[发明专利]基于局部线性化磁滞模型的纯电动汽车电机充去磁方法

说明书

本发明提供一种基于局部线性化磁滞模型的纯电动汽车电机充去磁方法，将铝镍钴材料的实际磁滞曲线进行分段线性化，建立分段线性化磁滞模型，利用有限元计算此时的永磁体各个单元的(B，H)值，从而对永磁体进行充去磁操作，通过调节铝镍钴永磁材料的磁化强度，实现了电机磁场的在线调节与控制，由于施加磁化电流脉冲时间较短，充、去磁所引起的损耗可以忽略，电机在保持宽调速范围的同时能能保持更高效率；直接引入用于在线充、去磁的磁化绕组，磁场调节手段简单、直接。

技术领域

本发明涉及纯电动汽车用电机技术领域，尤其是涉及一种基于局部线性化磁滞模型的纯电动汽车电机充去磁方法。

背景技术

在纯电动汽车用磁通记忆式定子永磁型电机中，由于磁化绕组采用了铝镍钴永磁材料使得电机的在线调磁成为可能。电机中铝镍钴永磁材料用量的多少直接决定了电机的功率密度、出力等关键性能指标，因此，建立准确的电机有限元模型，分析和评估电机的基本电磁性能，是正确应用铝镍钴永磁材料，实现电机磁场在线调节与控制的前提条件。但由于铝镍钴材料退磁曲线表现出明显的非线性，如图1所示，完全不同于抗去磁能力很强的钕铁硼永磁材料，铝镍钴材料的非线性磁滞特性给电机的有限元建模和分析带来困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于局部线性化磁滞模型的纯电动汽车电机充去磁方法。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种基于局部线性化磁滞模型的纯电动汽车电机充去磁方法，

步骤1：将铝镍钴材料的实际磁滞曲线进行分段线性化，建立分段线性化磁滞模型，磁滞回线被拟合成一组等宽的平行四边形，其中，饱和磁滞回线和所有的局部磁滞回线都具有相同的矫顽力H_c，具有不同的剩磁B_rk，并且初始磁化曲线和磁滞回线部分重合；且以充磁磁动势的磁场强度H为横坐标，以磁密度B为纵坐标建立直角坐标系，磁滞回线的三条直线用下面三个表达式来分别表示：

B＝μ₀μ_rH+B_rk (1)

其中，B为磁密度，H为充磁磁动势的磁场强度，H_m为饱和磁场强度，B_r1为饱和剩磁密度，μ₀为永磁体材料的真空磁导率，μ_r为永磁体材料的绝对磁导率；

步骤2：在初始充磁阶段，根据步骤1获得的分段线性化磁滞模型，先给电机绕组施加一个正向的充磁磁动势，磁场强度对应为H₊，利用常规有限元法计算在初始充磁磁动势作用下，无磁化强度的永磁体各单元的(B，H)值；

步骤3：当撤掉充磁磁动势后，由步骤2中永磁体各单元的(B，H)值，根据公式(4)重新分配每个永磁体单元的剩磁值，使每个永磁体单元都工作在相应的线性磁滞回线上；

当充磁磁动势对应的磁场强度较小，0≤H≤H_c，则由步骤1的假设条件表明未能对永磁体建立有效的充磁；当H_c＜H＜H_m，则该永磁体单元的剩磁为直线1与磁密B轴的交点B_rk，由上述(1)-(3)式就可以求出B_rk的值；当充磁磁动势大于饱和磁场强度H_m时，永磁体单元的剩磁为饱和剩磁密度B_r1；

步骤4：给每个永磁体赋值后，即可进行有限元分析，计算电机在充磁后的电磁性能，当需要弱磁时，需要施加短时去磁磁动势H_-，利用有限元计算此时的永磁体各个单元的(B，H)值；