永磁电机退磁电流仿真分析规范

永磁电机退磁电流仿真分析规范目录1 范围 12 规范性引用文件 13 术语 14 软件设施 35 输入数据 36 分析流程 36.1 初始工况 46.2 退磁工况 46.3 回复工况 47 分析数据处理及结果评价 57.1 数据处理 57.2 结果评价 57.3 分析报告 5永磁电机退磁电流仿真分析规范范围本规范规定了电机电磁仿真分析的要求，用以规范仿真工程师对永磁电机有限元分析时电机模型和参数设置，以提高电机有限元分析的一致性。本规范仅针对永磁电机，不适用于感应电机及磁阻电机。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。电机电磁仿真建模规范电机转矩、损耗与效率仿真分析规范GB/T2900.25-2008电工术语旋转电机术语术语和定义可参照GB/T2900.25执行。退磁退磁是指将磁性材料从磁化状态恢复到磁中性状态，也称磁中性化。目前工业上常用的退磁方法有两种，一种是改变温度（加热或降温），使磁性消失，然后在无磁场作用下恢复初始温度，使形成磁畴的磁矩方向均匀分布，这是最彻底的磁中性化方法。另一种是把材料放在可使之饱和的交变磁场中，然后逐渐减弱磁场温度，直到趋于零。用以上方法进行一次退磁操作，材料中的剩磁可能不完全干净。磁滞回曲线硬磁性材料，如钕铁硼强磁，有两个显著的特征，一是在外磁场力作用下能被强烈磁化，另一个是磁滞，即撤走外磁场后磁性材料仍保留磁化状态。图1为硬磁性材料的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。图1磁滞回曲线退磁曲线磁滞回曲线上第二象限段曲线，该段曲线与纵坐标交点为磁性材料的剩磁Br，与横坐标的交点为磁性材料的矫顽力Hcb。图2某磁性材料不同温度下的退磁曲线剩磁（Br）外磁场减弱到0后，磁性材料中的磁感应强度。矫顽力（Hcb）磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回0时其磁感应强度B并不退到0；只有在原磁化场相反方向上加一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到0，该磁场称为矫顽力。内禀矫顽力（Hcj）使磁体内部微观磁偶极矩矢量和降为0时施加的反向磁场强度，称为内禀矫顽力。内禀矫顽力（Hcj）区别于矫顽力（Hcb）。当反向磁场H=Hcb时，虽然对外磁感应强度表现为零，但此时磁体本身的剩余磁化强度（Br）并不为零,只是所加的反向磁场与Br的作用相互抵消。而当反向磁场H=Hcj时，磁体的剩余磁化强度降为0。内禀矫顽力的大小与永磁材料的温度稳定性密切相关，内禀矫顽力越高，温度稳定性越好。局部退磁如图3，常用永磁体的退磁曲线一般都由上下两段斜率不同曲线构成，永磁体的特性曲线与负载曲线的交点是永磁体的工作点。当工作点场强H处于较为平缓的曲线段时，磁化曲线可以沿着退磁曲线回复到Br点；当H减小到P1或P2点时，磁化曲线不会沿着退磁曲线回复到Br点，而是沿着另一条和上段曲线斜率相同的新曲线回复到新的Br1或Br2点，导致永磁体局部退磁。图3局部退磁原理软件设施本规范推荐采用AltairFlux12.0及以上版本作为电磁仿真建模及分析软件。输入数据电机交直轴电感仿真分析仅输入条件应满足《电机电磁仿真建模规范》及《电机转矩、损耗与效率仿真分析规范》，还应提供以下参数：永磁体的对应温度的退磁曲线（BH曲线）；退磁电流（有效值）。分析流程瞬态分析，退磁电流仿真至少需要建立3个工况，包含在同一个主文件下，3个工况的几何模型和材料一致，基本流程如下：建立初始工况，计算初始磁链和初始转矩；建立退磁工况，计算退磁工作点场强；建立回复工况，设置退磁电流，计算磁链和转矩。初始工况建立初始工况，取最优功率角θm按《电机转矩、损耗与效率仿真分析规范》流程进行分析，输出线磁链峰峰值，作为初始值Ψ0。图4初始磁链曲线（示例）退磁工况按照6.1初始工况建立退磁工况模型。模拟堵转或大电流失磁条件设置激励，计算退磁工况。根据计算结果，如图5，得出永磁体在退磁工况下工作点场强Hc。图5场强云图（示例）回复工况退磁回复设置按照6.1初始工况建立回复工况模型，打开退磁回复参数计算的相关选项，施加6.2退磁工况计算的工作点场强Hc。计算及输出参数计算回复工况模型，输出线磁链峰峰值，作为退磁后磁链值Ψ1。根据表1输出相关参数，计算退磁率。表1输出参数名称关系式单位退磁电流Idem（输入值，相有效值）A初始磁链Ψ0（峰峰值）Wb退磁磁链Ψ1（峰峰值）Wb退磁率ΔΨ=(Ψ0-Ψ1)/Ψ0%图6初始磁链与回复磁链曲线对比（示例）设置绘图输出初始工况及回复工况的磁链-时间曲线（如图6）。分析数据处理及结果评价数据处理根据表1输出相关参数，根据6.3.3输出相关绘图。结果评价评价标