永磁大功率高速发电机
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湖南永磁同步高速发电机退磁的潜在原因分析

发布日期:2019-10-21 作者: 点击:

  湖南永磁同步高速发电机退磁的潜在原因有很多,比如高温、机械振动、撞击、化学腐蚀、反向磁场、辐射、自然失效等,其中,高温和反向磁场是引起永磁体退磁的主要原因。

  3.1高温退磁

  钕铁硼永磁材料最突出的不足之处是热稳定性较差,居里温度较低,一般为310~410℃,剩余磁感应强度温度系数αBr可达-0.13%K-1,磁化强度矫顽力温度系数αHci达-(0.6~0.7)%K-1,温度过高可能导致永磁体发生不可逆退磁。高温来自于两个方面:

一是转子铁芯和磁钢本身的涡流发热引起温升;

二是定子向转子的传热。当电机处于高速弱磁工况时,电机自身的合成磁场就会存在大量的谐波,导致永磁体的外部形成涡流,进而引起永磁体温度上升。相对转子的发热而言,定子绕组的温升往往更快,定子与转子间的温度差导致定子通过空气对流向转子传热,尽管定、转子间的气隙热阻较大,但随着时间的延长,定子与转子的温差将逐渐减小。

湖南永磁高速发电机

  3.2反向磁场

  在湖南永磁同步电机的矢量控制策略中,主要分两个控制阶段:MTPA(MaximumTorqueperAmpere,最大转矩电流比)控制阶段和MTPV(MaximumTorqueperVoltage,最大转矩电压比)控制阶段。在高速负载工况下,电机控制处于MTPV控制阶段,电枢反应磁场和永磁体磁场方向相反,有一定的退磁风险,若此时控制系统不稳定、控制参数不准确尤其是出现故障异常状态,可能出现过大的动态电枢电流,产生较强的反向磁场,引起永磁体均匀退磁或部分区域的非均匀退磁。

湖南永磁高速发电机

  4电机温度分布仿真

  电机的定子绕组端部埋有温度传感器,在台架测试时定子温度可实时读出,但转子的温度却难以测量。为了解高速负载工况下电机的定、转子之间温度差异,以工况一(15000r/min@55kW)为例,对整个电机的温度分布情况进行了仿真计算。


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