永磁同步电机转子磁钢工作温度估算方法、装置及设备与流程

本技术涉及永磁同步电机，具体涉及一种永磁同步电机转子磁钢工作温度估算方法、装置及设备。

背景技术：

1、磁钢工作温度对永磁同步电机性能影响非常大。特别是在高转速工况下，硅钢片铁耗显著增加，磁钢工作温度升高，使磁钢退磁曲线出现非线性，如果施加弱磁电流id过大或磁钢工作温度继续升高，磁钢工作点会低于磁钢退磁曲线拐点，磁钢出现永久退磁。

2、永磁同步电机转子总成所用磁钢安装于转子铁芯表面或内部。电机工作时，电机转子总成处于高速转动状态，通过传统预埋温度传感器直接测量磁钢工作温度非常危险。同时，转子总成被电机外壳体和前、后端盖罩住，位于封闭空间内部，而且转子总成端部隔磁板也遮挡住磁钢，这些都增加了直接或间接方式测试磁钢工作温度的难度。

3、新开发永磁同步电机在进行台架温升型式试验时，需要掌握指定工况下磁钢工作稳定温度，以此评估电机性能指标。然而，目前的永磁同步电机转子磁钢工作温度估算方法处理流程复杂，无法简单高效地估算出不同指定工况下的磁钢工作温度。

技术实现思路

1、本技术提供一种永磁同步电机转子磁钢工作温度估算方法、装置及设备，可以简单高效地估算出不同指定工况下的磁钢工作温度。

2、第一方面，本技术实施例提供一种永磁同步电机转子磁钢工作温度估算方法，所述永磁同步电机转子磁钢工作温度估算方法包括：

3、在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡，在第一预设时长内测量待测电机在预设转速下的空载反电动势，记为目标反电动势，其中，目标工况条件下磁钢未发生退磁；

4、对待测电机的有限元电磁模型进行预设转速下的空载反电动势仿真，确定目标温度，其中，磁钢工作温度设置为目标温度时，有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势与目标反电动势的差值在误差允许范围内。

5、进一步地，一实施例中，所述在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡，在第一预设时长内测量待测电机在预设转速下的空载反电动势，记为目标反电动势的步骤包括：

6、将待测电机的磁钢工作温度预热到第一预设温度，测量待测电机在预设转速下的空载反电动势，记为第一实测反电动势；

7、在预设工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡，在第一预设时长内测量待测电机在预设转速下的空载反电动势，记为第二实测反电动势；

8、再次将待测电机的磁钢工作温度预热到第一预设温度，测量待测电机在预设转速下的空载反电动势，记为第三实测反电动势，若第一实测反电动势与第三实测反电动势的差值在误差允许范围内，则将预设工况条件确定为目标工况条件，将第二实测反电动势确定为目标反电动势。

9、进一步地，一实施例中，在所述对待测电机的有限元电磁模型进行预设转速下的空载反电动势仿真，确定目标温度的步骤之前还包括：

10、将有限元电磁模型的磁钢工作温度设置为第一预设温度，获取有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势，若仿真空载反电动势与第一实测反电动势的差值在误差允许范围外，则对有限元电磁模型进行优化，返回执行所述将有限元电磁模型的磁钢工作温度设置为第一预设温度，获取有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势的步骤，直到仿真空载反电动势与第一实测反电动势的差值在误差允许范围内。

11、进一步地，一实施例中，所述对待测电机的有限元电磁模型进行预设转速下的空载反电动势仿真，确定目标温度的步骤包括：

12、将有限元电磁模型的磁钢工作温度设置为第二预设温度，获取有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势，若仿真空载反电动势与目标反电动势的差值小于或等于误差允许下限值，则将第一预设温度设置为左端点值，将第二预设温度设置为右端点值，其中，第二预设温度大于第一预设温度，小于或等于磁钢的最大允许工作温度；

13、将有限元电磁模型的磁钢工作温度设置为左端点值和右端点值的中点值，获取有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势；

14、若仿真空载反电动势与目标反电动势的差值在误差允许范围内，则将当前的中点值确定为目标温度；

15、若仿真空载反电动势与目标反电动势的差值小于或等于误差允许下限值，则将当前的中点值作为新的右端点值，返回执行所述将有限元电磁模型的磁钢工作温度设置为左端点值和右端点值的中点值，获取有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势的步骤；

16、若仿真空载反电动势与目标反电动势的差值大于或等于误差允许上限值，则将当前的中点值作为新的左端点值，返回执行所述将有限元电磁模型的磁钢工作温度设置为左端点值和右端点值的中点值，获取有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势的步骤。

17、进一步地，一实施例中，所述在预设工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡的步骤包括：

18、在预设工况条件下对待测电机进行持续温升实验，定期检测电机定子电枢绕组温度的波动值，若波动值在误差允许范围内，则确定待测电机的磁钢工作温度达到热平衡；

19、在所述将有限元电磁模型的磁钢工作温度设置为第二预设温度之前还包括：

20、根据目标工况条件下电机定子电枢绕组温度的最终值确定磁钢工作经验温度，将磁钢工作经验温度与磁钢的最大允许工作温度中较小的一者确定为第二预设温度。

21、进一步地，一实施例中，所述在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡的步骤包括：

22、在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，定期检测电机定子电枢绕组温度的波动值，若波动值在误差允许范围内，则确定待测电机的磁钢工作温度达到热平衡。

23、进一步地，一实施例中，所述在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡的步骤包括：

24、在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，在实验时长达到第二预设时长时，确定待测电机的磁钢工作温度达到热平衡。

25、进一步地，一实施例中，预设转速与待测电机在峰值功率、峰值扭矩下的转速的比值大于或等于0.3，小于或等于0.6。

26、第二方面，本技术实施例还提供一种永磁同步电机转子磁钢工作温度估算装置，所述永磁同步电机转子磁钢工作温度估算装置包括：

27、工况实测模块，用于在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡，在第一预设时长内测量待测电机在预设转速下的空载反电动势，记为目标反电动势，其中，目标工况条件下磁钢未发生退磁；

28、电磁仿真模块，用于对待测电机的有限元电磁模型进行预设转速下的空载反电动势仿真，确定目标温度，其中，磁钢工作温度设置为目标温度时，有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势与目标反电动势的差值在误差允许范围内。

29、第三方面，本技术实施例还提供一种永磁同步电机转子磁钢工作温度估算设备，所述永磁同步电机转子磁钢工作温度估算设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的永磁同步电机转子磁钢工作温度估算程序，其中所述永磁同步电机转子磁钢工作温度估算程序被所述处理器执行时，实现上述永磁同步电机转子磁钢工作温度估算方法的步骤。

30、本技术中，在目标工况条件下对待测电机进行持续温升实验，直到待测电机的磁钢工作温度达到热平衡，在第一预设时长内测量待测电机在预设转速下的空载反电动势，记为目标反电动势，其中，目标工况条件下磁钢未发生退磁；对待测电机的有限元电磁模型进行预设转速下的空载反电动势仿真，确定目标温度，其中，磁钢工作温度设置为目标温度时，有限元电磁模型在预设转速下的仿真空载反电动势与目标反电动势的差值在误差允许范围内。通过本技术，将台架实测数据和有限元电磁仿真相结合，将仿真空载反电动势与目标反电动势一致时确定出的目标温度，作为待测电机在目标工况条件下的磁钢工作温度的估算值，从而简单高效地估算出不同指定工况下的磁钢工作温度。