煤炭学报

作者：王爽, 郭永存, 李德永, 程刚, 马鑫,

关键词：双盘式磁力耦合器, 多场耦合能量, 熵产分析, 多目标优化,

传统煤矿机电装备的传动装置存在污染性介质、传递效率低、占地体积大、维护费用高、使 用寿命短等缺陷，造成故障发生率高，严重影响机械化采、掘、提、运、通、排等工作的安全高效生产。 而矿用双盘式磁力耦合器具备高效调速性、适应能力强、运行成本低等优点，是革命性的节能传动 装置。 电磁-温度-应力耦合能量作用是一个相当复杂的问题，已成为磁力耦合领域的热点课题之 一，针对不同工况下矿用双盘式磁力耦合器的安全运行和高效传动问题，提出基于多场耦合和熵产 最小化理论的多目标优化方法。 基于矿用双盘式磁力耦合器热力学模型，以综合考虑提高传动效 率和散热量为优化目标，以输入电机转速、散热翅片个数、散热翅片长度、气隙长度为参数变量，建 立了多目标优化模型。 为了减少试验成本，采用有限元法获取各参数变量组合对应的散热量和熵 产，并通过物理实验验证其有效性。 基于四因素三水平的仿真数据，利用改进的高斯回归模型构建 预测散热量和熵产，并对比改进模型与其他两种模型的性能，证明了改进模型在精度和响应时间上 的优势;采用多目标粒子群算法，以最小熵产和最大散热量为目标，优化得到参数变量的 Pareto 前沿。 物理试验结果验证了该算法的有效性。

来源：2022年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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