面向牵引驱动的内部永磁同步电机时钟驱动循环感知形状与拓扑优化
计算工程、金融与科学
2026-04-14 v1
摘要
本文提出一种面向牵引驱动的内部永磁同步电机（IPMSM）时钟驱动循环感知形状与拓扑优化工作流程。采用 K 均值聚类方法将完整驱动循环简化为代表性运行点，以保持计算可行性的同时保留真实运行行为。该工作流程结合了二进制拓扑优化、归一化高斯网络（NGnet）和样条形状优化，考虑电磁、机械超速以及逆变器电压约束。采用拉普拉斯基网格变形策略，实现磁体几何和通路拓扑的同步优化。制造并实验测试了两个优化后的转子设计。中心性贡献是经过验证的、具约束感知的优化管道，可实现最高 10% 的永磁体减量，同时维持所需扭矩能力和接近参考完整循环效率。
引用
@article{arxiv.2604.10640,
title = {Driving-Cycle-Aware Shape and Topology Optimization of an Interior Permanent Magnet Synchronous Machine for a Traction Drive},
author = {Alexander Schugardt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.10640},
year = {2026}
}