超高速永磁电动悬浮系统性能优化

摘要：

为提高超高速永磁电动悬浮系统的综合性能,围绕浮重比、浮阻比和悬浮刚度 3个重要指标开展了多目标性能优化研究.首先,对永磁电动悬浮系统进行横向延拓,推导三维电磁力模型,并进行有限元仿真分析;然后,针对浮重比、浮阻比和悬浮刚度的多目标优化问题,提出基于"系统级+子系统级"架构的并行优化策略,实现了线性加权意义下的系统性能最优.最后,搭建了"Halbach永磁阵列+凸缘式铝制转盘"实验平台,验证上述优化策略在提高系统性能上的有效性.研究结果表明:在超高速工况下,理论解析计算得到悬浮力与仿真结果误差在8%以内,而磁阻力几乎没有误差;通过优化设计,浮重比从 11.0提升至 18.3,增幅为 75.50%;浮阻比从 3.5提升至3.8,增幅为7.50%;单位质量永磁阵列的悬浮刚度从6.1 kN/m提升至20.6 kN/m,增幅为235.94%.

关键词：永磁、电磁悬浮、多目标优化

所属期刊栏目：58

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金52232013

在线出版日期：2023-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：773-782