Analytische Modellierung von zylindrischen Wirbelstrombremsen und multi-objektive Optimierung basierend auf Spieltheorie

Mit der Forschung und Entwicklung der Wirbelstrombremse (ECB) sind heute ECBs in verschiedenen Bereichen wie der Vibrationskontrolle und dem Bremsen starker Stöße eingesetzt worden. Kürzlich wurde die Anwendung einer neuen zylindrischen Wirbelstrombremse (ECB) für starkes Bremsen von großen Maschinen diskutiert. Die Hochgeschwindigkeits- und Hochenergie-Bremsbedingungen erfordern unterschiedliche analytische und optimierungsorientierte Entwurfsmodelle und Methoden als in früheren Studien behandelt. Für nachfolgende, stärker ingenieurorientierte Forschungen und Optimierungen sind Modellierungsansätze sowie Analyse- und Optimierungsstudien für Bremskräfte und kritische Geschwindigkeiten von Interesse notwendig. In dieser Arbeit wird ein magnetisches Äquivalenzschaltbildmodell etabliert, und der Einfluss des während der Anwendung induzierten Wirbelstroms wird berücksichtigt, indem er als magnetomotorische Kraft im Modell betrachtet wird. Die Bremskraft wird mit dem MEC-Modell und einer approximativen elektrischen Feldquerschnittsmethode berechnet. Ein kleines Prototypexperiment wird durchgeführt und beweist die Richtigkeit des vorgeschlagenen Modells. Mit dem vorgeschlagenen und FEM-Modell werden die Parameter der ECB analysiert. Dann wird ein multi-objektives Optimierungsmodell unter Verwendung der Stackelberg-Spielstrategie etabliert, um die Entwurfsziele der ECB, die unter diesen speziellen Bremsbedingungen teilweise wettbewerbsfähig sind, zu verfolgen. Ein FEM-Modell wird aufgebaut und basierend auf den Optimierungsergebnissen bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass das auf dem Stackelberg-Spiel basierende multi-objektive Optimierungsmodell effektiv für die Konstruktion dieser ECB-Struktur ist.