第１４卷第４期 电 机 与 控 制 学 报 Ｖｏ１．１４ Ｎｏ．４ ２０１０年４月 ＥＬＥＣＴＲＩ Ｃ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ Ａｐｒ。２０１０ ＹＫＫ系列高效高压三相异步电动机的优化设计 孟大伟 ， 庞向东 ， 潘波 ， 赵勇 （１．哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨１５００４０； ２．佳木斯电机股份有限公司技术部，黑龙江佳木斯１５４００２） 摘要：按多规格电机共冲片的设计原则，以追求各规格电机的有效材料成本最低和运行效率最高 为混合目标，建立了适用于系列电机优化设计的数学模型。结合电机设计的工程实际，对模拟退火算 法进行了适应性的改进。应用所建立的模型和改进算法，对新型ＹＫＫ系列中型高效高压电机进行了 整体优化。计算结果表明，整个系列内各规格电机的效率都提高了ｌ％以上，达到或超过高效电机标 准。同时新系列型谱中不仅电机的规格数和容量有所拓展，与原系列相比相同容量的电机被安置在 更低的 心高内，电机有效材料的用量也平均减少２０％以上。即使考虑到新设计采用了好的导电、导 磁和绝缘材料，优化设计的效果还是显而易见的。优化设计结果已经用于实际生产。 关键词：高效电机；优化设计；模拟退火算法；高压电机 中图分类号：ＴＭ３０２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—４４９Ｘ（２ｏｌｏ）０５－００３１—０５ Ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒｓ ｔｈ 、 ｈｉｇｈ—ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ＹＫＫ ｓｅｒｉｅｓ ＭＥＮＧ Ｄａ．ｗｅｉ ，ＰＡＮＧ Ｘｉａｎｇ．ｄｏｎｇ ，ＰＡＮ Ｂｏ ，ＺＨＡＯ Ｙｏｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５００４０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｊｉａｍｕｓｉ Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｊｉａｍｕｓｉ １５４００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｎｉａｔｈｅｍａｔｉｅ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｅｒｉｅｓ ｍｏｔｏｒｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｕｌｅ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｓｅｖｅｒａｌ ｍｏｔｏｒｓ ａｒｅ ｏｆ ｓａｍｅ ｃｏｒｅ ｓｔａｍｐｉｎｇ．Ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍａｔｅ— ｒｉａｌ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｖｅｒｙ ｍｏｔｏｒ ｗｅｒｅ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｉｘ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ．Ｔｈｅ Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｃｈｉｎｅ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍａｄｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｗ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｈｉ ｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ＹＫＫ ｓｅｒｉｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｆｉｆｅｉｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ａｌｌ ｍｏｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｅｒｉｅｓ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ １％． ｒｅａｃｈ ｏｒ ｅｘｃｅｓｓ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｖ ｍｏｔ０ｒｓ． Ｏｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｈａｎｄ，ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｅｄ ｐｏｗｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒｓ ｉｎ ｎｅｗ ｓｅｒｉｅｓ ａｒｅ ｅｘｐａｎｄｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｗｉｔｈ ｓａｍｅ ｒａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｓｍａｌｌｅｒ ｆｒａｍｅ ｉｎ ｎｅｗ ｓｅｒｉｅｓ ｔｈａｎ ｏｌｄ ｓｅｒｉｅｓ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒｓ ａｒｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ａｎ ａｖｅｒａｇｅ ｏｆ ２０％．Ｅｖｅｎ ｉｆ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ｃｏｒｅ ａｎｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅｓｉｇｎ ａｌｅ ｔａｋｅｎ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｏｂｖｉｏｕｓ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｍｏｔｏｒｓ；ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ；Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ ｍｏｔｏｍ 收稿日期：２０ｌＯ一０２—０ｌ 基金项目：国家科技支撑计划重点项目（２０ｏ８ＢＡＦ３４Ｂ０４）；黑龙江省科技攻关项目（ＧＣＯ７Ａ５０１） 作者简介：孟大伟（１９５６一），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为大型电机内物理场数值计算和特种电机设计及优化 庞向东（１９７２一），男，博士研究生，研究方向为特种电机设计及优化； 潘波（１９６８一），男，高级工程师，研究方向为特种电机设计与制造； 赵勇（１９７５一）。男，工程师，研究方向为特种电机设计与制造。 ３２ 电机与控制学报 第１４卷 ０ 引 言 中型高压电动机是电工行业主导产品之一，被广 其中：ｃ 、ＣＦｅ为铜线、硅钢片的单价；Ｇ Ｇ 、Ｇ 为 第ｉ规格电机定子绕组、转子绕组及定转子铁心的 重量；卵‘为第 规格电机效率。 按并行计算的思路，共冲片多规格电机整体优 化设计的目标函数可写成如下形式 ｊ，即 泛应用在冶金、钢铁、化工、电力、水处理等行业，驱动 风机、泵类、压缩机及各种大型机械。目前，我国生产 的高压电机在效率上与发达国家还存在一定的差距。 由于电动机的耗电量约占总电量的６ｏ％以上，电动 ）＝∑ （ ）。 （２） 机效率水平低，不仅多消耗能源，而且还会增大温室 其中：ｎ为共用冲片电机的规格数；％为对第ｉ 气体的排放量，导致环境污染。因此，挖掘电动机本 身的节能潜力、提高能源的利用率十分重要¨』。 本课题的目标就是研究开发额定电压６ ０００ Ｖ， 功率为１８５ ｋＷ～２ ５００ ｋＷ高效高压三相异步电动 机系列产品，并在现有高压异步电动机效率 （（ＪＢ／Ｔ７５９３－９４“Ｙ系列高压三相异步电动机技术条 件（机座号：３５５－６３０）”和ＪＢ／Ｔ１０３１５．２．２００２“ＹＫＫ、 ＹＫＫ－Ｗ系列高压三相异步电动机技术条件（机座 号：３５５－６３０）”》基础上将总损耗减小２０％，电机效 率提高１％，使我国高压电机达到世界先进水平。 电机定转子绕组的电损耗和铁心损耗在损耗中 占有很大比例，因此通过电磁方案的优化设计降低 这两部分损耗，对提高电机效率非常关键。 电机优化设计问题可归结为有约束的非线性规 划形式： 求 ，使得 ）＝ｒａｉｎ． ）， ∈Ｒ 且满足 ｇ （Ｘ ）≥０√＝ｌ，２，…，ｍ。 结合电机设计的实际，正确地选择优化变量 、 确定出目标函数 ）和约束函数ｇ （ ），运用好优 化算法就可以对电机进行优化设计。 １ ＹＫＫ系列电机优化设计的数学模型 现行的ＹＫＫ系列电机中，共有Ｈ３５５～Ｈ６３０中 心高、２极一ｌ２极的电机１１４个规格，最大功率 ２ ５００ ｋＷ；新系列型谱安排了Ｈ３１５一Ｈ６３０中心高、 ２极～ｌ２极的电机共１６１个规格，最大功率 ５ ６００ ｋＷ。相对而言，新系列的功率等级的范围有了 较大拓展，同容量电机被置于更低的机座号下。 按照系列电机的设计原则，同～中心高内相同 极数的若干规格电机采用相同的定转子冲片。因此 数学模型的确定，需要求共冲片多规格电机的整体 优化 。 １．１目标函数 选择电机的有效材料成本小和高效率作为混合 目标，则每一规格电机的分目标 （ ）＝［ｃｃ Ｇ １（ ）＋ｃｃ Ｇ ：（ ）＋ ｒ ｃ Ｇ； （Ｘ）］／．，７‘（ ）， （１） 规格电机的加权系数。 １．２ 约束函数 选择各规格电机的效率、功率因数、最大转矩、 起动电流、起动转矩、热负荷作为每个单机方案的约 束条件；为便于算法对不同约束违反程度做出符合 实际的判断，将约束函数写成标么值的形式，即 ｇ （ ）＝［ （Ｘ）一叼 ］／叩 ， ｇ （ ）＝［ｃｏｓｑ￣‘（ ）一ｃｏｓ￣ｐ ］／ｃｏｓ￣ ， ｇ （Ｘ）＝［ （ ）一 。］／ 。， （Ｘ）＝［ 一 （ ）］／ ， ｇ （Ｘ）＝［ （ ）一 ］／ ， ｇ （Ｘ）＝［ 一Ａ．，‘（ ）］／Ａ 。 其中，下标带０者为约束标准值；ｉ＝１，２，３，…，ｎ。 １．３优化变量 电机的三圆尺寸按经济适用原则已经确定，充 分考虑了冲片套裁、模具通用等因素。选择定转子的 槽型尺寸、单边气隙长度、铁心长度、槽内导体数作 为优化变量。显然，定转子槽型尺寸及气隙的变化 会引起共冲片的几个规格电机性能都发生变化，因 而可视为共用变量；而各规格电机的铁心长度、槽内 导体数变化只会引起自身性能发生变化，因而被视 为非共用变量。可见，优化变量集 是由共用变量 子集 和非共用变量子集 构成，即 ：［ ，Ａ－ １。， ，…， ］。 （３） 为保证寻优过程中，每组优化变量所对应设计 方案的合理性，需要对与优化变量相关的设计参数 做以强制性约束。 １）对定子绕组所用线规的约束 定子绕组线规必须在所限定的标准线规表内选 取，同时线规、绝缘与定子槽型尺寸应满足限制为 Ｎｏ×ａ×Ｚｌ＋ｔｍｉ×４＋ｓ ＋ ≤ｈ ， Ｎ６×ｂ＋ｔｍｉ×２＋ｓｉ≤ｂ ｌ。 其中：ⅣｆＪ为导体纵向并排个数；ａ为导体绝缘后高 度；ｓ 为公差与间隙；ｚ 为槽内导体数；ｔｍｉ为主绝缘 厚度；点，为层间垫条厚度； 为定子槽有效高度；Ⅳ６ 为导体横向并排个数；ｂ为导体绝缘后宽度；６ 。为定 第５期 孟大伟等：ＹＫＫ系列高效高压三相异步电动机的优化设计 ３３ 子槽宽度。 ２）对槽楔的约束：当定子槽宽ｂ ≥１４ ｍｍ时， 槽楔厚度为５ ｈｉｍ，否则为４ ｍｍ。 ３）铁心每段长５０ ｍｉｌｌ，中间隔１０ ｍｍ径向通风 道，剩余不足５０ ｍｍ的分解到其他段中。 ４）从可靠性的角度，单边气隙长度设有最小值 限制；槽宽与齿距之比应小于５６％；槽高与轭高之 比应小于２／３。 １．４ 增广目标函数 采用ＳＵＭＴ外罚函数法将上述有约束最优化问 题变成一系列无约束极值问题，则增广目标函数可 写成 ｎ ６ Ｆｋ（灭）＝ （ ）＋ ∑∑ ｛￡ Ｉ Ｊ １ ｍｉｎ［ （ ），ｏ］｝ 。 （４） 其中： 是对第ｉ规格电机的第 个约束的加权系数 （ ：１，２，…．６；ｉ＝ｌ，２，…，ｎ）； 为罚因子，０＜ｒｌ ＜ｒ２＜…＜ｒｋ＜ ＋１＜…ｃ 因此，可以采用无约束最优化方法进行ＹＫＫ系 列中型高压电机优化设计。 ２ 改进模拟退火算法在系列电机优 化设计中的应用 中型高压电机定子绕组线规组合的变化规律异 常复杂，且可以选用的组合有限，线规选取不当会对 电机性能产生很大的影响。相对于小型电机而言，中 型高压电机的优化更加困难。因此，要保证优化设计 的成功选用一个成熟而简便易行的优化算法很重 要。然而，更为重要的是要调整好数学优化算法与电 机设计工程之间的适应性。 模拟退火算法的原理很简单，是一种随机优化 的方法，只对常规的迭代改善算法作了一点修 改Ｌ４ｊ。在寻优过程中，探测点能否从Ｐ１点移动到Ｐ２ 点，取决于下式取值的概率，即 Ｆ２一，ｌ△， Ｐ：ｅ一一Ｔ＝ｅ－下， （５） 其中：Ｆｌ、 分别为Ｐｌ、尸２点对应的目标函数值；Ｔ 为模拟退火过程的控制参数；ｐ为玻尔兹曼概率。 若Ｆ２＜Ｆ１，则Ｐ＞１，探测点将从Ｐｌ移至Ｐ２； 若Ｆ２＞Ｆ１，则另产生一个［０，１］区间上均匀分布的 伪随机数ｒ，若Ｐ＞ｒ，探测点从Ｐ１移至ＪＰ２。 在寻优搜索过程中，控制系数 逐渐减小，最终 将搜索限制在一个小区域内。由于可将退火过程控 制得足够慢，会使系统跳出晶体局部能量极小点，以 概率１收敛到全局最优解。 针对具体问题，对模拟退火算法的改进主要有 两点： ａ）充分考虑电机设计变量的离散性，实现在整 个搜索进程中优化空间内的每个探测点都相对一个 符合工程实际的设计方案。为此，除了对与优化变量 相关的设计参数做以强制性约束限制外，同时构造 数学优化空间与实际设计空间两者的映射。为每个 变量规定各自的变化步长，以使数学优化算法便于 处理实际工程问题。优化空间与设计空间的相互转 化过程如图１所示。 ｂ）充分考虑电机优化设计中函数的复杂性与 高度非线性、目标多极值性、目标函数以及约束函数 间的相悖性，协调好全局寻优与收敛速度的关系。对 于模拟退火算法，恰如其分地协调好它的“上山与 下山特性”之间的关系是保证搜索过程能以尽可能 少的计算时间跳出局部极值点达到全局最优点的关 键。通过对算法分析不难发现，决定“上山”还是“下 山”的因素取决于控制参数 变化规律。 优 设 化 接 计 空 口 空 间 （转换） 间 （评价） （分析） 图１ 优化空间与设计空间的相互转化 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐａｃｅ 设控制参数 的初始值和终止值为 和 ，第 ｉ次迭代中所随机产生的探测点列 １， ２，…， ， 对应的目标函数值为Ｆ。，Ｆ 一，Ｆ 。其中Ｆ…＞ ，，（Ｊ＝１，２，…，ｍ一１）的次数为Ⅳｌ（Ｎ１≠０），在 Ｆ…＞Ｆ，的Ⅳ１次中，ｒ＜Ｐ的次数为Ⅳ２，即Ⅳ１次“上 山过程”中有，、７２次被接受。在本文具体优化问题 中，控制参数７１按如下的变化规律取得良好效果， ７１一 ： 一 ，ｉ＝１，２，…，１０。（６） ７ 如果在 下，Ｎ２／Ｎ１＞０．８，则说明 偏大，令 ： ＋ ＋：来加快 的下降速度；如果Ｎ２／Ｎ１＜０．２， 则说明 偏４、，令Ｔｉ＋ ＝０。５（Ｔ ＋Ｔｉ＋ ）来减慢 的 下降速度。以使在尽可能多的 下搜索过程同时具 有“上山性”和“下山性”，算法可以在获全局最优的 前提下具有较高的收敛速度。 ３ 设计结果及对比分析 按所建立的数学模型，应用改进的模拟退火算 电机与控制学报 第１４卷 法对ＹＫＫ系列新型谱中的１６１个规格电机进行优 依据。 化计算。训‘算符合约定：①按经济适用原则已确定 的电机三圆尺寸以及定、转子槽的形状和槽配合不 优化设计计算获得了令人满意的结果，表１列 出了新系列（带 标识者）４００中心高２一ｌＯ极２７ 个规格电机的力能指标、定子绕组用铜量和电机所 用硅钢片重量。为对比分析，同时列出了在原统一设 计基础上已经改进设计的相应规格电机（相同容量 咖 和极数）的对应结果。事实上，新系列电机效率保证 值的确定已经考虑了课题的要求，即效率设计值只 改动；②同一机座号下相同极数若干规格电机共用 定、转子冲片的原则不容变动；③铁心材料为Ｗ４００ 硅钢片；④定子采用磁性槽楔，相对磁导率肛＝４ ； 槽口高度为１ ｍｍ；⑤定子绕组导体单边绝缘厚度为 ０．２ ｍｍ，主绝缘单边厚度为１．１ ｍｍ；⑥转子槽采用 平行槽的梨形槽，转子导条为铜排，导条与槽的双边 要达到保证值，就达到了总损耗减小２０％、电机效 间隙为０．３ ｍｍ；⑦风摩耗值仍以统一设计值为 率提高１％的目标。 表１ 相应规格电机力能指标与有效材料用量对比 Ｔａｂｌｅ Ｉ Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ 电机型号Ｐ２／ｋＷ 叼０ ＂ Ａ￣ｑ／％ ｃｏｓ￣ｏ ｃｏｓ￣ｂ Ｇｃ ｉ／ｋｇ Ｇ￣Ｊｋｇ ＡＧ／ｋｇ ＹＫＫ４５Ｏ一２ ７１Ｏ ０．９４７ ０ ０．９５６６ ０．５４ Ｏ．８７０Ｏ ０．９１７ ２ ２３６．２ ２３５３．５ —５６．２（Ｃｕ） ・ＹＫＫ４ｏ０—２ ７１０ ０．９５７ ６ ０．９６２０ ０．５４ ０．８７００ Ｏ．９ｏ５ ９ ｌ８０．Ｏ １６８０．９ 一６７２．６ｆｒｅ） ＹＫＫ４５０—２ ８ｏｏ ０．９４８ ０ ０．９５６ ５ ０．４９ ０．８７００ Ｏ．９Ｉ５Ｏ ２３７．５ ２４３４．６ 一５７．５（Ｃｕ） ＹＫＫ４ＩＤ０—２ ８００ ｎ ９５８４ ０．９６ｌ ４ ０．４９ Ｏ，８７０Ｏ ０．９０９９ Ｊ８Ｏ．０ １６８０．９ 一７５３．７（Ｆｅ） ＹＫＫ５０ｏ一２ ９００ ０．９５００ ０．９５７ ８ ０．５ｌ ０．８７００ Ｏ．９Ｏ８ ８ ３５０．０ ２４０９．２ 一１５３．８（Ｃａ） ＹＫＫ４ｏ０—２ ９００ ０．９６ｏＯ ０．９６２９ ０．５１ ０．８７００ ０．９ｌ０ ３ １９６．２ １９ｏ５．Ｏ 一５０４．２ｆｒｅ） ＹＫＫ５ｏ０—２ １Ｏ０ｏ ０．９５ｌ ０ ０．９５８ ３ ０．４ ０．８７００ Ｏ．９ｌ０ ３ ３５５．７ ２６７６．９ 一１５９．５（Ｃｕ） ＹＫＫ４ｏＯ一２ ｌＯｏｏ ０．９６０ ８ ０．９６２ ３ ０．４ Ｏ．８７ＯＯ Ｏ．９Ｉ２６ １９６．２ ｌ９０５．０ 一７７１．９ｆｒｅ） ＹＫＫ４５０—４ ６３０ ０．９４４Ｏ ０．９５０４ ｎ ８４ ０．８６００ Ｏ．８６１ ０ ２７８．２ ２ｌ５ ｏ｜６ 一８２．９（Ｃｕ） ・ＹＫＫ４ｏ０—４ ６３０ ｎ ９５５ ２ Ｏ．９５８ ８ ０．８４ ０．８６００ ０．８６３ ４ １９５．３ １６８０．９ 一４６９．７（Ｆｅ） ＹＫＫ４５Ｏ一４ ７１０ Ｏ．９４６Ｏ Ｏ．９５１ Ｏ ０．８５ Ｏ．８６０Ｏ ０．８５２ ７ ２８６．６ ２３５３．５ 一７３．４（Ｃｕ） ￥ＹＫＫ４ｏＯ一４ ７１０ ０．９５６ ８ ０．９５９ ５ ０．８５ ０．８６００ ０．８６６６ ２ｌ３．２ １７９３．０ 一５６０．５（ｒｅ） ＹＫＫ５０ｏ一４ ８００ ０．９４８０ ０．９５４ ２ ０．６３ ０．８７００ Ｏ．８６６７ ３ｌ５．８ ２８３７．５ 一８９．７（Ｃｕ） ・ＹＫＫ４０ｏ一４ ８００ ０．９５８４ Ｏ．９６０５ ０．６３ ０．８７００ ０．８７０５ ２２６．１ ２Ｏ５４．５ 一７８３．ＯｒＦｅ） ＹＫＫ５０ｏ一４ ９００ ０．９４９０ ０．９５５ ２ ０．５９ ０．８７００ ０．８７２ ５ ３４９．２ ３１０５．２ 一１０４．４ｆＣｕ） ｝ＹＫＫ４０Ｏ一４ ０．９５９ ２ ０．９６１ １ ０．５９ ０．８７００ ０．８７１ ４ ２４４．８ ２２ｏ３．９ 一９０１．３（ｒｅ） ＹＫＫ５００—４ ０．９５００ ０．９５６０ ０．６５ ０．８７００ ０．８７５ ０ ３７５．７ ３３７２．８ 一１１７．４（Ｃｕ） ￥ＹＫＫ４ｏＯ一４ ０．９６ｏＯ ０．９６２ ５ Ｏ．６５ ０．８７００ ０．８７０ ２ ２５８．３ ２５０２．７ 一８７０．Ｉ（ｒｅ） ＹＫＫ５０ｏ一４ Ｏ．９５１ Ｏ Ｏ．９５６６ ０．６４ ０．８７００ ０．８７５ ９ ０４１．９ ３６４０．５ 一１２６．９（Ｃｕ） ￥ＹＫＫ４ｏ０—４ ０．９６ｏ ８ ０．９６３ ０ ０．６４ ０．８７００ ０．８７１ ６ ２７５ ２７２６．８ 一９１３．７（ｒｅ） ＹＫＫ４５０—６ ０．９４３０ ０．９４６０ １．１３ ０．８３００ ０．８３０ ８ ２５７．３ ２３５３．５ 一５８．１（Ｃａ） ｝ＹＫＫ４０Ｏ一６ ０．９５４４ ０．９５７ ３ １．１３ ０．８３００ ０ ８３２９ ｌ９９．２ ｌ９０５．０ 一４４８．５（ｒｅ） ＹＫＫ５０ｏ一６ Ｏ．９４４０ ０．９４９ ３ ０ ８７ ０．８４００ Ｏ．８５１ ７ ３１Ｏ．１ ２８３７．５ 一８８．９ｆＣｕ） ・ＹＫＫ４∞一６ ０．９５５ ２ ０．９５８０ ０．８７ ０．８４００ ０．８４Ｏｌ ２２１．２ ２Ｑ５４．５ 一７８３．Ｏ（Ｆｅ） ＹＫＫ５００—６ Ｏ．９４５０ ０．９５０４ ０．８５ ０．８４００ ０．８５６９ ３４４．５ ３ｌＯ５．２ 一１１１．５（Ｃｕ） ・ＹＫＫ４ｏＯ一６ ０．９５６０ ０．９５８ ９ ０．８５ ０．８４００ Ｏ．８４Ｏ２ ２３３ ２３１５．９ 一７８９．３（Ｆｅ） ＹＫＫ５００—６ ０．９４８０ ０．９５１ ｌ ０．８４ ０．８４００ ０．８５３ ７ ３６１．３ ３３７２．８ 一１０７．ＯｆＣｕ） ・ＹＫｌｒ枷一６ ０．９５８４ ０．９５９ ５ Ｏ．８４ ０．８４００ Ｏ．８４ｌ ７ ２５４．３ ２４６５．４ 一９０７．４ｆＦｅ） ＹＫＫ５００—６ ０．９４９０ Ｏ．９５ｌ ７ ０．８５ ０．８４００ ０．８５６ ５ ３８８．３ ３６４ｎ ５ 一１０６．９ｆＣｕ） ・ＹＫＫ４ｏ０—６ ０．９５９２ Ｏ．９６ｏ２ ０．８５ ０．８４００ ０．８４Ｏ ３ ２８１．４ ２６１４．８ 一１０２５．７（Ｆｅ） ＹＫＫ５６ｏ一６ ０．９５００ ０．９５５ ３ ０．５ Ｏ．８５Ｏ０ ０．８６８６ ４５１．９ ３９９４．４ 一１３３．８（Ｃｕ） 第５期 孟大伟等：ＹＫＫ系列高效高压三相异步电动机的优化设计 ３５ 续表 从表１可以看出，与原统一设计的改进方案相 参考文献： 比，新方案的效率平均又提高了近１．０％，而定子 ［１］秦和．关于发展我国超高效率电机的一些考虑［Ｊ］．电机与控 绕组的用铜量和硅钢片重量平均减少了２５％以 制应用，２００６，３３（１）：３—６． ＱＩＮ Ｈｅ．Ｓｏｍｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｕｐｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ 上。即使考虑到定子绕组主绝缘厚度的减小、定子 ｍｏｔｏｒ ｉｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ， 磁性槽楔的使用、转子导条和铁心采用了好的导 ２００６，３３（１）：３—６． 电与导磁材料等因素，优化设计的效果还是显而 ［２ 盂大伟，周美兰．模拟退火算法在电机设计中应用 Ｊ］．电机．与 易见的 控制学报，２００１，５（３）：１５４—１５８． ＭＥＮＧ Ｄａｗｅｉ，ＺＨＯＵ Ｍｅｉｌａｎ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｎｅａ・ ４ 结 语 ｌｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏ ｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｃｈｉｎｅ ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｂｒＭａｃｈｉｎｅ，￣ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ，２００１，５（３）：１５４—１５８． 本文按系列设计的原则，建立了共冲片多规格 ［３］孟大伟．系列电机优化设计的初步探讨［Ｊ］．哈尔滨电工学院 电机整体优化的数学模型；结合电机设计的工程实 学报，１９８６，９（１）：１—６． 际对模拟退火算法做了适应性的改进，优化计算结 ＭＥＮＧ Ｄａｗｅｉ．Ｔｏ ｐｒｏｂｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍｏｔｏｒ￣ｔｉｅｓ 果表明了所建模型的正确和对算法改进的有效性。 ［Ｊｊ．ＨＩＥＴＪｏｕｒｎａｌ，１９８６，９（１）：ｌ一６． 由此所获得的设计方案完全满足项目的预期目 ４１ ＳＺＵ Ｈ，ＨＡＲＴＬＡＹ Ｒ．Ｆａｓｔ Ｓｉｒｒｍｌａｔｅｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ［＿Ｍ ．Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８７：３１—４４． 标，已经用于生产实际。 （编辑：刘素菊）
