工业直流变压器是直流冶炼系统中的核心设备,是将电网交流电通过变压、变流,转化为低电压、大电流、调压范围大的直流电输送至短网,其运行损耗的高低直接影响用户的用电费用和冶炼效率,而生产材料成本是生产厂家一直关注的问题。在工程上,工业直流变压器电磁参数的设计主要是由实践经验丰富的工程师借助Excel表格、VB程序来完成手工计算,每次计算的结果不能自动保存。这种缺少一些智能控制算法的计算方式,使得计算的结果具有很强的随机性,耗费大量的时间,不能保证设计结果是最优的方案。因此,利用智能控制算法完成对工业直流变压器的电磁参数优化设计具有十分重要的意义。本文根据变压器电磁设计理论,引入并改进遗传算法,在满足用户需求、安全运行的情况下,以期实现工业直流变压器制造成本降低、运行损耗减小的双重目标,主要内容如下:首先,介绍了矿热炉直流冶炼系统和其主要组成部分,分析三相桥式整流电路的工作原理、电路参数计算,阐述工业直流变压器的基本原理,完成总体结构布置;然后,分析用户参数需求,进行各绕组容量、电压、电流关系的计算和铁芯直径、匝数、器身结构、绕组参数及其绕制方式的选取,对计算结果中磁通密度、电流密度、空载损耗、负载损耗、重量和温升等参数进行考核,并分析各参数对运行损耗、制造成本的影响,借助Excel完成工业直流变压器电磁参数初始方案设计;最后,引入遗传算法完成工业直流变压器的电磁参数优化设计,并对遗传算法进行改进。对优化变量进行取整或取特殊值的整数倍,减小计算误差;不同进化阶段采用不同的交叉率、变异率,保证种群多样性且不会出现过早的收敛至局部最优解;对多目标优化函数利用线性加权法设置权重ω_i(i=1,2),从而转化成单目标优化,简化计算难度,而权重的计算是根据工程师基于Excel计算的电磁参数中运行损耗值和制造成本值所占的比重决定;这样一来,利用改进遗传算法对工业直流变压器的电磁参数进行优化设计,在满足用户需求、安全运行的情况下,以运行损耗最小和制造成本最低为双目标函数进行优化,并对比分析三种不同方式的性能参数,验证预期效果。