臺灣能源期刊發行
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臺灣能源期刊論文全文
臺灣能源期刊第10卷第1期內容
出刊日期：March, 2023
- 題目
- 應用遺傳演算法於三相感應電動機之多目標最佳化設計
- Title
- Multi-Objective Optimization Design of a Three-Phase Induction Motor Using Genetic Algorithm
- 作者
- 劉祥樺、謝振中、陳仲村
- Authors
- Hsiang-Hua Liu, Jenn-Jong Shieh, Zhong-Cun Chen
- 摘要
- 因應設計需求，市面上有著許多有限元分析軟體(Finite Element Analysis, FEA)，但是其僅能提 供已知電動機參數的模擬輸出結果。而電動機的各項參數設計仍需仰賴使用者的經驗去設定，且每 次進行有限元分析都相當耗時，若參數有變動就需花大量時間重新設定分析。因此，本文利用三相 感應電動機結構參數對損失及轉矩特性的關係建立遺傳演算法(Genetic Algorithm, GA)之適應函數尋 找電動機效率、啟動轉矩及最大轉矩之最佳解後，再投入有限元分析軟體進行運算，在不增加電動 機體積下，同時提升電動機效率、啟動轉矩及最大轉矩並改善轉矩漣波。最後，本文以一4hp 60Hz 三相6極鼠籠式感應電動機為例，多目標最佳化設計電動機之結構參數外，模擬並實驗驗證所提應 用遺傳演算法於三相鼠籠式感應電動機之多目標最佳化設計之有效性與正確性。
- 關鍵字
- 遺傳演算法，最佳化設計，感應電動機，鼠籠式，有限元素分析
- Abatract
- According to the design needs, a great deal of finite element analysis softwares are available on the market, but they can only provide the output results of the known inductor motor parameters. Therefore, it still needs to rely on the experience of users to set the parameters of the motor and it is very time consuming every time finite element is analyzed. Furthermore, if there is a change in the settings, a lot of time will be spent on analyzing again and resetting. n this paper, the relationships between the parameters of the loss of three-phase squirrel cage inductor motor and the speed-torque characteristics is used to establish the fitness function of the genetic algorithm, finding the multi-objective optimal solutions of the inductor motor efficiency, start torque, and maximum torque. Without increasing the volume of the three-phase squirrel cage inductor motor the algorithm is then tossed into the finite element analysis software to be analyzed while increasing the three-phase induction inductor motor efficiency, start torque, maximum torque and improving the torque ripple of the three-phase squirrel cage inductor motor simultaneously. Lastly, the feasibility and effectiveness of the proposed multi-objective optimal structure design of the three-phase squirrel cage inductor motor using the genetic algorithm is verified by simulations and the experimental results of the 4 hp 3-phase 6-pole squirrel cage inductor motor with multi-objective optimal structure parameters.
- Keywords
- Genetic Algorithm, Optimization Design, Induction Motor, Squirrel Cage, Finite Element Analysis.