内置式永磁同步电机永磁体的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法技术

内置式永磁同步电机永磁体的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法，涉及电机领域。本发明专利技术是为了调整稀土渗透深度与矫顽力提升倍数的关系来避免永磁体的退磁。本发明专利技术将永磁体渗有稀土的角分为一类角和二类角，然后分别采集各个区域的磁深度和退磁率，并进一步的计算不同退磁深度对应的矫顽力提升倍数，从而描绘出矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线。线。线。

【技术实现步骤摘要】
内置式永磁同步电机永磁体的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法


[0001]本专利技术属于电机领域，尤其涉及电机矫顽力的计算。

技术介绍

[0002]20世纪90年代以来，电机控制技术的发展和高性能永磁材料的应用，使得永磁同步电机凭借其具有优越的效率、高功率密度、高转矩电流比、结构紧凑、永磁体材料结构多样性和易于实现高精度的伺服控制优势凸显，尤其是在某些应用场合，如航空航天、军工、电动汽车、工业机器人等领域更受外界的关注。由于铷铁硼永磁材料凭借其优异的磁性能及相对较低的价格，成为永磁同步电机永磁体主要选用的永磁材料。但由于永磁同步电机对散热条件较为苛刻，更易受到电、磁、热及机械等应力的影响，易产生不可逆退磁。
[0003]矫顽力提升的倍数越高，渗透的深度越大，永磁体就越不容易发生退磁。矫顽力提升倍数是和渗透镝铽等元素浓度相关的，渗透的浓度越高，矫顽力提升的趋势会逐渐降低。因此，在实际操作时不能够无限提升矫顽力倍数，所以如何调整稀土渗透深度与矫顽力提升倍数的关系就成为了一个难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了调整稀土渗透深度与矫顽力提升倍数的关系来避免永磁体的退磁，现提供内置式永磁同步电机永磁体的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法。
[0005]内置式永磁同步电机永磁体的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法，永磁体渗有稀土的角包括一类角和二类角，其中，一类角为处于受电枢反向磁场影响最大位置或处于漏磁位置的角，二类角为除一类角以外的剩余角，
[0006]矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法包括以下步骤：
[0007]区域划分步骤：将一类角渗有稀土的扇形区域用两个半径不等的弧划分为三个区域，其中由扇形的顶点至弧分别为顶部区域、中部区域和边缘区域，
[0008]将二类角渗有稀土的扇形区域用一个弧划分为两个区域，其中由扇形的顶点至弧分别为顶部区域和边缘区域，
[0009]所述弧均与所在扇形区域同心；
[0010]一类角渗稀土区域的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘步骤：
[0011]采集电机处于恒峰值功率工况下基速工作点的初始退磁深度r4和初始退磁率D1，利用该初始退磁率D1计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj1
，
[0012]保持电机温度不变，采集顶部区域各转速工作点的退磁深度和退磁率，选取最大退磁率D2计算最大矫顽力提升倍数K
Hcj2
，选取最大退磁深度作为顶部区域退磁深度r1，
[0013]保持电机温度不变，采集边缘区域各转速工作点的退磁深度，选取最大退磁深度作为顶部区域退磁深度r3，选取最小退磁深度作为中部区域退磁深度r2，
[0014]根据下式分别计算不同退磁深度r对应的矫顽力提升倍数K
Hcj
：
[0015]当0<r<r1时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：
[0016][0017]当r1<r<r2时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：
[0018][0019]当r2<r<r3时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：
[0020][0021]根据不同退磁深度r对应的矫顽力提升倍数K
Hcj
描绘获得矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线；
[0022]二类角渗稀土区域的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘步骤：
[0023]采集电机处于恒峰值功率工况下基速工作点的初始退磁深度r7和初始退磁率D3，利用该初始退磁率D3计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj3
，
[0024]保持电机温度不变，采集边缘区域各转速工作点的退磁深度，选取最大退磁深度作为顶部区域退磁深度r6，选取最小退磁深度作为顶部区域退磁深度r5，
[0025]根据下式分别计算不同退磁深度r对应的矫顽力提升倍数K
Hcj
：
[0026]当0<r<r5时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：
[0027][0028]当r5<r<r6时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：
[0029][0030]根据不同退磁深度r对应的矫顽力提升倍数K
Hcj
描绘获得矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线。
[0031]进一步的，通过仿真的方式对电机的各个工作点进行退磁分析。仿真的方式为仿真软件JMAG。
[0032]进一步的，上述计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj1
的方法为：
[0033]根据以下公式计算D1对应的退磁后永磁体剩磁
[0034][0035]通过以下公式计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj1
：
[0036][0037]其中，k
r
和k
d
分别为永磁体退磁前和退磁后磁化曲线的斜率，H
cb1
为永磁体退磁前的内禀矫顽力，B为退磁前永磁体剩磁。
[0038]进一步的，上述计算最大矫顽力提升倍数K
Hcj2
的方法为：
[0039]根据以下公式计算D2对应的退磁后永磁体剩磁
[0040][0041]通过以下公式计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj2
：
[0042][0043]其中，k
r
和k
d
分别为永磁体退磁前和退磁后磁化曲线的斜率，H
cb1
为永磁体退磁前的内禀矫顽力，B为退磁前永磁体剩磁。
[0044]进一步的，上述计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj3
的方法为：
[0045]根据以下公式计算D3对应的退磁后永磁体剩磁
[0046][0047]通过以下公式计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj3
：
[0048][0049]其中，k
r
和k
d
分别为永磁体退磁前和退磁后磁化曲线的斜率，H
cb1
为永磁体退磁前的内禀矫顽力，B为退磁前永磁体剩磁。
[0050]本专利技术以一种矫顽力较弱的永磁体为基体进行选区渗稀土，并根据内置式永磁同步电机在恒峰值功率工况下运行时，在一定高温下，随着不同转速的变化对永磁体易发生退磁位置以及永磁体退磁时的规律，设计了适用于该类电机上的选区渗稀土永磁体的矫顽力提升倍数与渗稀土深度的关系，在保证电机运行性能不变的情况下，既可以减少稀有稀土元素的用量，又提升了永磁体在电机运行过程中的抗退磁能力和温度稳定性。
附图说明
[0051]图1为电机转矩转速特性曲线图；
[0052]图2为磁化曲线图；
[0053]图3为一类角渗稀土区域的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.内置式永磁同步电机永磁体的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法，其特征在于，永磁体渗有稀土的角包括一类角和二类角，其中，一类角为处于受电枢反向磁场影响最大位置或处于漏磁位置的角，二类角为除一类角以外的剩余角，矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘方法包括以下步骤：区域划分步骤：将一类角渗有稀土的扇形区域用两个半径不等的弧划分为三个区域，其中由扇形的顶点至弧分别为顶部区域、中部区域和边缘区域，将二类角渗有稀土的扇形区域用一个弧划分为两个区域，其中由扇形的顶点至弧分别为顶部区域和边缘区域，所述弧均与所在扇形区域同心；一类角渗稀土区域的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘步骤：采集电机处于恒峰值功率工况下基速工作点的初始退磁深度r4和初始退磁率D1，利用该初始退磁率D1计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj1
，保持电机温度不变，采集顶部区域各转速工作点的退磁深度和退磁率，选取最大退磁率D2计算最大矫顽力提升倍数K
Hcj2
，选取最大退磁深度作为顶部区域退磁深度r1，保持电机温度不变，采集边缘区域各转速工作点的退磁深度，选取最大退磁深度作为顶部区域退磁深度r3，选取最小退磁深度作为中部区域退磁深度r2，根据下式分别计算不同退磁深度r对应的矫顽力提升倍数K
Hcj
：当0<r<r1时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：当r1<r<r2时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：当r2<r<r3时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：根据不同退磁深度r对应的矫顽力提升倍数K
Hcj
描绘获得矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线；二类角渗稀土区域的矫顽力提升倍数与渗稀土深度关系曲线描绘步骤：采集电机处于恒峰值功率工况下基速工作点的初始退磁深度r7和初始退磁率D3，利用该初始退磁率D3计算初始矫顽力提升倍数K
Hcj3
，保持电机温度不变，采集边缘区域各转速工作点的退磁深度，选取最大退磁深度作为顶部区域退磁深度r6，选取最小退磁深度作为顶部区域退磁深度r5，根据下式分别计算不同退磁深度r对应的矫顽力提升倍数K
Hcj
：当0<r<r5时，矫顽力提升倍数K
Hcj
为：当r...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢颖，孙存峻，蔡蔚，任少卿，于勇海，夏郁美，李欣欣，高立红，包香春，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：