ОПТИМИЗАЦИЯ МОДЕЛИ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСЧЕТА ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА

Ilhomjon Qodirov

Авторы

 

Сафин А.Р. – доктор технических наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий (ЭПП), Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ), г. Казань, Республика Татарстан, Россия, sarkazan@bk.ru

Петров Т.И. – ассистент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий (ЭПП), Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ), г. Казань, Республика Татарстан, Россия, tobac15@mail.ru

 

Аннотация

 

 В статье рассматриваются этапы оптимизации модели синхронного двигателя с постоянными магнитами для снижения времени расчета вращающего момента. При топологической отпимизации необходимо рассчитывать вращающий момент для каждой топологии ротора, а в результате работы алгоритма таких топологий может быть больше 2000-3000, что увеличивает время полного расчета до 10-24 месяцев даже при использовании многопоточных расчетов, что не позволяет говорить о реальном практическом применении разработанной топологической оптимизации, так как для точного определения топологии необходимо провести как минимум 3 полных цикла оптимизации. Снизить время расчета можно за счет определенных действий (упрощений геометрии элементов двигателя, изменении сетки метода конечных элементов и т.д.), которые позволяют уменьшить количество конечных элементов модели синхронного двигателя. Однако при проведении каждого из этапов оптимизации необходимо помнить  про точность расчета целевого параметра (вращающий момент), изменение должно быть не более 5% от исходного значения. Поэтому важно правильно найти оптимальное время и точность расчета модели. Данный алгоритм и результаты оптимизации представлены в данной статье.

 

Ключевые слова

 

 топологическая оптимизация, топология ротора, синхронный двигатель, постоянные магниты, вращающий момент, двигатель, генетический алгоритм, модификация

 

Список использованной литературы

 

  1. Dong L., Han X., Hua L. Effects of the rotation speed ratio of double eccentricity bushings on rocking tool path in a cold rotary forging press. Journal of Mechanical Science and Technology. 2015. Vol. 29. Iss. 4.
  2. Forecasting technical state and efficiency of electrical switching devices at electric complexes in oil and gas industry / T. V. Tabachnikova, E. I. Gracheva, O. V. Naumov, A. N. Gorlov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Almetyevsk, Republic of Tatarstan, 12–14 февраля 2020 года. – Almetyevsk, Republic of Tatarstan, 2020. – P. 012014. – DOI 10.1088/1757-899X/860/1/012014.
  3. Li, B.Post, V.Kunc, A. Elliott, M. Paranthaman, M. Parans Additive manufacturing of near-net-shape bonded magnets: Prospects and challenges, https://doi.org/10.1016/J.SCRIPTAMAT.2016.12.035, Published: 2017-07.
  4. Lei, G.; Zhu, J.G.; Guo, Y.G. Multidisciplinary Design Optimization Methods for Electrical Machines and Drive Systems; Springer-Verlag: Berlin/Heidelberg, Germany, 2016; ISBN 978-3-662-49269-7
  5. Nemirovskiy, A. Experimental study of the relationship between the technical state of a power transformer and the parameters of the higher harmonic components of currents and voltages generated by it / A. Nemirovskiy, E. Gracheva, M. Bashirov // Sustainable Energy Systems: innovative perspectives : Conference proceedings, Saint-Petersburg, 29–30 октября 2020 года. – Saint-Petersburg: Springer, Cham, 2021. – P. 155-166. – DOI 10.1007/978-3-030-67654-4_18.
  6. Petrov, T. Modification Genetic Algorithm for Topological Optimization the Rotor of Synchronous Motors / T. Petrov, A. Safin // Lecture Notes in Civil Engineering. – 2022. – Vol. 190. – P. 151-156. – DOI 10.1007/978-3-030-86047-9_16.

 

Дата публикация

2023-10-27