一种永磁体失磁状态的检测方法和装置

技术领域

本发明属于永磁电机领域，更具体地，本发明涉及一种永磁体失磁的检测方法和装置。

背景技术

永磁电机又称永磁同步电机，随着永磁材料性能的快速发展和不断完善，永磁电机的性能得以进一步提升，和普通电机相比，永磁电机具有高效节能、温升低、启动性能好、体积小重量轻等优点，在航空、电动车、机器人等领域得到了广泛应用。但是，永磁材料具有失磁特性，当出现150℃以上的高温或变频器载波频率很低等情况时，都会导致永磁体失磁，进而导致刹车失灵，控制系统过电流，失磁进一步快速扩展等问题，这就有必要提出一种永磁体失磁的检测方法和装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种永磁体失磁的检测方法和装置，解决了永磁电机在线失磁判定问题。

为了实现上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种永磁体失磁状态的检测方法，所述永磁体应用于永磁电机，该方法包括：

计算瞬时反电动势并绘制反电动势曲线图；

通过对反电动势曲线图进行积分得到磁链波形图；

将磁链波形图通过傅里叶分解得到谐波幅值和谐波次数；

根据谐波幅值判断永磁体失磁量，根据谐波出现的次数算出永磁体的失磁位置。

可选地，计算瞬时反电动势的方法包括：

通过电机端电压、定子电阻、电流、电抗建立数学模型；

通过建立的数学模型计算瞬时反电动势。

可选地，所述数学模型的计算规则为：

Usinθ＝I

Ucosθ＝E

其中，U为电压，E

可选地，所述傅里叶变换的计算规则为：

在一整周期内，选取等距N节点，如：

其中，aj,bj为傅立叶分解后的coskx，coskx系数。

可选地，根据基波幅值判断永磁体失磁量的方法包括：

通过对测得的电压、电流值，和已知电阻、电抗值获得永磁体失磁量磁链波形，通过基波幅值判定失磁量。

可选地，根据谐波出现的次数算出永磁体的失磁位置的方法包括：

有五次谐波判定磁极是侧边失磁，有七次谐波判定磁极是磁极中心失磁。

可选地，所述在线检测方法还包括：

当所述失磁位置的失磁量大于设定值时，实现自动化报警。

可选地，所述永磁体应用于永磁电机，该装置包括：

获取模块：获取所述永磁体的磁链值；

绘制模块：通过磁链值绘制出相应的磁链波形图；

计算模块：将磁链波形图通过傅里叶变换得到谐波幅值和谐波次数；

根据谐波幅值判断永磁体失磁量，根据谐波出现的次数算出永磁体的失磁位置。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

可以及时检测永磁体磁场状态，为永磁同步发电机第一时间采取措施提供了技术保障，减少了失磁故障对永磁同步发电机失磁过载运行的安全风险。

本发明中，通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的永磁体失磁状态的检测方法的流程框图；

图2(a)本发明的永磁体失磁状态的检测方法的反电动势波形图；

图2(b)本发明的永磁体失磁状态的检测方法的失磁后的磁链波形图

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示的一种永磁体失磁的检测方法，应用于永磁电机，该方法包括：

S1、通过电机端电压、定子电阻、电流、电抗建立数学模型，数学模型的计算规则为：

Usinθ＝I

Ucosθ＝E

其中，U为电压，E

S2、通过建立的数学模型计算瞬时反电动势并绘制反电动势曲线图。

S3、对反电动势曲线图进行积分得到磁链波形图；

S4、将磁链波形图通过傅里叶分解得到谐波幅值和谐波次数；所述傅里叶变换的计算规则为：

在一整周期内，选取等距N节点，如：

其中，aj,bj为傅立叶分解后的coskx，coskx系数。

根据谐波幅值判断永磁体失磁量，根据谐波出现的次数算出永磁体的失磁位置，有五次谐波判定磁极是侧边失磁，有七次谐波判定磁极是磁极中心失磁。当所述失磁位置的失磁量大于设定值时，实现自动化报警。

一种永磁体失磁状态的检测装置，所述永磁体应用于永磁电机，该装置包括：

获取模块：获取所述永磁体的磁链值；

绘制模块：通过磁链值绘制出相应的磁链波形图；

计算模块：将磁链波形图通过傅里叶变换得到基波幅值和谐波次数；

根据谐波幅值判断永磁体失磁量，根据谐波出现的次数算出永磁体的失磁位置。

具体工作流程如下：建立数学模型，通过检测电压，电流和转速进行反电动势波形输出，通过对反电动势波形图进行傅里叶变换建立磁链波形图，通过傅立叶分析获得磁链幅值和谐波含量，永磁体失磁后导致电机回路电流增加，温升增加，导致系统反电动势大幅度降低，以图2为例，可以看出，通过电压波形的积分可求得磁场波形，通过对磁链波形图的分析可以获得失磁状态。测试磁链，首先，通过测定电压U、电流I

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。