新能源汽车电机设计：五种永磁转子退磁特性分析

1.退磁曲线分析

永磁同步电机采用永久性磁铁励磁，由于弱磁磁场以及工作温度等的影响，永磁体会发生不可逆退磁，其结果导致电机性能严重下降。因此必须避免永磁体大范围的不可逆退磁和永久性退磁情况的发生^[9，17]。

永磁体材料退磁回复曲线示意图如图4-23所示。

图4-23 永磁体材料退磁回复曲线示意图

图4-23中，实线所示为永磁材料的原始退磁曲线，在退磁磁场的磁感强度不大于其矫顽力值H_ci时，在退磁磁场消失后永磁体磁通密度将沿实线回复；当其退磁磁感强度大于拐弯点K处磁感强度时，如图中所示a点，则永磁材料回复线将以a点为新起点，沿着小于原退磁曲线的新轨迹aB_r′回复。此后在永磁体受到的退磁磁感强度不超过a点磁感强度的情况下，永磁体将沿着新的退磁曲线aB_r′稳定运行，如果遇到更大退磁磁感强度，则最大剩磁将降得更低。这种现象就称为不可逆退磁，它会造成永磁体磁性永久性地降低，电机励磁磁场也会相应改变，从而严重影响电机性能。如果退磁磁场的磁感强度使得永磁体最大剩磁为零或小于零，则永磁体将被完全永久性退磁，即磁性完全消失，在退磁磁场消失后，永磁体磁性也不会恢复，此时转子上的永磁体就等同于气隙。

2.退磁校验(www.xing528.com)

永磁电机退磁磁场由d轴方向的定子电流分量产生。通过施加与永磁体磁场反向的最大d轴电流来校验永磁体的退磁特性。

表4-11给出了空载时和施加最大退磁电流时的四种永磁磁通密度分布图，经过分析计算得出表4-10所示的磁通密度值。

表4-10 五种结构磁通密度值（T）

对以上结果进行分析，可以看出一字内置式和V形内置式的空载情况与加弱磁电流的情况下磁通密度的变化不明显，而分段内置式在加弱磁电流后永磁体磁通整体有明显降低，形内置式加去磁电流后其磁通密度降低较多，其抗退磁能力较其他三种结构较差。但其最低点的磁通密度仍高于不可逆退磁分界点值2.7倍。经过校验得出在2倍额定运行情况下永磁体均不会被不可逆退磁。

另外，温度也会影响永磁体磁特性，但是在永磁体工作温度范围内，其特性变化都是可逆的。对于不同温度下永磁材料磁特性的变化对电机性能的影响，将在4.6节基于永磁材料的永磁电机转子优化设计中做详尽的分析。