稀土永磁电机防失磁技术探究.ppt

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1、稀土永磁电机防失磁技术,唐 任 远,国家稀土永磁电机工程技术研究中心,2,目 录,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大发展,2 我国稀土永磁超常发展,3 稀土永磁电机防失磁技术,3,靠电流产生,稀土永磁产生,高效、高功率因数,结构简单、运行可靠,体积小、重量轻,形状和尺寸灵活多样,电 机 磁 场,反应快，动态性能好,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大发展,4,稀 土 永 磁 电 机,与电力电子技术、现代控制技术等先进技术相结合,可以部分替代传统的电励磁电机,可以实现电励磁电机所难以达到的高性能,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大发展,5,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大

2、发展,低碳经济：可再生能源：永磁风力发电机 节能减排：超高效永磁电动机 调速高效永磁电动机 替代能源：电动车用永磁电机 轨道交通用电动机信息化：交流永磁伺服电动机 特种永磁电机,6,稀土永磁电机的发展方向,大功率化,高性能化,微型化、轻量化,小 型,大 型,功 率,体 积,重 量,几mW,直径0.8mm、长1.2mm,几十 MW,直径12m,一百多吨,转 速,几小时1转,每分钟几十万转,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大发展,7,应用场合遍及计算机、工程装备、交通运输、风力发电、家用电器、医疗设备、航空、航海、航天、兵器等各个领域，显示出了强大生命力。,电机结构也不再局限于传统的径向磁通

3、结构，出现了无铁心、轴向磁通、横向磁通、直线、双定子、双转子等新型结构。,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大发展,8,目 录,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大发展,2 我国稀土永磁超常发展,3 稀土永磁电机防失磁技术,9,2 我国稀土永磁超常发展,2.1 我国稀土资源非常丰富,品种全、质量高、得天独厚！,2005年世界稀土资源分布状况,10,2.2 我国钕铁硼永磁产量占绝对优势,2 我国稀土永磁超常发展,全球烧结钕铁硼磁体产量增长图（19842008年）,全球粘结钕铁硼磁体产量增长图（19972007年）,11,2.2 我国钕铁硼永磁产量占绝对优势,2 我国稀土永磁超常发展,12

4、,2 我国稀土永磁超常发展,2.2 我国钕铁硼永磁产量占绝对优势,2008年，全球烧结钕铁硼产量为58400吨左右，中国的产量为46000吨，占世界总产量的78.8，2009年中国继续保持稳定的增长态势，产量为52000吨左右，全球产量有所下降。2007年，全球粘结钕铁硼产量为5100吨，中国的产量约为3000吨。,13,目 录,1 低碳经济和信息化促进 稀土永磁电机大发展,2 我国稀土永磁超常发展,3 稀土永磁电机防失磁技术,14,3 稀土永磁电机防失磁技术,电机在弱磁调速、起动、反向、突然短路等情况下，会有很大的去磁电流，在电机内产生退磁磁场，使永磁体的工作点急剧下降。钕铁硼永磁在高温时的

5、退磁曲线不是直线，如果最大去磁工作点低于永磁体退磁曲线的拐点,永磁体将会发生整体失磁(或局部失磁)。,3.1 钕铁硼永磁在最高工作温度时退磁曲线为直线或 其拐点低于某值（如0.1T）,15,对于钕铁硼永磁风力发电机，在最大电流时永磁体的工作点必须高于最高工作温度时退磁曲线的拐点,这有别于传统的设计理论与计算方法。,3.2 设计时必须使最高工作温度时最大去磁工作点高于拐点,3 稀土永磁电机防失磁技术,16,3 稀土永磁电机防失磁技术,用传统的计算方法计算的最大退磁工作点是平均值，不能反映不同位置的实际工作点。为了解决这个问题，需要用有限元法计算最大退磁情况下各局部工作点。,电机局部工作点分布曲线

6、,3.2 设计时必须使最高工作温度时最大去磁工作点 高于拐点,17,3.3 钕铁硼永磁电机防失磁设计准则,最大去磁状态发生在起动、过载、突然短路、弱磁调速等过程中,某台电机突然短路电流,气隙磁密的分布图,永磁体工作点的分布图,3 稀土永磁电机防失磁技术,18,3 稀土永磁电机防失磁技术,3.4 提高抗去磁能力的永磁体结构,19,3 稀土永磁电机防失磁技术,失重参数 HAST标准：温度130，相对湿度95，压力0.26Mpa，480小时，最大失重不超过3.0mg/2 十二五规划要求达到1.0mg/2,3.5 抗腐蚀性能,20,钕铁硼磁体性能一致性要求：1.不同交货批次全部产品磁体，磁通最大性能差小于3.0 2.相同交货批次全部产品磁体，磁通最大性能差小于2.0 3.差值呈正态分布,3.6 对永磁材料性能的其它要求,3 稀土永磁电机防失磁技术,21,3 稀土永磁电机防失磁技术,风电用SH级钕铁硼磁体温度系数要求：1.剩磁（Br）的温度系数：优于0.11/k（20-150）2.内禀矫顽力（HCJ）的温度系数：优于-0.55/k（20-150）3.平均不可逆磁通损失率0.5，单磁体 最大不可逆磁通损失率1.0。,3.6 对永磁材料性能的其它要求,22,谢 谢!,