Coupled Analysis and Metamodel-Based Optimal Design of Interior Permanent-Magnet Synchronous Motor Considering Multiphysical Characteristics

Der Artikel geht auf die entscheidende Bedeutung der Optimierung von Elektromotoren ein, insbesondere im Kontext von Elektrofahrzeugen und Flugzeugen, wo hohe Leistung und Effizienz an erster Stelle stehen. Sie unterstreicht die Notwendigkeit, nicht nur elektromagnetische Eigenschaften, sondern auch thermische und mechanische Beanspruchungen zu berücksichtigen, um Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Die Studie stellt einen neuartigen Ansatz vor, der elektromagnetische, thermische und mechanische Spannungsanalysen kombiniert, um eine umfassende Charakteristikanalyse interner Permanentmagnet-Synchronmotoren durchzuführen. Durch den Einsatz von sieben verschiedenen Metamodellierungstechniken identifiziert die Forschung die am besten geeigneten Methoden, um objektive Funktionen und Beschränkungen anzunähern und damit die Vorhersagekraft des Metamodels zu verbessern. Der Optimierungsprozess, der einen evolutionären Algorithmus integriert, zielt darauf ab, die spezifische Leistung zu maximieren und gleichzeitig strenge Designbeschränkungen einzuhalten. Die Ergebnisse zeigen eine signifikante Verbesserung der motorischen Leistung, die durch Finite-Elemente-Analyse bestätigt wurde, was die Wirksamkeit der vorgeschlagenen multiphysikalischen Optimierungsmethode unterstreicht. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Vergleich verschiedener Metamodellierungstechniken und ihrer Vorhersagekraft und bietet einen einzigartigen Ansatz zur Optimierung von Elektromotoren unter Berücksichtigung multiphysikalischer Eigenschaften. Es umfasst auch einen gründlichen Validierungsprozess mittels Finite-Elemente-Analyse, der die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der vorgeschlagenen Methoden sicherstellt.