Design of premium efficiency (IE3) induction motors using evolutionary optimization and scaling laws

The paper presents a method for optimal design of premium efficiency (IE3) squirrel-cage induction motor by utilizing radial scaling, axial scaling and rewinding of an existing 4 kW 4-pole high efficiency (IE2) motor. The scaling factors are defined for all parameters of the equivalent circuit and consider the influence of saturation on main and leakage inductances in all operating points. The optimal scaling factors are determined using Differential evolution optimization algorithm with minimum volume of iron stack defined as a cost function.

---

W artykule zaprezentowano metodę optymalnego projektowania silnika indukcyjnego klatkowego w standardzie IE3 poprzez wykorzystanie skalowania promieniowego, osiowego oraz przezwojenia istniejącego silnika czterobiegunowego o mocy 4 kW w standardzie IE2. Współczynniki skalowania zdefiniowane zostały dla wszystkich parametrów obwodu zastępczego. Został rozważony wpływ nasycenia na indukcyjności: główną I rozproszenia we wszystkich punktach działania. Optymalne współczynniki skalowania są określone za pomocą algorytmu optymalizacyjnego ewolucji różniczkowej z minimalną objętością ferromagnetyka zdefiniowaną jako funkcja kosztu.