如何防止永磁同步电机失磁

电机的去磁现象： ?

1.永磁体失磁引起的转矩脉动、齿槽效应转矩和电流测量等硬件误差引起的转 矩脉动。其中，磁密非正弦分布引起的转矩脉动较大，永磁体失磁导致磁密波形变化，包括幅值变化、幅值和位置变化以及非正弦畸变三种。其中，非正弦畸变最为复杂。 ?

2. 会使电机性能出现很明显的下降，电流增大再有出力不足，甚至严重的话会导致电机不能驱动负载以致烧坏电机。?

原因分析： ?

电磁控制原因 ?致使永磁体失磁的电磁方面的因素包括两个方面：第一是失磁可能是高温或者去磁磁场一个因素所引起的，也可能是高温和去磁磁场两个因素同时的作用而导致。而高温跟去磁磁场的同时作用导致失磁的概率较高。第二是电机合成磁场谐波能够在永磁体外部产生涡流，很可能会使永磁体的本来的高温升的更高。再有加入控制系统还不稳定，在高速度运转时可能会产生过大的去磁电流(Id)，这时就有可能造成永磁体的失磁现象。

永磁体材料原因 ?永磁体的检测数据方面显示样机的永磁体是很正常，但在永磁体的检测方面，现在的永磁体厂家所使用的检测方法普遍存在下列的问题，从而使得检测条件不能及时的地反映出实际的运用用情况： ?一方面，对永磁体的检测不是实际使用时电机运用交流去磁法，而采用的是直流去磁的方式，两种方式的去磁效果很明显是不一样的； ?另一方面，永磁体检测的试样方法也不能反映实际情况，试验时一般使用的是十乘十的圆柱体，而实际使用的是面积比较大的矩形。稀土永磁电机在外界各方面都得到了广泛应用，这主要归功于它的功率密度，控制性能及转矩质量比等方面都表现出了很好的优势。 ?虽然稀土永磁电机的优势很多，但仍有其劣势，具体表现在失磁和磁场的波动上：因为钕铁硼永磁的内部材料的温度都相对偏低，在温度方面的稳定性则不够理想，不可逆性的损失以及温度系数均相对较高，以致使在高温运行时磁损就严重，并且在电机启动或者刹车以及故障的状况下电流都会激增，将会引起不可逆性的失磁。因以上这些原因，导致永磁电机在实际的应用当中并不理想。

永磁体的自然失效 ? 在常规的环境中，在永磁电机充磁后，长期运行即使忽略外界环境和其他外界条件的影响，永磁体的磁性也会随着时间的变化而改变，开路磁通随着时间而损失的百分比叫时间稳定性，也称为自然失效。自然失效跟永磁体的尺寸及使用的材料的内禀矫顽力有关。研究资料显示永磁材料随着时间的磁通损失与所经历的时问对数基本成线性关系。

检测方法:

电机失磁与否，可以用磁通表检测电机的气隙磁场。 ?

另外，也可以通过空载反电动势来判定电机的失磁状况，其方法为：电机在额定电压，额定频率下空载运行达到稳定，调节电机的电压，使其电流最小，此时的外加电压可近似为空载反电动势，测出三个出线端的外加电压，取其平均值即为空载反电动势。 磁链观测法 ?磁链观测法现阶段在线检测的线性估计算法是卡尔曼滤波器，卡尔曼滤波器是 一种由卡尔曼(Kalman)提出的用于时变线性系统的递归滤波器，其主要目的是将卡尔曼滤波器运用到永磁体磁链的在线状态估计中。选取定子电流作为输出向量，定子电压与电感的商作为输入向量，永磁体磁链和定子电流作为状态向量，永磁同步电机系统就可以描述成一个四阶系统。因状态变量中含有永磁体磁链，则可通过实对现状态的估计来达到对永磁体磁链的检测。

解决方案： ?

电流补偿 ?上述方法检测到永磁失磁时，交直轴磁链出现周期性波动，要使输出转矩达到稳定， iq需要瞬时做出响应，此时仅仅靠电流环的调节是远远不够。为了获得很好的控制性能，采 用电流前馈补偿的方式，以便实时响应磁链的变化，减少转矩脉动。

处理器动态监测的永磁同步电机控制 处理器通过对磁链同步的检测数据，并且相对应的调节其速度调节器参数、电压极限以及d-q轴的定向问题。同时在控制系统的框图由永磁体故障处理模块、电流调节器、弱磁控制模块、速度调节器、位置检测模块以及永磁体磁链观测器构成。永磁体当前幅值以及偏角观测的结果将永磁体磁链观测器检测。弱磁控制模块就会跟据当时的永磁体磁链参数、速度指令以及电机运行状况来提供d轴的电流参考数据。根据永磁体磁链的及时动态信息会给出永磁体故障处理模块以报警信号，以避免电机产生永久性的不可逆失磁。