[發明專利]基于局部線性化磁滯模型的純電動汽車電機充去磁方法

在審

• 申請號: 201711476300.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108242314A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 鮑方
• 申請（專利權）人: 常州市武起常樂電機有限公司
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 于桂賢

本發明提供一種基于局部線性化磁滯模型的純電動汽車電機充去磁方法，將鋁鎳鈷材料的實際磁滯曲線進行分段線性化，建立分段線性化磁滯模型，利用有限元計算此時的永磁體各個單元的(B，H)值，從而對永磁體進行充去磁操作，通過調節鋁鎳鈷永磁材料的磁化強度，實現了電機磁場的在線調節與控制，由于施加磁化電流脈沖時間較短，充、去磁所引起的損耗可以忽略，電機在保持寬調速范圍的同時能能保持更高效率；直接引入用于在線充、去磁的磁化繞組，磁場調節手段簡單、直接。

技術領域

本發明涉及純電動汽車用電機技術領域，尤其是涉及一種基于局部線性化磁滯模型的純電動汽車電機充去磁方法。

背景技術

在純電動汽車用磁通記憶式定子永磁型電機中，由于磁化繞組采用了鋁鎳鈷永磁材料使得電機的在線調磁成為可能。電機中鋁鎳鈷永磁材料用量的多少直接決定了電機的功率密度、出力等關鍵性能指標，因此，建立準確的電機有限元模型，分析和評估電機的基本電磁性能，是正確應用鋁鎳鈷永磁材料，實現電機磁場在線調節與控制的前提條件。但由于鋁鎳鈷材料退磁曲線表現出明顯的非線性，如圖1所示，完全不同于抗去磁能力很強的釹鐵硼永磁材料，鋁鎳鈷材料的非線性磁滯特性給電機的有限元建模和分析帶來困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種基于局部線性化磁滯模型的純電動汽車電機充去磁方法。

本發明解決其技術問題所要采用的技術方案是：一種基于局部線性化磁滯模型的純電動汽車電機充去磁方法，

步驟1：將鋁鎳鈷材料的實際磁滯曲線進行分段線性化，建立分段線性化磁滯模型，磁滯回線被擬合成一組等寬的平行四邊形，其中，飽和磁滯回線和所有的局部磁滯回線都具有相同的矯頑力H_c，具有不同的剩磁B_rk，并且初始磁化曲線和磁滯回線部分重合；且以充磁磁動勢的磁場強度H為橫坐標，以磁密度B為縱坐標建立直角坐標系，磁滯回線的三條直線用下面三個表達式來分別表示：

B＝μ₀μ_rH+B_rk (1)

其中，B為磁密度，H為充磁磁動勢的磁場強度，H_m為飽和磁場強度，B_r1為飽和剩磁密度，μ₀為永磁體材料的真空磁導率，μ_r為永磁體材料的絕對磁導率；

步驟2：在初始充磁階段，根據步驟1獲得的分段線性化磁滯模型，先給電機繞組施加一個正向的充磁磁動勢，磁場強度對應為H₊，利用常規有限元法計算在初始充磁磁動勢作用下，無磁化強度的永磁體各單元的(B，H)值；

步驟3：當撤掉充磁磁動勢后，由步驟2中永磁體各單元的(B，H)值，根據公式(4)重新分配每個永磁體單元的剩磁值，使每個永磁體單元都工作在相應的線性磁滯回線上；

當充磁磁動勢對應的磁場強度較小，0≤H≤H_c，則由步驟1的假設條件表明未能對永磁體建立有效的充磁；當H_c＜H＜H_m，則該永磁體單元的剩磁為直線1與磁密B軸的交點B_rk，由上述(1)-(3)式就可以求出B_rk的值；當充磁磁動勢大于飽和磁場強度H_m時，永磁體單元的剩磁為飽和剩磁密度B_r1；

步驟4：給每個永磁體賦值后，即可進行有限元分析，計算電機在充磁后的電磁性能，當需要弱磁時，需要施加短時去磁磁動勢H_-，利用有限元計算此時的永磁體各個單元的(B，H)值；