摘要：针对电动汽车驱动电机性能需求日益提升的现状,设计了一种车用发卡绕组多层磁钢内置式永磁同步电机,保证高功率密度、高效率的设计要求。利用有限元方法建立4种发卡绕组多层磁钢内置式永磁同步电机的二维模型,在转子分段斜极优化的基础上,比较4种电机的性能,探究多层磁钢结构中不同永磁体对电机性能的影响,选择最合适的结构进行后续多次优化;利用田口算法对电机磁钢尺寸设计进行优化,通过参数对优化目标影响的比重选出最优组合;对优化后的电机进行Halbach充磁,对每层磁钢分别利用同一角度充磁,进行参数化扫描寻优,选择最合适的一层充磁,并选择最合适的充磁角度及对应的充磁长度获取最优性能。结果表明:多次优化后的电机在保证较高平均转矩的基础上,转矩脉动与齿槽转矩大幅降低,可满足新能源汽车电机的性能需求。

摘要：利用有限元软件Simufact对挤压成形工艺进行了分析。以锡青铜连杆衬套为研究对象,选取凸模挤压速度、凸模圆角半径、凸模工作带长度和挤压温度作为试验因素,以挤压后连杆衬套的损伤值作为评价指标,设计了正交试验,并对试验结果进行了分析,同时运用田口算法对挤压工艺参数进行优化。优化后的工艺参数:凸模挤压速度为5mm/s,凸模工作圆角半径为3mm,凸模工作带长度为7mm,挤压温度为600℃。

摘要：针对田口算法(Taguchi method,TM)处理复杂优化问题时易早熟收敛的缺点,引入遗传算法中的变异思想,提出了一种基于变异机制的田口算法(mutation-based Taguchi method,MTM)。在基本田口算法的基础上,利用变异算子生成参数的水平值,提高算法跳出局部极值的能力。同时,采用自适应内循环机制,多样化算法搜索空间。将改进后的田口算法应用到多层吸波材料的优化设计中。实验结果表明,变异田口算法能够有效跳出局部极值,寻找到全局最优值,综合考虑各个变异方式的寻优效率、寻优精度及稳定性,参数的2水平值高斯变异性能最佳。优化后的多层吸波材料能够达到低反射系数、薄厚度的设计要求。

摘要：针对智能优化算法在处理天线阵列综合问题时收敛速度慢、计算次数过多的缺点,引入了田口算法(Taguchi method,TM),设计了一种基于变异机制的田口算法(mutation-based Taguchi method,MTM).变异田口算法利用变异算子产生参数水平值,同时采用自适应内循环机制,既能多样化搜索空间,又能控制算法迭代次数.仿真结果表明:变异田口算法性能可与粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)相比拟,并且计算量大大降低.采用变异田口算法对阵列天线方向图进行了综合设计,能够实现低旁瓣和零陷的目标.

摘要：针对目前新能源汽车驱动电机高功率密度和高效率的要求,设计一台发卡绕组双层永磁体内置式永磁同步电机。首先,根据驱动电机设计指标与基本方程,利用有限元方法建立电机的二维模型,研究发卡绕组尺寸、定子槽口高度和宽度对绕组涡流损耗以及转矩性能的影响。其次,利用田口算法对双层V型磁极的永磁体尺寸进行优化,并且采用转子分段斜极降低了电机转矩脉动。通过对电机空载反电势、空载气隙磁密、齿槽转矩以及额定负载工况下的磁场分布与输出性能的计算与分析,表明电机具有良好的电磁性能。通过计算电机的各项损耗,得出了电机在不同工况下的效率Map图。最后,为保证电机安全运行,对转子结构进行机械强度校核,结果证明了电机设计方案的合理性。

摘要：流化床是应用于工业粉料运输行业的关键结构,传统粉罐车采用布袋结构形式的流化床,入口处气阻较小导致布袋末端成为流化死角,使得粉料剩余量较多。文章设计一种新型粉罐车流化床结构,基于田口算法对流化床气室和气道的结构参数分别设计16种试验方案,并各自建立其因素水平的正交试验,借助计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)对所有试验方案进行数值模拟,将得到的速度分布均匀性(v u、v u′)作为响应,通过田口算法和多元回归方法对响应进行分析。结果表明:对于气室部分,隔板间隙δ(Δ_(1)=11.67、r=1)对信噪比的效应最大,分隔比K(Δ_(1)=6.07、r=2)对信噪比的效应次之,气室容量V(Δ_(1)=3.58、r=3)对信噪比的效应最小;对于气道部分,气道弧长L(Δ_(1)=6.41、r=1)对信噪比的效应较大,气道高度H(Δ_(1)=1.68、r=2)对信噪比的效应较小;确定了理论流化效果最好的气室结构参数组合为V=0.15 m^(3)、K=0.5、δ=3 mm,气道结构参数组合为L=180 mm、H=17 mm。多元回归分析验证了多因素耦合作用下流化床流体速度分布均匀性预测关联式的误差较小。

摘要：电磁铁凭借其快速性和稳定性可作为真空断路器的合闸机构。由于电磁铁的结构参数较多,在过往设计研究中难以考虑各参数对电磁力影响的耦合关系,针对这一问题,提出了一种基于田口算法的电磁铁多结构优化方法。对电磁铁进行等效磁路分析,确定对电磁力影响较大的参数作为田口算法的控制因子;以不同位置的最大电磁力为优化目标,基于有限元分析和田口算法建立直角表,分析了各控制因子对电磁力的影响规律,考虑电磁铁的功率及体积限制,并对电磁铁的最终参数进行选择;将电磁场和运动方程耦合计算,开展了电磁机构的瞬态有限元分析,对比了电磁铁优化前后的运动特性;进行了样机实验,实验与仿真结果表明,经过优化后的电磁铁所需的驱动电流更小,使用100mF电容预充到72 V电压,可在135 ms内完成6 mm运动行程。该方法可指导电磁铁结构的优化。

摘要：针对电动汽车对电机高效率和高功率密度的要求,结合发卡式绕组和内置式V型磁极结构的优势,设计了一台发卡式绕组永磁同步电机。根据电机的特点和设计指标,确定了电机的定子槽型和转子磁极结构,利用有限元方法(FEM)建立电机的二维仿真模型,验证了初步设计的合理性。针对电机齿槽转矩和转矩脉动较大的问题,首先,分析了不同转子分段斜极方式和分段数对电机齿槽转矩和输出转矩的影响,其次,利用田口算法对转子外侧辅助槽进行设计,完成了对电机转子结构的优化。对比转子结构优化前后齿槽转矩、转矩脉动、空载反电势以及气隙磁密的变化,证明了转子优化设计的有效性。最后,对优化后电机的磁场、外特性曲线、效率Map以及转子机械强度进行分析,结果表明,电机的输出性能和结构强度满足设计要求。

摘要：异步电机具有结构简单,制造、使用和维护方便,以及重量轻,成本低等优点,在各类电力拖动系统中广泛应用。与永磁电机相比,常规异步电机的效率较低,从而更加消耗能源。为提高电机的效率,提出基于遗传-模式搜索算法的异步电机多目标优化设计方案。对定子绕组采用低谐波绕组,再利用田口算法来合理选择电机优化参数,并以效率和功率因素作为优化目标,采用遗传-模式搜索算法对电机进行优化,最终得到优化后的电机参数。

摘要：内置式永磁同步电机具有输出转矩大,过载能力强,功率密度高等优点,广泛的应用于电动汽车驱动领域。由于内置式永磁同步电机存在齿槽转矩和磁阻转矩,会造成转矩脉动较大,对电机造成不良影响。选择以48槽,8极内置式永磁同步电机为例,首先选择转子的关键结构参数作为优化参数,并以增大平均转矩,降低转矩脉动,减小齿槽转矩作为优化目标。通过田口算法从众多的结构参数中合理选出对优化目标影响较大的优化参数,再采用响应面拟合优化目标曲线,最后采用遗传算法对其优化,使用有限元仿真软件验证其有效性,实现电机的多目标优化。