多目标约束下电机电磁性能综合优化设计方法研究

摘要

针对内置式V型永磁同步电机多目标、多约束优化问题，提出一种融合试验设计、Kriging代理模型、约束非支配排序遗传算法（NSGA-II）与容差分析的综合优化设计方法。以一台5kW、8极36槽电机为对象，选取永磁体厚度、宽度、V型夹角、气隙长度和定子槽口宽度为设计变量，以最大化平均电磁转矩和最小化转矩脉动系数为优化目标，同时施加效率、电流密度、退磁、气隙磁密谐波畸变率和齿槽转矩等5项约束。利用最优拉丁超立方采样生成40个有限元样本，构建决定系数>0.96的高精度Kriging模型，采用约束支配策略的NSGA-II搜索Pareto前沿，通过最小距离法确定折中方案，并开展全局敏感度分析与蒙特卡洛容差评估。