永磁同步电机的降额控制方法

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1、永磁同步电机的降额控制方法文档序号：7361448导航： X技术> 最新专利>发电;变电;配电装置的制造技术永磁同步电机的降额控制方法【专利摘要】本申请公开了一种永磁同步电机的降额控制方法，包括：第1步，在不同转速、但总是最大扭矩的条件下，记录永磁同步电机从正常工作模式进入失效响应模式的瞬时峰值电流。第2步，根据各个转速下的瞬时峰值电流，记录不同转子温度下的退磁率。第3步，根据所允许的最大退磁率，得到各个转速下的最大允许转子温度。第4步，为各个转速、各个转子温度下设定降额系数。第5步，根据当前转速和转子温度，根据第4步所

2、设定的降额系数的值来对最大输出扭矩和最大输出功率进行限制。本申请所述方法特别适用于新能源汽车上的永磁同步电机，既能保证永磁体的剩余磁通密度不超过一定范围，又能满足低速爬坡、高速超车的需求。【专利说明】永磁同步电机的降额控制方法【技术领域】[0001]本申请涉及一种新能源汽车上的永磁同步电机的降额控制方法。【背景技术】[0002]永磁同步电机被普遍应用于新能源汽车(纯电动汽车、混合动力汽车等)，作为驱动电机。永磁同步电机的转子上设有永磁体，通常为磁钢，其主要特性参数包括剩余磁通密度(Br)和内禀矫顽力(Hcj)。[0003

3、]剩余磁通密度决定永磁体的性能,进而影响永磁同步电机的输出扭矩和功率。永磁体的剩余磁通密度减小的现象被称为退磁，剩余磁通密度的减小量与原本的剩余磁通密度之比被称为退磁率。永磁体发生退磁主要与温度和电流两个因素有关。退磁率在一定范围内是可以接受的，超过该范围则是不被允许的。[0004]内禀矫顽力决定永磁体的抗退磁能力。内禀矫顽力由永磁体中的稀土(例如钕、镝)含量所决定，这直接影响永磁同步电机的生产成本。新能源汽车上的永磁同步电机需要在复杂的整车工况及苛刻的环境温度条件下工作，因而永磁体的抗退磁能力是电机乃至整车稳定性及使用

4、寿命的重要指标。[0005]当永磁同步电机的转子达到较高温度时，若由于某些故障从正常工作模式进入失效响应模式，将导致永磁同步电机受到较大的瞬态峰值电流冲击，此时永磁同步电机中的永磁体易发生退磁，具体表现为电机空载反电势降低、性能下降。[0006]为使永磁同步电机的退磁率在允许范围内，目前已有对永磁同步电机的降额控制方法。请参阅图1，该方法包括如下步骤:[0007]第I步，根据永磁同步电机运行时的最大相电流，计算不同转子温度下永磁体的退磁率。[0008]第2步，根据永磁同步电机所允许的最大退磁率，得到最大允许转子温度。[0

5、009]第3步，为永磁同步电机设定第一阈值、第二阈值，第一阈值<第二阈值<最大允许转子温度。[0010]第4步，当转子温度达到第一阈值时，开始限制永磁同步电机的最大输出扭矩和最大输出功率，此时降额系数从I开始减小。所述降额系数是指限制后的最大输出功率与未限制的最大输出功率的比值，取值范围为O?I。永磁同步电机的转子温度越高，降额系数越小。当转子温度达到第二阈值时，将永磁同步电机的最大输出扭矩和最大输出功率降至0，此时降额系数为O。[0011]所述方法第4步中，限制永磁同步电机的最大输出扭矩和最大输出功率就是降额控制。请参

6、阅图2，这是永磁同步电机的扭矩-转速外特性曲线(粗实线)和功率-转速外特性曲线(粗虚线)。当转速在O?nl之间时，随着转速升高，功率随之升高，扭矩不变，称为恒扭矩区。当转速在nl以上时，随着转速升高，扭矩随之降低，功率不变，称为恒功率区。实际上，恒扭矩区与恒功率区的拐点是很窄的一个转速范围，因而可以近似地认为是一个特定的转速拐点nl。[0012]在恒扭矩区进行降额控制，是通过限制永磁同步电机的三相定子绕组的相电流，从而限制输出扭矩。[0013]在恒功率区进行降额控制，是通过限制永磁同步电机的三相定子绕组的相电流，从而限制

7、输出功率。[0014]由于永磁同步电机的功率仅与其转速、扭矩有关，转速X扭矩=特定常数X功率。那么一旦限制了扭矩，在转速不变的前提下，也就必然限制了功率。同样地，一旦限制了功率，在转速不变的前提下，也就必然限制了扭矩。因此，降额系数不仅用来表征限制后的最大输出功率与未限制的最大输出功率的比值，还用来表征限制后的最大输出扭矩与未限制的最大输出扭矩的比值。[0015]所述方法第4步中，当转子温度在第一阈值到第二阈值之间时，可以采用线性降额控制，即随着转子温度上升线性地减小降额系数。[0016]例如，永磁同步电机所允许的最大退

8、磁率为15%，由此得到的最大允许转子温度为140°C。请参阅图3，当转子温度≤130°C时，降额系数为I。当转子温度>130°C时，降额系数从I开始随着转子温度升高而线性减小。当转子温度=140°C时，降额系数为O。这种降额控制方法可以避免转子上的永磁体发生超出15%以外的退磁率。[0017]请参阅图4，这是现有的永