一臺W型釹鐵硼永磁體自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機在起動(dòng)過(guò)程中的退磁情況，分析了同一永磁體不同點(diǎn)的退磁狀況，以及施加不同負載與不同電壓時(shí)對永磁體的退磁的影響，并得出永磁體邊角處更易退磁、低壓起動(dòng)及重載起動(dòng)時(shí)永磁體退磁風(fēng)險較大3個(gè)主要結論。就降低電動(dòng)機退磁風(fēng)險提出了一種解決方案，對實(shí)際運行中分析永磁體性能和改進(jìn)電動(dòng)機設計具有重要意義。
永磁同步電動(dòng)機具有能量密度高、效率高、結構簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，隨著(zhù)電動(dòng)機技術(shù)的發(fā)展和人們對永磁材料研究的深入，永磁電動(dòng)機在國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域都得到了極其廣泛的應用。異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機采用異步自起動(dòng)方式，可靠性高，體積小，運行經(jīng)濟，它依靠定子旋轉磁場(chǎng)與籠型轉子相互作用產(chǎn)生的異步轉矩實(shí)現起動(dòng)，正常運行時(shí)，轉子運行在同步速，籠型轉子不再起作用。
永磁體性能對永磁電動(dòng)機影響很大，不可逆退磁將會(huì )直接影響到電動(dòng)機的空載反電勢及輸出轉矩，嚴重時(shí)電動(dòng)機甚至喪失磁性。永磁體的退磁主要受溫度、外加磁場(chǎng)、振動(dòng)退磁、氧化、腐蝕、以及時(shí)間等因素的影響。
文獻[5,7]分別從電動(dòng)機磁場(chǎng)由鼠籠異步電動(dòng)機效應磁場(chǎng)、變頻發(fā)電機效應磁場(chǎng)和永磁體磁場(chǎng)合成和定子電流產(chǎn)生退磁磁場(chǎng)而鼠籠導條在起動(dòng)過(guò)程中，對其有屏蔽作用兩個(gè)不同的角度，較為詳盡地分析了永磁體產(chǎn)生不可逆退磁的原因，并通過(guò)非直接的手段預測了永磁體退磁風(fēng)險最大的時(shí)刻及相應程度。
文獻[8]利用Ansoft軟件對電動(dòng)機起動(dòng)過(guò)程中的轉速、電磁轉矩變化進(jìn)行了仿真以驗證數學(xué)建模的正確性，對永磁體在起動(dòng)過(guò)程中的變化研究較少。文獻[9]分析計算了永磁體在起動(dòng)過(guò)程中的平均工作點(diǎn)變化情況，未能涉及永磁體上不同點(diǎn)的工作點(diǎn)狀況。
本文通過(guò)對永磁體參考點(diǎn)徑向磁密的分析確定了各狀態(tài)下永磁體的最大風(fēng)險退磁時(shí)刻，并繪出相應時(shí)刻永磁體磁場(chǎng)強度圖片，清晰、直觀(guān)地表現了永磁體各點(diǎn)的退磁情況。采用“控制變量法”，對永磁體的退磁變化進(jìn)行了分析[14]，并提出一種改善方案，以降低起動(dòng)過(guò)程中的去磁風(fēng)險。
圖15 改進(jìn)前后永磁體退磁情況
結論
本文以一臺15kV、4極鼠籠轉子結構的異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機為例，分析了電動(dòng)機在不同條件下起動(dòng)時(shí)的永磁體退磁狀況。利用Ansoft Maxwell仿真，得出永磁體邊角處比中心處更易退磁和對于“W”型永磁體，同一極下的兩塊永磁體之間間隔越近、退磁風(fēng)險就越大的結論。
通過(guò)對參考點(diǎn)在充磁方向上磁密的比較，得出電動(dòng)機在不同電壓下，空載起動(dòng)時(shí)永磁體的退磁風(fēng)險隨起動(dòng)電壓的降低而增大和額定電壓起動(dòng)時(shí)重載最易退磁、輕載最不易退磁兩個(gè)主要結論，揭示了電壓和負載對起動(dòng)時(shí)永磁體退磁的影響。
本文最后基于低壓起動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機模型提出了一種改進(jìn)方法并驗證其可行性，為實(shí)際電動(dòng)機設計中降低去磁風(fēng)險提供了一種新思路。
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