[发明专利]一种永磁同步电机失磁故障等效磁路模型建立方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机失磁故障等效磁路模型建立方法，步骤如下：S1，建立永磁同步电机的简化等效磁路模型；S2，计算简化等效磁路模型中的等效气隙长度和等效气隙面积；S3，计算简化等效磁路模型中的磁阻；S4，计算等效气隙磁通密度B_g；S5，将步骤S1的简化等效磁路模型作为失磁故障磁路模型，引入失磁比例，并计算失磁故障后永磁同步电机的气隙磁通密度B'_g；S6，将步骤S5的计算结果与失磁故障模型的仿真结果进行比较，验证失磁故障磁路模型的准确性。本发明不需要进行实验仿真，仅建立永磁同步电机失磁故障后的等效磁路模型来分析气隙磁通密度，允许最大误差在5％范围内。

技术领域

本发明属于电机状态检测与故障诊断技术领域，具体涉及一种永磁同步电机失磁故障等效磁路模型建立方法。

背景技术

永磁同步电机具有效率高、功率因数高等优点，成为发展节能电机的一个重要方向，其功率密度高的特点使其已成为混合动力和电动汽车驱动系统中最具优势的动力装置，有广泛的使用前景。但是Nd-Fe-B稀土永磁材料容易产生退磁现象，一旦永磁电机发生失磁故障，会导致永磁电机性能指标下降、发热和转矩性能变差，严重情况下电机可能失控和报废。因此，在电动汽车、航空航天、国防装备等使用环境恶劣、可靠性要求高的场合，永磁电机应用又受到了很大的限制。

目前国内针对永磁体发生失磁故障对电机运行性能影响及其诊断的研究较多，以永磁材料的退磁曲线建立的失磁故障模型居多，但对失磁故障后的等效磁路数学模型的研究较少，这些研究有一定的局限性和不全面性，仅指出在设计时可以采用等效磁路法或者用于分析失磁故障的性能参数。

发明内容

针对上述现有技术描述的不足，本发明提供一种永磁同步电机失磁故障等效磁路模型建立方法，可在不进行实验的情况下进行准确的诊断，尤其可用于对驱动永磁同步电机失磁故障诊断。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种永磁同步电机失磁故障等效磁路模型建立方法，步骤如下：

S1，建立永磁同步电机的简化等效磁路模型。

S1.1，根据永磁同步电机的磁路结构，得到永磁永磁同步电机的等效磁路模型。

所述等效磁路模型，包括第一并联单元和第二并联单元，所述第一并联单元包括第一磁通源第一电阻Ⅰ2R_mo、第一电阻ⅡR_1ml和第一电阻ⅢR_2ml，第一磁通源第一电阻Ⅰ2R_mo、第一电阻ⅡR_1ml和第一电阻ⅢR_2ml由左至右相互并联连接；所述第二并联单元，包括第二磁通源第二电阻Ⅰ2R_mo、第二电阻ⅡR_1ml和第二电阻ⅢR_2ml；第二磁通源第二电阻Ⅰ2R_mo、第二电阻ⅡR_1ml和第二电阻ⅢR_2ml由右至左相互并联连接；且第一磁通源和第二磁通源之间通过依次串联的第三电阻2R_δ、第四电阻R_s和第五电阻2R_δ连接；第一电阻ⅢR_2ml的一端和第二电阻ⅢR_2ml的一端通过第六电阻2R_mb连接，第一电阻ⅢR_2ml的另一端和第二电阻ⅢR_2ml的另一端通过第七电阻R_r连接。

S1.2，忽略定子铁芯磁阻R_s和转子磁阻R_r，得到简化等效磁路模型。

假定永磁同步电机的硅钢片为不饱和状态，且在定子绕组中的电枢电流产生的磁场强度忽略不计，则在永磁同步电机的等效磁路模型中，忽略定子铁芯磁阻R_s和转子磁阻R_r，得到简化等效磁路模型。