专利名称：永磁电机永磁体的退磁状态监控装置及方法
技术领域：
本发明涉及磁性材料检测领域，具体为一种永磁电机永磁体的退磁状态监控装置
及方法。
背景技术：
电机一般由定子和转子构成，定子产生交变磁场，当转子由原动机带动时转子绕 组切割定子交变磁场的磁力线从而感应出感生电动势，此时为发电机；当从转子输入电能 时转子绕组被交变磁场所牵引而转动从而对外输出扭矩，此时为电动机。定子上的交变磁 场，过去都采用从外界输入励磁电流的方式产生，而基于对节能要求的不断提升以及高磁 性材料的不断应用，采用永磁体的电机又开始得到了广泛的应用。但是，永磁体具有退磁特 性，使用时间久了其磁性会慢慢消退，尤其在高温及其大电流时退磁现象尤其明显，严重时 甚至发生永久性退磁。电机内的磁场是电机正常工作时必不可少的环节，对电动机而言， 一旦发生了退磁，将导致对外输出扭矩急剧减小，此时电能转化成机械能的比例也将大大 降低，而将转化成热能，从而造成危险。因此对永磁电机的永磁体作磁性监控是非常重要 的。但是，目前使用的监控装置，多采用利用温度传感器测量电枢绕组温度并以此判断永磁 体的磁性正常与否，由于电枢绕组的温度和永磁体的温度并不一致，所以这种办法不能得 出永磁体磁性的准确信息，而且， 一旦永磁体已经退磁，靠此温度传感器也不能诊断出永磁
体是否退磁。因此，现有的检测监控方法不能及时报警及处理，会对系统造成较大的安全隐
串
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种能实时监控永磁体磁性的设备，本发明公开 了 一种永磁电机永磁体的退磁状态监控装置及方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的 —种永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，包括电池，逆变器和永磁电机，电池用
导线和逆变器连接，经逆变器将电池输出的直流电转变为三相交流电后再用导线和永磁电
机连接，其特征是还包括U相电流传感器，V相电流传感器，速度传感器和微处理器，微处
理器具有数值运算、PI变换、数据储存和信息输出功能，连接逆变器和电机的三相导线中，U
相线和V相线分别串接U相电流传感器和V相电流传感器，永磁电机上并接一速度传感器，
U相电流传感器、V相电流传感器和速度传感器都用导线和微处理器连接。 所述的永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，其特征是微处理器采用DSP微处理器。 所述的永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，其特征是微处理器还连接有车载 液晶显示屏，当微处理器判断永磁体有明显退磁时，微处理器控制车载液晶显示屏发出警 告信息。
—种永磁电机永磁体的退磁状态监控方法，当永磁电机处于零力矩控制模式时通
3过测量永磁电机的相电流和旋转角速度进行，其特征是按如下步骤依次进行 在向永磁电机供给三相电源的导线上选取U相线和V相线各串接U相电流传感器
和V相电流传感器，设测得的U相电流为Iu， V相电流为Iv ; 在永磁电机上并接一角速度传感器，设测得的电机旋转角速度为"，测量时经历
的时间为t ; 将U相电流传感器测得的U相电流Iu、 V相电流传感器测得的V相电流Iv和角速
度传感器测得的电机旋转角速度"和经历的时间t这五个数据都输入至微处理器，并作以 下处理以得出电流横轴分量I,和电流纵轴分量Id:
.I /T 1f) ~l「 1、 coscotsmcot v I ^ Iu
-sincot coscot」 J |_IV」 算得的Id和Iq数据经过微处理器的PI变换得出电压的横轴分量Vq纵轴分量Vd， 并按下式计算得出电机定子相电压幅值Vd,和电机磁链A : vdq=^7^，x=》 设永磁电机磁链的额定值为入。al，当测得的入值在(0. 8 A 。al， 1. 2 A 。al)的区间内 时，微处理器判定永磁电机的永磁体磁性没有明显退磁，当测得的A值在(0，0.8A。al)的 区间内时，微处理器判定永磁电机有明显的退磁现象。 本发明的有益效果是通过实时测量与永磁体磁性密切相关的参数，判断永磁体 磁性的正常与否，不必增加额外的费用，采用高效的DSP微处理器，能够准确快速的对永磁 体性能进行检测，并且由于该检测可以设定在空闲时间内进行工作，不会影响系统的控制 性能。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1 —种永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，包括电池l，逆变器2，U相电流传感器 31， V相电流传感器32，永磁电机5，速度传感器6和微处理器7，如图l所示，具体结构是 电池1用导线和逆变器2连接，经逆变器2将电池输出的直流电转变为三相交流电后再用 导线和永磁电机5连接，连接逆变器2和电机5的三相导线中，U相线和V相线分别串接U 相电流传感器31和V相电流传感器32，永磁电机5上并接一速度传感器6， U相电流传感 器31、 V相电流传感器32和速度传感器6都用导线和微处理器7连接，微处理器7具有数 值运算、PI变换、数据储存和信息输出功能，微处理器7采用DSP微处理器。
在混合电动汽车运行工况中，有所谓零力矩控制模式；即电机转子随发动机或传 动系旋转而电机输出力矩为零。当电机速度低于拐点时，直轴分量Id和交轴分量Iq的给定 值都为零，此时，有下式成立
Vrtn =入"，
式中，Vd,为电机定子相电压幅值，A为电机磁链，"为电机轴的角速度:
将U相电流传感器31测得的U相电流Iu、 V相电流传感器32测得的V相电流I,
和角速度传感器6测得的永磁电机5旋转角速度"和经历的时间t这五个数据都输入至 微处理器7，并作以下处理以得出电流的横轴分量I。和纵轴分量Id :
—Id—cos cotsin cot
—sincotcos cot
X
0 2 算得的Id和Iq数据经过微处理器7的PI变换得出电压的横轴分j Vd，并按下式计算得出电机定子相电压幅值Vd,和电机磁链入
V。纵轴分
vdq=
V闩+ 、 d q
CO 永磁电机5的磁链为其固有特性，其值会随着永磁体温度的变化而变化，设永磁 电机5磁链的额定值为入。al，当测得的入值在(0. 8 A 。al， 1. 2 A 。al)的区间内时，判定永磁 电机5的永磁体磁性没有明显退磁，当测得的A值在(0，0.8A。al)的区间内时，判定永磁 电机5有明显的退磁现象。 微处理器7还可连接至车载液晶显示屏，当微处理器7判断永磁体有明显退磁时 即控制车载液晶显示屏发出警告信息。
权利要求
一种永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，包括电池(1)，逆变器(2)和永磁电机(5)，电池(1)用导线和逆变器(2)连接，经逆变器(2)将电池输出的直流电转变为三相交流电后再用导线和永磁电机(5)连接，其特征是还包括U相电流传感器(31)，V相电流传感器(32)，速度传感器(6)和微处理器(7)，微处理器(7)具有数值运算、PI变换、数据储存和信息输出功能，连接逆变器(2)和电机(5)的三相导线中，U相线和V相线分别串接U相电流传感器(31)和V相电流传感器(32)，永磁电机(5)上并接一速度传感器(6)，U相电流传感器(31)、V相电流传感器(32)和速度传感器(6)都用导线和微处理器(7)连接。
2. 如权利要求l所述的永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，其特征是微处理器(7) 采用DSP微处理器。
3. 如权利要求1或2所述的永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，其特征是微处理 器(7)还连接有车载液晶显示屏，当微处理器(7)判断永磁体有明显退磁时，微处理器(7) 控制车载液晶显示屏发出警告信息。
4. 一种永磁电机永磁体的退磁状态监控方法，当永磁电机处于零力矩控制模式时通过 测量永磁电机的相电流和旋转角速度进行，其特征是按如下步骤依次进行在向永磁电机供给三相电源的导线上选取U相线和V相线各串接U相电流传感器和V 相电流传感器，设测得的U相电流为Iu， V相电流为Iv ;在永磁电机上并接一角速度传感器，设测得的电机旋转角速度为"，测量时经历的时 间为t ;将U相电流传感器测得的U相电流Iu、 V相电流传感器测得的V相电流Iv和角速度传 感器测得的电机旋转角速度"和经历的时间t这五个数据都输入至微处理器，并作以下处理以得出电流横轴分量Iq和电流纵轴分量Id :<formula>formula see original document page 2</formula>算得的Id和Iq数据经过微处理器(7)的PI变换得出电压的横轴分量V,纵轴分量Vd， 并按下式计算得出电机定子相电压幅值Vd,和电机磁链A : ;-、一 vaqvdq=V^[，x=v，设永磁电机磁链的额定值为、d，当测得的A值在(0. 8 A 。al， 1. 2 A 。al)的区间内时， 微处理器判定永磁电机的永磁体磁性没有明显退磁，当测得的A值在(0，0.8A。al]的区间 内时，微处理器判定永磁电机有明显的退磁现象。
全文摘要
本发明涉及磁性材料检测领域，具体为一种永磁电机永磁体的退磁状态监控装置及方法。一种永磁电机永磁体的退磁状态监控装置，包括电池(1)，逆变器(2)和永磁电机(5)，其特征是还包括U相电流传感器(31)，V相电流传感器(32)，速度传感器(6)和微处理器(7)，U相线和V相线分别串接一相电流传感器，永磁电机(5)上并接一速度传感器(6)，U相电流传感器(31)、V相电流传感器(32)和速度传感器(6)都用导线和微处理器(7)连接。本发明能够准确快速的对永磁体性能进行检测，且不影响系统的控制性能。
文档编号G01R33/12GK101770002SQ20081020488
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者庄朝晖, 张玉柱, 徐性怡 申请人:上海大郡动力控制技术有限公司