电机结构优化方法综述
电力系统无功优化算法综述_寸巧萍
文章编号:1004-289X(2007)05-0016-06电力系统无功优化算法综述寸巧萍(西南交通大学电气工程学院,成都 610031)摘 要:综合分析了用于电力系统无功优化的各种优化算法,特别是一些新兴算法,指出了各种方法的优缺点。
同时还对无功优化算法进一步发展做了一些探讨。
关键词:电力系统;无功优化;常规优化方法;人工智能方法中图分类号:TM71 文献标识码:BOverview on Reactive O ptim ization A lgorithm fo r Power SystemCUN Qiao-p ing(Colleg e of Elect ro nic Engineering,Southw est Jiaot ong U niversit y,Chengdu,610031,China) Abstract:This paper synthetically analy zes all kinds of the optimization m ethods used in r eactive pow er optim ization o f pow er system,especially some new technology.And their adv antages and disadvantag es are po inted o ut respectively.Meanwhile this paper discusses some o f its future development.Key w ords:po wer sy stem;reactiv e optimization;classical algorithm;artificial intellectual algorithm1 引言电力系统无功优化是电力系统安全经济运行的一个重要方面[1],是降低有功损耗,提高电压合格率的有效手段。
基于遗传算法的永磁屏蔽电机优化设计
基于遗传算法的永磁屏蔽电机优化设计建立了永磁屏蔽电机的优化设计模型，包括优化设计变量、多目标函数和约束条件。
利用遗传算法对一台5.5kw的永磁屏蔽电机进行了多目标优化设计，详细分析了将遗传算法应用于永磁屏蔽电机优化设计中的各个操作步骤，如编译码技术，遗传操作和适应度函数等，算法设计中采用权重系数法和法和罚函数法分别对多目标问题和约束条件进行了搜索控制，优化结果表明在满足各项性能要求和约束的前提下，降低了电机的成本，并且提高了电机的效率。
标签：遗传算法；永磁屏蔽电机；优化设计1 引言石化行业使用的永磁屏蔽电机具有效率高、反应速度快以及低速大转矩的优势，大大拓宽了屏蔽泵的应用前景。
但由于电机在定子内腔和转子外表面各用一层非磁性不锈钢薄套将定子和转子部分屏蔽起来，而且它所使用的稀土永磁材料在电机成本中占有一定的比例[1]。
因此从优化设计角度研究一种既能满足特殊工况要求，又能减小磁钢用量的永磁屏蔽电机，具有十分重要的应用价值。
永磁屏蔽电机优化设计的目标函数和约束条件均为设计变量的非线性数值函数和多峰值函数，因此采用传统的优化方法很难从根本上解决电机优化设计中的全局最优解问题。
遗传算法[2]是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索算法。
该算法能较好地解决了控制参数的动态自适应性及较优值如何重复迭代等在优化设计中影响收敛速度和最终优化结果的问题。
文章将遗传算法引入到永磁屏蔽电机的优化设计领域，并结合永磁屏蔽电机的设计特点，对一台5.5kW的永磁屏蔽电机进行优化设计，提高了屏蔽泵的输出性能。
2 永磁屏蔽电机优化设计模型2.1 设计变量然后再将这些新生成的子群体合并成一个完整的群体，在这个群体中进行交叉和变异运算，最终可求出多目标优化问题的Pareto最优解。
由于权重系数的随机性，算法将得到多个不同权重系数下的优良解，因此保证了群体中对应搜索方向的多样性和最终优化结果的准确性。
3.4 约束条件的处理永磁屏蔽电机的约束主要是不等式约束，但遗传算法是无约束优化方法，因此需要将有约束优化问题转化为无约束优化问题。
永磁同步电动机转子部分的结构分析与研究
永磁同步电动机转子部分的结构分析与研究摘要：永磁同步电机具有许多优点，是未来最具应用前景的电机之一。
本文介绍了永磁同步电机的特点和工作原理，全面剖析了永磁同步电机转子部分的结构，并提出了一些优化思路。
关键词：永磁同步电机；转子；结构分析；优化随着我国制造业的发展，电子工业也得到了快速的进步，作为装备制造业的核心关键技术，高质量的电动机系统成为人们关注的重要焦点之一。
电机的综合性能可以直接影响弊端装备制造的效率和产品质量，而永磁同步电机（Permanent-Magnet Synchronous Motor, PMSM）相对于传统的电机系统具有诸多优点，是未来最具使用前景的电机之一。
本文主要研究永磁同步电机的转子结构和优化问题。
1永磁同步电机概述1.1永磁同步电机的特点所谓“永磁”是指电机转子部分是采用永磁体为原料制造的，这是对传统电机结构的一种优化，使电机综合性能得到了进一步的提升。
而所谓“同步”是指转子转速恰好等于定子绕组的电流频率，通过改变输入定子绕组的电流频率来达到控制电机转速的目的。
与传统的电机相比，永磁电机具有体积小、重量轻、功率高、转矩大、结构简单等优点，尤其是在功率/质量比、极限转速、制动性能等方面的性能提升更是十分明显。
随着各种新技术、新工艺和新材料的出现，永磁同步电机的励磁方式也在持续发展和优化，目前已经可以实现励磁装置的自适应最佳调节。
永磁同步电机非常适用于要求连续的、均速的、单方向运行的机械设备，如风机、泵、压缩机、普通机床等，因而在工业、农业等领域均有着广泛的应用。
1.2永磁同步电机的工作原理在传统的交流异步电机中，首先要求定子的旋转磁场在转子绕组中感应出电流，然后再由这些感应电流产生转子磁场。
根据楞次定律，转子始终保持着跟随定子旋转磁场转动的状态，但其速度总会慢一些，因而被形象地称为“异步”电机。
现在假设转子绕组电流不是由定子旋转磁场感应出来的，而是其本身提供的，那么显然转子磁场就和定子旋转磁场没有什么关系了。
高效节能电机研究报告
高效节能电机研究报告摘要：本文介绍了高效节能电机的研究现状及未来发展趋势。
首先介绍了高效节能电机的定义和意义，接着分析了高效节能电机的技术特点，包括优化电机结构、采用新型材料、提高电机转换效率等方面。
然后综述了高效节能电机的发展历程，从传统异步电机到永磁同步电机，再到新型电机如感应电机和开关磁阻电机的研究进展。
最后探讨了高效节能电机未来的研究方向和发展趋势，包括智能化控制、电机系统集成、绿色材料应用等方面。
关键词：高效节能电机，异步电机，永磁同步电机，感应电机，开关磁阻电机，智能化控制，电机系统集成，绿色材料应用。
一、引言随着能源需求的增长和环境污染的日益严重，高效节能电机已成为当今电机行业的研究热点和发展方向。
高效节能电机具有优良的节能性能和环保性能，对于推动能源节约和环境保护具有重要作用。
因此，高效节能电机的研究和发展已成为电机行业不可忽视的重要课题。
二、高效节能电机的定义和意义高效节能电机是指通过优化电机结构、采用新型材料、提高电机转换效率等技术手段，使电机在满足特定工作条件下能够达到更高的能源利用效率和更低的能源消耗。
高效节能电机具有以下几方面的意义：1、节能减排。
高效节能电机能够降低电机的能耗和环境污染，达到节能减排的目的。
2、提高经济效益。
高效节能电机能够有效降低电机的运行成本，提高经济效益。
3、促进产业升级。
高效节能电机的研究和应用能够推动电机行业的技术进步和产业升级。
三、高效节能电机的技术特点高效节能电机具有以下几方面的技术特点：1、优化电机结构。
通过优化电机结构设计，如减小电机转子和定子之间的间隙、增加定子和转子的铁芯截面积等手段，能够提高电机效率。
2、采用新型材料。
采用新型材料如高温超导体、磁性纳米材料等，能够提高电机的性能和效率。
3、提高电机转换效率。
通过减小电机的损耗，如铜损、铁损等，能够提高电机的转换效率。
四、高效节能电机的发展历程高效节能电机的发展历程主要经历了以下几个阶段：1、传统异步电机。
混合励磁电机技术综述与发展展望
混合励磁电机技术综述与发展展望一、本文概述随着能源危机和环境问题的日益突出，高效、环保的电机技术成为当前研究的热点。
混合励磁电机作为一种新型电机，结合了传统电励磁电机和永磁电机的优点，具有高效、高功率密度和良好的调速性能，因此在电动汽车、风力发电、工业驱动等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在对混合励磁电机技术进行综述，分析其发展现状、基本原理、结构特点、控制策略以及应用领域，并展望其未来的发展趋势。
通过深入研究混合励磁电机技术，有助于推动电机技术的创新与发展，为实现绿色、可持续的能源利用提供理论支持和实践指导。
二、混合励磁电机的基本原理与特点混合励磁电机是一种结合了电励磁和永磁励磁的电机，其基本原理在于通过同时利用电励磁和永磁励磁产生的磁场，以实现电机性能的优化和提升。
在混合励磁电机中，永磁体提供了基础磁场，而电励磁部分则用于调节和增强磁场，以满足电机在不同运行条件下的需求。
高效率：由于永磁体的存在，混合励磁电机在运行时可以产生较强的磁场，从而提高电机的效率。
同时，通过电励磁的调节，可以进一步优化电机的运行效率。
良好的调速性能：通过调节电励磁部分的电流，可以改变电机的磁场强度，从而实现电机的调速。
这种调速方式响应速度快，调节范围宽，使得混合励磁电机在需要频繁调速的应用中具有优势。
高功率密度：混合励磁电机结合了永磁电机和电励磁电机的优点，可以在保持较高效率的同时实现较高的功率密度，适用于对电机性能要求较高的场合。
良好的适应性：混合励磁电机可以通过调节电励磁部分的电流来适应不同的负载和运行条件，因此在一些负载变化较大的应用中具有较好的适应性。
混合励磁电机具有高效率、良好的调速性能、高功率密度和良好的适应性等特点，这些特点使得混合励磁电机在许多领域具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，混合励磁电机将在未来的电机技术发展中占据重要的地位。
三、混合励磁电机的关键技术混合励磁电机作为一种先进的电机技术，其设计和实现涉及多个关键技术。
电机控制策略的优化研究
电机控制策略的优化研究在现代工业中，电机作为一种基础设备，广泛应用于各行各业。
电机控制策略的优化研究是提高电机运行效率和控制性能的关键。
本文将从多个角度对电机控制策略的优化进行综述和讨论。
一、电机控制策略简介电机控制策略是指通过控制电机输入信号，实现对电机运行状态和输出的精确控制。
常见的电机控制策略包括：恒速控制、矢量控制、直接转矩控制等。
不同的控制策略适用于不同的应用场景和电机类型。
通过优化电机控制策略，可以提高电机的效率、降低能耗并改善系统的性能。
二、电机控制策略的优化方法1. 参数优化方法参数优化是电机控制策略优化的基础。
通过调整电机控制器的参数，可以提高电机的响应速度、稳定性和输出性能。
常用的参数优化方法包括：试错法、自适应方法、模型识别方法等。
这些方法可以根据实际情况和需求，选择最佳的参数组合，从而实现电机的最优控制。
2. 能量优化方法能量优化是电机控制策略优化的重要方面。
通过合理地控制电机的输入信号和工作状态，可以降低电机的能耗，提高工作效率。
常见的能量优化方法包括：最大效率控制、变频控制、负载预测等。
这些方法可以有效减少电机的能耗，提高系统的能源利用率。
3. 响应优化方法响应优化是电机控制策略优化的关键环节。
通过优化电机的响应特性，可以提高电机的动态性能和控制精度。
常用的响应优化方法包括：优化控制器的结构和参数、采用预测控制方法、控制器的自适应调整等。
这些方法可以使电机在响应速度、精度和稳定性方面达到最佳效果。
三、电机控制策略的应用领域1. 工业自动化领域电机作为工业自动化中的重要设备，广泛应用于机械、仪器、能源等行业。
通过优化电机控制策略，可以提高生产效率、降低维护成本，并实现自动化控制。
2. 新能源领域电机在新能源领域中扮演重要角色，如风力发电、太阳能发电等。
通过优化电机控制策略，可以提高能源的利用效率，降低电网对于新能源的依赖。
3. 交通运输领域电机在交通运输领域具有广泛应用，如电动汽车、高铁等。
轴向永磁电机及其研究发展综述
轴向永磁电机及其研究发展综述一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，电机作为转换电能为机械能的装置，其性能与效率的提升一直是工业界和学术界关注的焦点。
轴向永磁电机（Axial Flux Permanent Magnet Machines，AFPM）作为一种新型的电机结构，其独特的设计和优异的性能使其在众多应用领域展现出广阔的前景。
本文旨在对轴向永磁电机及其研究发展进行综述，以期为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考和启示。
本文将简要介绍轴向永磁电机的基本结构和工作原理，帮助读者理解其独特的设计特点和优势。
本文将重点回顾轴向永磁电机的发展历程，分析其在不同阶段的技术进步和创新点。
接着，本文将探讨轴向永磁电机在不同应用领域中的实际应用情况，包括但不限于电动汽车、风力发电、工业自动化等领域。
本文还将对轴向永磁电机的性能评估与优化方法进行讨论，分析现有研究在提高效率、降低损耗、增强可靠性等方面的主要成果和挑战。
本文将展望轴向永磁电机未来的研究和发展趋势，探讨其在新材料、新工艺、新控制策略等方面的创新潜力，以期推动轴向永磁电机技术的不断进步和应用拓展。
通过本文的综述，希望能为轴向永磁电机的进一步研究和发展提供有益的借鉴和指导。
二、轴向永磁电机的基本原理与结构轴向永磁电机（Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Motor, AFPMSM）是一种新型的电机设计，其特点在于磁通路径沿轴向分布，与传统径向磁通电机相比，具有更高的功率密度和效率。
其基本原理和结构如下所述。
轴向永磁电机的基本原理基于电磁感应和永磁体的磁化效应。
电机中的永磁体产生恒定的磁场，当电机通电时，电流在电机绕组中流动，产生电磁场。
这个电磁场与永磁体产生的磁场相互作用，产生转矩，从而驱动电机的旋转。
在轴向永磁电机中，磁场的方向沿轴向，因此电机的转矩也是沿轴向的。
（1）轴向磁路设计：电机采用轴向磁路设计，即磁通从电机的一端穿过电机内部到达另一端。
电机综述报告
电机综述报告1. 引言电机是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个领域。
本文将综述电机的基本原理、分类、应用以及未来发展趋势。
2. 电机的基本原理电机的基本原理是基于静电力和磁力相互作用的。
当电流通过导线时，会在导线周围产生磁场，磁场与导线内的电流相互作用，产生力使得导线受到力的作用而移动。
这种力的作用形成了电机的基本工作原理。
3. 电机的分类根据电机的不同工作原理和结构特点，可以将电机分为直流电机和交流电机两大类。
3.1 直流电机直流电机是最早被发明和广泛应用的电机类型之一。
它的特点是转速调节范围广、转矩稳定、启动和制动性能好。
直流电机可以进一步分为分别为直流励磁电机、直流串激电机和直流并激电机，每种类型的电机都有其特定的应用领域和优势。
3.2 交流电机交流电机是目前应用最广泛的电机类型之一。
它的特点是结构简单、成本低廉、运行可靠。
根据不同的转子结构，交流电机可以分为异步电机和同步电机。
异步电机主要应用于家用电器、工业领域等，而同步电机则主要应用于发电机、压缩机等领域。
4. 电机的应用电机在各个领域都有着广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用领域：4.1 工业制造电机在工业制造中扮演着重要的角色，用于驱动各种设备和机械。
例如，汽车制造过程中需要电机用于驱动传送带、机械臂等。
4.2 家用电器电机在家用电器中起到至关重要的作用。
洗衣机、冰箱、空调等家用电器中都使用了电机来完成各个功能。
4.3 交通运输电机在交通工具中的应用也非常广泛。
从电动自行车到高速列车，电机都发挥着重要的作用。
5. 电机的未来发展趋势随着科技的不断发展，电机也在不断创新和进步。
以下是电机未来发展的几个趋势：5.1 高效节能随着社会对能源消耗和环境保护的重视，未来电机的发展趋势将朝着高效节能的方向发展。
研究人员正致力于开发更高效的电机设计和控制技术，以减少能源浪费。
5.2 智能化随着物联网技术的快速发展，电机也将朝着智能化发展。
高速永磁电机设计与分析技术综述
高速永磁电机设计与分析技术综述一、概述高速永磁电机，作为现代电机技术的杰出代表，正以其高效率、高功率密度以及优秀的控制性能，在多个领域展现出广阔的应用前景。
随着能源危机和环境污染问题的日益严峻，对高速永磁电机设计与分析技术的研究显得尤为重要。
本文旨在对高速永磁电机的设计与分析技术进行综述，以期为相关领域的研究者提供全面的技术参考和启发。
高速永磁电机的设计涉及电磁设计、结构设计、热设计、强度设计等多个方面，其关键在于如何在高速运转的条件下保证电机的性能稳定、安全可靠。
电磁设计方面，需要优化绕组布局、磁路设计以及永磁体的选择，以提高电机的效率和功率因数。
结构设计则着重于提高电机的刚性和强度，防止在高速运转时产生过大的振动和噪声。
热设计则关注电机内部的热传递和散热问题，防止电机因过热而损坏。
强度设计则要求电机在承受高速运转产生的离心力时，能够保持结构的完整性。
高速永磁电机的分析技术则涵盖了电磁场分析、热分析、结构分析等多个方面。
电磁场分析可以预测电机的电磁性能，为优化设计提供依据。
热分析则用于评估电机在不同工况下的热状态，为散热设计提供参考。
结构分析则关注电机在高速运转时的动态特性，为强度设计提供支撑。
随着计算机技术和数值分析方法的快速发展，高速永磁电机的设计与分析技术也在不断进步。
通过采用先进的电磁仿真软件、热仿真软件以及结构仿真软件，可以更加精确地预测电机的性能，为设计优化提供有力支持。
1. 高速永磁电机的定义与重要性高速永磁电机（HighSpeed Permanent Magnet Synchronous Motor, HSPMSM）是一种特殊类型的电机，其核心特点在于使用永磁体来产生磁场，以及能够在高转速下稳定运行。
与传统的电励磁电机相比，HSPMSM具有更高的功率密度、更高的效率以及更低的维护成本，因此在许多现代工业应用领域中具有显著的优势。
HSPMSM的重要性体现在以下几个方面：随着全球能源危机的日益加剧和环境保护需求的不断提升，节能减排、提高能源利用效率已成为工业生产中的重要目标。
轴向磁通电机控制方法综述
轴向磁通电机控制方法综述发布时间：2021-07-27T15:21:40.020Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：魏新宇[导读] 摘要：随着电动汽车的发展，轴向磁通电机（Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet，AFFSPM）因其高比功率和高转矩密度的优点，受到广大汽车主机厂的认可。
哈尔滨电气动力装备有限公司黑龙江省哈尔滨市 150046摘要：随着电动汽车的发展，轴向磁通电机（Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet，AFFSPM）因其高比功率和高转矩密度的优点，受到广大汽车主机厂的认可。
关键词：轴向磁通电机控制方法引言随着高性能永磁材料的出现，永磁同步电机也在快速地发展。
在永磁同步电机中，轴向磁通电机（以下简称AFFSPM）以其高功率密度、高转矩密度、高效率以及高集成度的特点使其能在电动汽车、风力发电、轮船驱动、心脏泵等方面得到极大的应用。
尽管AFFSPM技术目前已经得到广泛的研究，然而在当前的研究中，工业实际应用与AFFSPM设计分析之间仍然存在一些关键问题尚待解决。
1电机结构和磁场调节机理1.1电机结构定子铁心由12个H形单元定子铁心拼装而成，中间嵌入12块切向交替充磁的永磁体，由隔磁环将其分为磁路相互独立的内外两部分；电枢绕组周向分布在由永磁块和励磁支架隔开的相邻定子槽中；盘式转子由转子极和转子磁轭组成；励磁绕组轴向缠绕在励磁支架上，电机内磁场呈轴向分布，为一种无刷交流电机。
1.2磁场调节机理根据磁路磁阻最小的原理，绝大部分磁通由N极出发，经H形单元定子铁心、气隙、转子齿、转子磁轭、相邻转子齿、气隙、相邻的H 形单元定子铁心，再回到S极；其中单箭头所指路径为永磁磁通回路，双箭头所指路径为电励磁磁通回路。
当励磁磁通与永磁磁通路径相同时，电机工作在增磁状态，气隙磁通、永磁磁通和电励磁磁通三者之间的关系为：；当励磁磁通路径与永磁磁通相反时，电机工作在弱磁状态：。
电机系统能效现状和节能潜力分析方法综述
电机系统能效现状和节能潜力分析方法综述发布: 2009-11-27 10:29 | 作者: 秦宏波 | 来源: 上海节能 | 查看: 7次1 前言电动机广泛应用于工业、商业、农业、公用设施和家用电气的各个领域，用于拖动风机、泵、压缩机等各种设备。
电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷，其用电量在各个国家的总用电量中均占有相当大的比重。
根据美国能源部的统计，电机系统用电量占全美用电量的50%，占其工业用电量的70%。
根据欧盟的统计，电机系统占欧盟总用电量的42%，占其工业用电量的69％。
根据我国国家发改委2003 年的调查结果，电机系统耗电约占我国用电量的60％以上。
其中，风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国用电量的10.4%、20.9%、9.4%和6%[1]。
国际铜业协会进行的“全国电机现状市场调研”结果显示：2007年我国各类电动机装机总容量约为7.28 亿千瓦，耗电量约为19566 亿千瓦时。
由于电机系统消耗了大部分的工业用电，因此提高该系统的能效水平对于各国的能源节约和环境保护具有重要意义。
欧盟预测，对不同功率的电机效率提高1%~6%，可节能3%，每年可节约电能276 亿千瓦时，相当于5 座100 万千瓦电站的供电能力。
根据国际铜业协会预测，在我国通过提高电动机的能效标准和推广高效电动机的应用，到2011 年可累计节电764 亿千瓦时，减排二氧化碳7640 万吨[2]。
2 我国电机系统能效现状改革开放以来，我国制造业有了长足发展，近些年企业通过自主研发和消化吸收，电动质量有了显著提高，对推动电机系统的节能工作起了很大的促进作用。
但与发多国家比较，我国的电机系统尚存在很大的节能潜力和技术升级空间，主要表现在：1）电动机和被拖动设备效率低。
我国生产和在用的电动机以Y 系列为主，占据了近90%的市场份额，其效率平均值为87.3％。
美国高效电动机效率平均值为90.3%，该效率为美国能源政策法令所规定的市场准入水平，美国超高效电机的效率平均值为91.7％。
音圈电机结构优化及应用综述
2021年3月电工技术学报Vol.36 No. 6 第36卷第6期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2021DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.200725音圈电机结构优化及应用综述柴嘉伟贵献国（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨 150001）摘要音圈电机是一种不需要任何机械传动环节，就可以将电能转化为直线运动机械能的直线电机。
由于具有结构简单、体积小、响应速度快、定位精度高、易于控制等优点，音圈电机广泛应用于国民经济的诸多领域。
该文首先简述音圈电机的理论基础，阐述音圈电机的工作原理、结构分类以及各结构的特点；然后，结合国内外学者对音圈电机的结构优化，对音圈电机提高力常数和定位精度的方法进行归纳总结；最后，对音圈电机的主要应用领域进行综述，并对其发展趋势和研究热点进行讨论和展望。
关键词：音圈电机结构优化力常数定位精度中图分类号：TM359.9Overview of Structure Optimization and Application of Voice Coil MotorChai Jiawei Gui Xianguo（School of Electrical Engineering and Automation Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001 China）Abstract Voice coil motor is a linear motor that can convert electrical energy into linear motion mechanical energy without any mechanical transmission. Due to the advantages of simple structure, small size, fast response speed, high positioning accuracy and easy control, voice coil motors are widely used in many electrical fields. This paper briefly described the theoretical basis of the voice coil motor, and explained the working principle, structural classification and characteristics of each structure of voice coil motor. Besides, based on the research of domestic and foreign scholars on the structure optimization of voice coil motor, this paper summarized the methods of improving the force constant and positioning accuracy of voice coil motor. Furthermore, the main application fields of voice coil motor were summarized, and their development trends and research hotspots were discussed and prospected.Keywords：Voice coil motor, structure optimization, force constant, positioning accuracy0引言音圈电机是一种直接驱动的无迟滞设备[1-2]，利用永磁体产生的磁场与通电线圈的相互作用产生驱动力。
无刷双馈电机研究综述与展望
无刷双馈电机研究综述与展望
于克训;陈曦;谢贤飞;赵探探;潘卫东
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2024(39)2
【摘要】无刷双馈电机具有结构可靠、变频器容量小等优势,非常适合灵活运行于防爆、易燃等特殊或极端工况,近年来受到广泛关注。
该文根据无刷双馈电机的基本工作原理,明确了该类电机的命名原则与规范名称;总结了现有定转子方案的结构及性能特点,综合考虑性能指标与结构工艺,提出了转子双套绕组的发展方向;梳理了无刷双馈电机的稳态等效电路模型及基于各类数学模型的优化设计方法,针对现存难以完整考虑不同转速工况性能的不足,阐明了利用新型同步-异步相串联等效电路进行优化设计的思路;对比分析了经典及新近出现的无刷双馈电机控制系统拓扑和控制策略特点,面向典型电动、发电工况建立了完整的电机及控制系统。
最后,对无刷双馈电机的上述理论研究问题及工业应用的发展方向进行了总结阐述,为该类电机的深入研究及加快推广应用提供参考和指导。
【总页数】26页(P397-422)
【作者】于克训;陈曦;谢贤飞;赵探探;潘卫东
【作者单位】强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学)
【正文语种】中文
【中图分类】TM301
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机组组合问题的模型与优化方法综述
机组组合问题的模型与优化方法综述机组组合（UnitCommitment，简称UC）是指在满足用户负荷需求、负荷平衡和发电成本最低的条件下，将可用机组分段投运，选择合适的机组组合投运方式。
UC问题具有实用性，是系统优化调度和可靠性分析的基础，在电力系统运行中具有重要的实际意义。
UC问题包括多个约束条件和目标函数，故是一个典型的约束多目标优化问题。
由于它具有约束多目标、非线性和非凸性等特点，因而具有极大的挑战性和复杂性，有可能存在多个局部最优解，使得UC问题很难得到全局最优解。
为此，多年来学者们开展了大量的理论研究和应用研究，提出了大量的UC模型和算法，其中给出的模型和算法具有较高的准确性和可靠性，为提高系统运行效率提供了有效的支持。
一、数学模型UC问题的数学模型由一般的线性规划问题和约束最优化问题构成，其具体形式为：最小化发电成本：Minz =cj*ΣPj使得：1.系统负荷平衡：ΣPj-Pd = 02.机组投运约束：Rmin≤Rj≤Rmax3.机组运行时间约束：Tu≤Σtj≤Td4.机组上下网约束：Σ(tj-tj-1)≥Tu5.发电量约束：Pmaxj≥Pj≥Pminj6.连续发电约束：Σ(Tj-Tj-1)≥TD7.发电机最大负荷变化量约束：|Pj+1-Pj|≤PmaxΔP上式中，cj为单位发电量的发电成本，Pd为负荷需求，Pj为单位机组的发电量，Rmin、Rmax分别为机组的最小、最大运行比例，Tu、Td分别为机组的最小、最大运行时间，tj为机组的实际运行时间，TD为机组的连发约束，PmaxΔP为机组的最大负荷变化量，Pmaxj、Pminj分别为机组的最大、最小发电量。
二、优化方法UC问题大多使用多目标优化方法进行求解。
传统的多目标优化方法主要有改进拓扑搜索、“缩放因子-改进拓扑搜索”模型、双线性规划模型等，这些方法的优化结果受到随机初始状态的影响，且很容易陷入局部最优解。
而近年来，随着智能计算、数据挖掘和大数据技术的发展，新一代优化算法如混合优化、支持向量机、遗传算法、蚁群算法、人工神经网络等已被用于UC问题的求解。
电机控制方法的综述与比较
电机控制方法的综述与比较电机控制方法是指通过控制电机的电流、电压和频率等参数来实现电机的启动、运转、停止和调速等控制过程。
随着科技的不断进步，电机控制方法在工业生产中的应用越来越广泛，不同的电机控制方法具有不同的特点和适用范围。
本文将对几种常见的电机控制方法进行综述与比较，以帮助读者更好地了解和选择适合自己需求的电机控制方法。
1. 直流电机控制方法直流电机控制方法是最早应用的电机控制方法之一。
它通过改变直流电机的电流或电压来控制电机的转速和转矩。
直流电机控制具有精度高、调速范围广、响应快等特点，在工业生产中得到广泛应用。
常见的直流电机控制方法包括电阻调速、电枢反接、定子反接、强磁调速等。
直流电机控制方法在精密仪器、机器人、电动车辆等领域具有重要地位。
2. 感应电机控制方法感应电机控制方法是目前工业生产中最常用的电机控制方法之一。
它通过改变感应电机的电压、电流和频率等参数来控制电机的转速和转矩。
感应电机控制方法具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优点，广泛应用于传输、压缩、提升等工业领域。
常见的感应电机控制方法包括电压调制控制、矢量控制、直接转矩控制等。
感应电机控制方法在电梯、通风设备、水泵等领域得到广泛应用。
3. 无刷直流电机控制方法无刷直流电机控制方法是近年来出现的新型电机控制方法。
它与传统的带刷直流电机相比，无刷直流电机具有无刷、高效、寿命长等优点。
无刷直流电机控制方法通过改变无刷直流电机的电流、电压和频率等参数来控制电机的转速和转矩。
常见的无刷直流电机控制方法包括电压调制控制、磁场定向控制等。
无刷直流电机控制方法在工业自动化、电动工具、家用电器等领域应用广泛。
4. 步进电机控制方法步进电机控制方法是一种精密定位控制方法，主要应用于需要高精度位置控制和定量运动的设备。
步进电机控制方法通过改变步进电机的相序、脉冲频率和脉冲数等参数来控制电机的转动角度和速度。
步进电机控制方法具有定位精度高、结构简单、可靠性强等特点，广泛应用于3D打印机、纺织机械、数控机床等领域。
直线电机的发展及其磁阻力优化综述
原理、 驱动力 和定位精度等 方面介绍了国 内外直线 电机 的研究现状 。针对 影响直线 电机驱 动性能 的磁阻力参 数 ， 归纳 了相关 文献 削弱磁 端效 应和减少齿槽力的原理和研究方法 ， 并 从电机本体设计与 电机控制技术两个方面对直线 电机磁 阻力的优化方法 进行 了
中图分类号 ： Ｔ Ｈ ３ ９； Ｔ Ｍ ３ ５ ９ ． ４ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ １ — ４ ５ ５ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９—１ ０ ５ １— ０ ４
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｄ ｅ ｔ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ４ ５ ５ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． ０ ０ ４
直 线 电机 的发 展 及 其 磁 阻 力 优 化 综 述
章达 众 ２， 廖 有用 ， 李 国平２
（ １ ． 中国科学 院 宁波 材料 技术 与工 程研 究所 ， 浙 江 宁波 ３ １ ５ ２ １ １ ； ２ ． 宁波大 学 机械 工程 系 ， 浙 江 宁波 ３ １ ５ ２ １ １ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｄ ｉｖ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｄ ｉｖ ｒ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｗａ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｓ ａ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｆ ｔ ｏ ｒ ｍ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｄ ｒ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ －
新型电机驱动技术综述及发展趋势
新型电机驱动技术综述及发展趋势摘要：电机驱动技术是实现电气工程自动化的关键技术之一，其发展水平的提高有利于提高产品性能和降低成本。
本文综述了近年来新型电机驱动技术的发展现状与未来发展趋势，包括新材料应用、集成化电路、数字化控制、模块化设计等技术手段，为电机驱动技术的发展提供参考。
关键词：电机驱动；新材料；集成化；数字化；模块化前言：作为实现电气工程自动化的关键基础技术，电机驱动技术的发展水平对产品性能和成本有直接影响。
近年来，电机驱动技术在新材料应用、集成化电路、数字化控制、模块化设计等方面有了长足的进步，这些新技术无疑推动了电机驱动技术的发展。
1. 新材料的应用新材料的应用是提高电机驱动技术性能的重要手段，主要包括软磁合金材料、稀土永磁材料和超导材料等。
软磁合金具有高磁导率、低磁性的特点，其在电机转子和变压器中的应用可以提高磁通，实现更大功率的传输，提高电机效率和功率密度。
软磁合金材料具有较高的饱和磁密度和较低的磁性，使得电机体积更加紧凑，铁损降低，效率提高。
随着新型软磁合金材料不断涌现，电机性能持续提升，这为小型化和高性能化发展提供了有利条件……稀土永磁材料由于其高能产品和高矫顽力，使得电机体积小型化，效率提高。
稀土材料具有较高能量产品和良好的温度稳定性，广泛应用于永磁电机，实现了小型化和轻量化设计。
但稀土资源较为稀缺，价格高昂，这在一定程度上限制其在电机驱动中的推广应用。
超导材料因为其零电阻的特点，使得超导电机效率高达95%以上，但是因为液氦制冷技术的限制，超导电机应用还面临一定难度。
超导电机整体效率很高，但液氦制冷系统较为复杂，这限制其推广应用，只在特殊领域得到采用。
新材料在电机驱动中的应用提升了整体驱动系统的性能，其广泛应用必将推动电机驱动技术向更高水平发展。
新材料的不断涌现和应用，必将推动电机产业实现深度电气化改造和性能飞跃。
2. 集成化电路技术集成电路技术的发展使得电机驱动器可实现集成化、轻型化、低成本化和高可靠性设计。
多电机同步运动控制技术综述
多电机同步运动控制技术综述1. 本文概述随着现代工业自动化的快速发展，多电机同步运动控制技术在诸多领域，如机器人、数控机床、生产线自动化等方面得到了广泛应用。
本文旨在对多电机同步运动控制技术进行全面的综述，以期为读者提供清晰、系统的技术理解和应用指导。
本文将简要介绍多电机同步运动控制技术的基本概念和原理，包括其定义、发展历程以及主要的应用场景。
接着，本文将重点分析多电机同步运动控制技术的关键技术和挑战，如同步策略、误差补偿、动态性能优化等。
本文还将对多电机同步运动控制技术的不同实现方法进行比较和评价，包括传统的PID控制、现代的控制算法如模糊控制、神经网络控制等。
在综述的过程中，本文将结合近年来国内外在多电机同步运动控制技术方面的重要研究成果和案例，深入剖析其技术特点、应用效果以及可能的发展方向。
本文将总结多电机同步运动控制技术的发展趋势和前景，以期对未来的研究和应用提供参考和启示。
通过本文的综述，读者可以对多电机同步运动控制技术有一个全面、深入的了解，为实际应用和研究提供参考和指导。
2. 多电机同步运动控制的基本原理首先是速度同步控制。
在多电机系统中，为了实现同步运动，需要确保各个电机的转速一致。
这通常通过采用速度反馈控制策略来实现，即通过传感器实时检测电机的实际转速，并与期望的转速进行比较，然后根据误差调整电机的控制输入，使其逐渐接近期望的转速。
其次是位置同步控制。
除了速度同步外，位置同步也是多电机同步运动控制中的重要方面。
为了确保各个电机在运动中保持相对位置不变，需要采用位置反馈控制策略。
这通常通过编码器或传感器实时检测电机的实际位置，并与期望的位置进行比较，然后根据误差调整电机的控制输入，使其逐渐达到期望的位置。
最后是力同步控制。
在某些多电机系统中，除了速度和位置同步外，还需要实现力的同步。
例如，在机器人抓取物体时，需要确保各个电机产生的合力与期望的抓取力一致。
这通常通过力传感器实时检测物体受到的力，并根据误差调整电机的控制输入，使其产生的合力逐渐接近期望的抓取力。
直线电机综述
直线电机综述作者：常淑英李赞来源：《科学与财富》2020年第07期摘要：直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。
它可以省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。
直线电动机的种类按结构形式可分为;单边扁平型、双边扁平型、圆盘型、圆筒型（或称为管型）等;按工作原理可分为：直流、异步、同步和步进等。
对近几年来国内外直线电机运用进行了全面的综述。
关键词：直线电机;传动装置;结构一、直线电机的结构：直线电机的运动形式是沿直线运动，不同于旋转电机需要螺纹传动装置。
直线电机由旋转电机转化而来，将旋转电机按其圆柱形径向横截面切开，平铺展成平面结构，就形成了直线电机。
旋转电机结构是由动子和定子组成，线圈绕组一端的是定子，而中间自由旋转的一端是动子，由旋转电机定子展开的一侧称为直线电机初级，由旋转电机动子展开的一侧称为直线电次级。
可以看出线圈绕组在旋转电机结构中是定子，固定不动，而在直线电机结构中是初级，可以相对运动[1]。
二、直线电机的工作原理直线电机是在传统电动机的基础上演变而来，是将传统电动机的转子和定子展开成直线，从而实现将原来的旋转运动变为往复运动，传统电动机主要有支座、转子、定子线圈、主轴、接线盒五个主要部分组成，无论是对有刷电机还是无刷电机，内转子还是外转子结构，都由定子和转子组成，供电时在电机线圈内产生旋转磁场，并产生扭矩并驱动转子进行旋转运动[2]。
三、直线电机的发展：1840年，Wheatstone开始提出和制作了最早的直线电机，直至20世纪50年代中期，控制技术及材料技术的飞速发展和新型控制元器件的不断涌现，使直线电机的理论和应用获得了迅速的发展。
自20世纪90年代以来，由于高速、精密机床进给系统的需要，使直线电机的优越性充分体现出来，直线电机的研究成为热点领域。
目前，国外比较著名的直线电机制造商主要有美国的Anorad、ParkerHannifin、Aerotech Kollmorgen公司德国的Simens、Indramat公司和日本FANUC、Mitsubishi公司等。
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电机结构优化方法综述
电机作为一种重要的机电转换设备，在现代工业及生活中得到广泛的应用。
优化电机结构是提高电机性能和效率的有效途径之一，本文将综述电机结构优化方法。
电机结构优化的目标是提高电机的效率和性能，同时减少电机耗能和成本。
因此，电机结构优化的方法主要包括以下几个方面：
一、电机磁路结构优化
电机的磁路结构是电机性能的重要因素，优化磁路结构可以提高电机的磁密和磁场分布，从而提高电机的效率和性能。
在磁路结构优化中，可以采用减小磁阻、增加磁通量、改变磁路形状等方法来优化磁路结构。
二、电机绕组结构优化
电机绕组是电机工作的关键部件，优化绕组结构可以提高电机的电磁转矩和效率，减少电机的电阻和电感损耗。
在绕组结构优化中，可以采用改变绕组形状、增加绕组层数、优化绕组材料等方法来优化绕组结构。
三、电机转子结构优化
电机转子是电机的旋转部件，优化转子结构可以提高电机的转速和
动态响应性能，减少电机的惯性负载和振动噪声。
在转子结构优化中，可以采用改变转子形状、增加转子强度、优化转子材料等方法来优化转子结构。
四、电机散热结构优化
电机散热是电机工作过程中产生的热量的散失，优化散热结构可以提高电机的散热效率和降低电机的温度，从而提高电机的效率和寿命。
在散热结构优化中，可以采用增加散热面积、改变散热材料、优化散热方式等方法来优化散热结构。
电机结构优化是提高电机性能和效率的有效方法之一，可以从磁路结构、绕组结构、转子结构、散热结构等方面入手进行优化。
在电机结构优化过程中，需要考虑到电机的实际工作条件和需求，综合考虑各种因素，以达到最优的优化效果。