[發明專利]一種外轉子永磁輪轂電機永磁體損耗獲取方法

在審

• 申請號: 201811536727.6
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN109738704A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 馬其華;陳濤;閆業翠;孫佳睿;張璐璐;孫冬鳴
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01K7/18;G06F17/50
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發明涉及一種外轉子永磁輪轂電機永磁體損耗的獲取方法，該方法利用永磁輪轂電機運行中永磁體以及相接觸的部件和介質的溫度獲取永磁體損耗，以發熱形式表現出來，根據外轉子永磁電機的結構，選擇合適的節點，建立熱網絡，求出外轉子永磁電機永磁體的損耗。與現有技術相比，本發明直接根據電機實際工作情況獲取永磁體損耗，較為準確直觀，有利于設計人員根據損耗情況選取合適的參數，減小永磁體損耗，減少發熱量，從而保護電機的運行時的可靠性以及安全性。

技術領域

本發明涉及外轉子永磁輪轂電機的檢測分析領域，尤其是涉及一種外轉子永磁輪轂電機永磁體損耗獲取方法。

背景技術

外轉子永磁輪轂電機是目前使用比較廣泛的一種輪轂電機，其有著損耗小、效率高，體積小，運行可靠等優點，但是外轉子永磁輪轂電機高功率密度的特點，導致其永磁體損耗較高，同時由于輪轂電機的工作情況較為惡劣，散熱條件不佳，永磁體的溫升較高，嚴重情況下會造成永磁體發生不可逆退磁。所以在設計生產制造輪轂電機時，需要求得準確的輪轂電機永磁體損耗，根據實際損耗值，為輪轂電機的設計做一定的參考。目前針對永磁電機的永磁體損耗主要采用有限元方法，但是該方法存在以下缺點：一、計算耗時較長；二、該方法主要基于使用者建立的電機模型來進行計算，準確性受到電機模型的制約；三、該方法無法直接從實際電機得到損耗值，不夠直觀。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種外轉子永磁輪轂電機永磁體損耗獲取方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種外轉子永磁輪轂電機永磁體損耗獲取方法，具體包括以下步驟：

S1.在電機上設置多個溫度檢測節點建立熱網絡；

S2.根據熱網絡建立熱平衡方程；

S3.在電機熱穩定狀態下檢測每個溫度檢測節點的溫度；

S4.將每個檢測節點的溫度帶入熱平衡方程，求解獲得永磁體的損耗。

進一步地，所述的溫度檢測節點包括n個轉子套節點、n個永磁體節點、n個氣隙節點和兩個端部氣體節點，其中，在軸向上將輪轂電機的永磁體均分為n部分，每部分永磁體幾何中心即為永磁體節點；輪轂電機的轉子套與永磁體接觸部分在軸向上均分為n部分，每部分的幾何中心即為轉子套節點；永磁體和定子之間的氣隙均分為n部分，每部分的幾何中心即為氣隙節點；所述的端部氣體節點設置在定子兩端的外表面；n為大于等于1的正整數。

進一步地，所述的步驟S2具體包括：

S201.獲取每個溫度檢測節點的相關參數和輪轂電機的參數，計算熱網絡模塊內相鄰永磁體節點之間的熱阻值、位于最外側兩端的永磁體節點和兩端端部氣體節點之間的熱阻值，以及每個永磁體節點分別與距離最接近的轉子套節點和氣隙節點之間的熱阻值；

S202.根據步驟A1中的熱阻值建立熱平衡方程。

進一步地，所述的熱平衡方程為：

式中，T_i為在電機熱穩定狀態下檢測到的第i個檢測節點的溫度；T_ij為在電機熱穩定狀態下檢測到的第i個檢測節點的第j個相鄰點的溫度；R(i,ij)為相鄰檢測節點之間的熱阻值。

進一步地，所述的相鄰永磁體節點之間的熱阻值R_ec計算公式為：

式中，L_e為相鄰兩個永磁體節點的距離，λ_e為永磁體的導熱系數，S為永磁體內部的熱傳遞面積。

進一步地，所述的永磁體節點和轉子套節點之間的熱阻值R_z計算公式為：