关键词：发动机;;直线电机;;多目标设计优化;;集成设计;;三维有限元模型
摘 要：为优化永磁活塞机械电力发动机的电动力结构,在分析结构原理的基础上,建立其工作过程的三维有限元模型,并进行了试验验证。以输出电流最大和损耗最小为目标,建立了电动力结构的设计优化模型。基于ISIGHT优化设计框架集成ANSOFT Maxwell下的三维有限元模型,利用NSGA-Ⅱ遗传算法对电动力结构进行多目标设计优化。结果表明:电动力结构的输出电流和损耗值受多个尺寸影响,其中动子永磁体的尺寸影响最大,且存在最优值。优化后空载电势有效值为11.28 V,提高了27.75%;电流有效值为0.80 A,提高了26.98%;电磁力有效值为10.98 N,提高了19.14%;损耗有效值为4.17 W,降低了41.10%,发动机性能得到明显改善,验证了优化方法的有效性。
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