The algorithm of multi-objective optimization of PM synchronous motors

• Autorzy: Knypiński Łukasz , Nowak Lech

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.04.46

Warianty tytułu

PL

Algorytm optymalizacji magnetoelektrycznych silników synchronicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents multi-objective algorithm for optimal designing of permanent magnet synchronous motors. The special attention is paid on the formulation the optimization problem, especially on the correct selection of the partial criteria which constitute multi-objective function and constraints. It is pointed out that connection of multimodal parameter (cogging torque) and unimodal parameter (electromagnetic torque) in one multi-objective compromise function can lead to erroneous operation of optimization algorithm. Therefore, decomposition of the optimization task into two-level is proposed. The optimization calculation has been executed for permanent magnet synchronous motor structure with hybrid excitation system.

PL

W artykule przedstawiono algorytm do optymalizacji magnetoelektrycznych silników synchronicznych. Przedstawiono rozważania dotyczące poprawnego formułowania kompromisowych funkcji celu, w szczególności odpowiedniego doboru kryteriów cząstkowych. Wykazano, że włączenie do kompromisowej funkcji jednocześnie członu reprezentującego elektromagnetyczny moment użyteczny i moment zaczepowy może prowadzić do błędnego działania algorytmu optymalizacji. Zaproponowano dekompozycję zadania optymalizacji na dwa etapy. Przedstawiono i omówiono wybrane wyniki obliczeń optymalizacyjnych dla magnetoelektrycznego silnika synchronicznego z hybrydowym układem wzbudzenia.

Słowa kluczowe

EN

multi-objective optimization; genetic algorithm; finite element method; permanent magnet synchronous motor

PL

optymalizacja; algorytmy genetyczne; metoda elementów skończonych; magnetoelektryczny silnik synchroniczny

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 4
• Strony: 242--245
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz. tab., wykr.

Twórcy

autor

Knypiński Łukasz

• Poznan University of Technology, Institute of Electrical Engineering and Electronics, Poznań, Poland

autor

Nowak Lech

• Poznan University of Technology, Institute of Electrical Engineering and Electronics, Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Laskaris K., Kladas A., Comparison of internal and surface permanent-magnet motor topologies for electric vehicle applications, International Symposium on Advanced Electromechanical Motion Systems and Electric Drives Joint Symposium, (2009), DOI: 10.1109/ELECTROMOTION.2009. 5259126
• [2] Barański M., Szeląg W., Jędryczka C., Influence of temperature on partial demagnetization of the permanent magnets during starting process of line start permanent magnet synchronous motor, International Symposium on Electrical Machines – SME 2017, DOI: 10.1109/ISEM.2017. 7993535
• [3] Awah C. C, Okoro O. I., Torque characteristic of double-stator permanent magnet synchronous motor, Archives of Electrical Engineering, 66 (2017), no. 4, 815-828
• [4] Yang B., Wang X., Yang Y., Comparative parameters investigation of composite solid rotor applied to line-start permanent-magnet synchronous motors, IEEE Transactions on Magnetics, (2018), DOI: 10.1109/TMAG.2018.2844550
• [5] Barcaro M., Bianchi N., Design considerations of permanent magnet machines for automotive applications, COMPEL, 32 (2013), no. 1, 248–277
• [6] Torrent M., Perat J. I., Jiménez J. A., Permanent magnet synchronous motor with different rotor structures for traction motor in high speed trains, Energies, 11 (2018); doi:10.3390/en11061549
• [7] Liu X. , Lin Q., Fu W., Optimal design of permanent magnet arrangement in synchronous motors”, Energies, 10 (2018), no. 1700, DOI:10.3390/en10111700
• [8] Zawilak T., Zawilak J., Properties and parameters of the synchronous motors with permanent magnets, Przegląd Elektrotechniczny, 93 (2017), no. 11, 94–97
• [9] Ślusarek B., Kapelski D., Antal L., Zalas P., Goździewicz M., Synchronous motor with hybrid permanent magnets on the rotor, Sensors, 17 (2014), no. 7, 12425–12436
• [10] Belahcen A., Floran M., El-Hadi-Zaim M., Kolondzovski Z., Combined FE and particle swarm algorithm for optimization of high speed PM synchronous machine, COMPEL, 34 (2015), no. 24, 475–484
• [11] Knypiński Ł., Nowak L., Field-circuit simulation of the dynamics of the outer rotor permanent magnet brushless DC motor, COMPELl, 30 (2011), no. 3, 929-940
• [12] Mikołajewicz J., The impact of speed as well as selected parameters of slot insulation on the distribution of the temperature in linear motion converters, Archives of Electrical Engineering, 65 (2016), no. 4, pp. 855–864
• [13] Knypiński Ł., Nowak L., Jędryczka C., Optimization of the rotor geometry of the line-start permanent magnet synchronous motor by the use of particle swarm optimization, COMPEL, 34 (2015), no. 3, 882–892
• [14] Wojciechowski R., Jedryczka C., Lukaszewicz P., Kapelski D., Analysis of high speed permanentamagnet motor with powder core material, COMPEL, 31 (2012), no. 5, 1528–1540
• [15] Bednarek K., Nawrowski R., Tomczewski A., An application of genetic algorithm for three phases screened conductors optimization, PARELEC’2000 International Conference on Parallel Computing in Electrical Engineering, Trois-Rivieres, Canada, August 2000, 218-222
• [16] Jędryczka C., Knypiński Ł., Demenko A., Sykulski J. K., Methodology for cage shape optimization of permanent magnet synchronous motor under line start condition, IEEE Transactions on Magnetics, 54 (2018), no. 3, 8102304

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).