失效极大影响了MEMS的应用,如何减小Casimir吸引力甚至将其转化为斥力成为该领域的研究热点。本文综述Casimir力的物理起源、理论计算方法、材料电磁参数的影响规律及电磁超材料在Casimir力调控方面的应用等研究进展。