横向磁场电机变量循序组合优化设计研究（下）

     为此本文提出采用优化设计方法来进行TFM的详细设计，从而一方面完成详细设计的任务，同时使得设计结果达到最佳。TFM的详细设计包括多个变量的确定，同时优化设计目标也往往不是一个，因此是一个多变量多目标优化设计问题。在现代电机设计领域，对于多变量多目标优化设计问题，国外研究工作者采用了响应面分析法结合试验设计的方法，取得了一定的效果，但是该方法在实际应用中存在两个问题：1）如果变量多于三个就很难得到满意的优化设计结果，往往发现变量较多时，其拟合响应面的多重相关系数和修正的多重相关系数都会偏小，从而拟合度小拟合误差大，同时变量较多时计算量相当大；2）优化时发现在拟合成的响应面图形中，往往表现出某些变量之间并没有很强的耦合关系，经过对电机物理结构性质的分析，发现这些变量之间基本是相互独立的，在一定的范围内它们之间对优化目标是叠加的关系，不必放在一个响应面数学模型中进行优化设计。因此，本文提出了变量循序组合优化设计方法来进行TFM详细设计，该方法将传统多变量优化设计的变量轮换法和RSM及DOE结合起来，将变量在不同的优化阶段进行组合实施优化设计，最终得到详细设计的结果，并使设计结果达到最佳。

     本文首先描述了所研制的爪极式组合定子横向磁场电机分析模型，并对其优化设计目标和优化设计变量进行了分析。然后提出了变量循序组合优化设计方法，论述了其设计过程，接着采用变量循序组合优化设计方法对ACPTFM进行了优化设计，最终使电机的主要参数输出转矩为1701.76N.m，转矩脉动控制在4.63%以内。优化过程中充分考虑了所有结构尺寸对磁路的影响，最终得到的ACPTFM设计达到了最佳，满足了电机的设计要求。