Flux永磁电机动态退磁计算

永磁同步电机磁钢退磁计算

磁钢退磁风险及退磁性能评估是永磁电机无法回避的问题，本文针对永磁同步电机，说明采用Altair Flux 进行磁钢退磁分析的过程。

1、退磁率评估

所谓退磁率评估其实是一个电磁场后处理过程，在执行完成瞬态磁场计算后，根据指定的退磁评估点（如90%剩磁Br），由软件提取永磁体中的磁场强度H和磁密B，计算出永磁体内部的新的剩磁Br’，并计算出永磁体剩磁低于指定退磁点剩磁的面积或体积大小，即永磁体中出现退磁现象且低于指定剩磁的占比。而静态退磁评估是指在瞬态磁场计算过程中，永磁体的剩磁始终保持不变，即不考虑永磁体退磁、回复过程及引起的磁场变化和设备电气性能输出的变化（如电机电磁转矩下降）。

2、动态退磁分析

动态退磁指的是在磁场计算过程之中同时考虑永磁体由于退磁及回复过程（recoil）导致的永磁体结构中剩磁的改变，以及在新剩磁数值下的磁场分布。Altair Flux2019.1新增永磁体动态退磁分析功能，即在瞬态磁场计算过程中软件自动计算并更新永磁体退磁后的剩磁材料属性，并用于下一时间步的磁场计算。Flux 中要考虑永磁体动态退磁过程，只需在永磁体材料属性定义界面中勾选中“求解过程中考虑退磁”选项即可，其他分析设置过程与常规瞬态磁场分析设置相同，无需额外的特别设定。Flux软件计算永磁退磁过程中会自动考虑永磁体的回复线，软件内部根据定义的非线性退磁曲线结合Preisach磁滞回线模型进行。

动态退磁分析适用于2D和3D瞬态磁场分析，且在瞬态分析中初始计算设置为从静态计算开始。该退磁过程只考虑由于反向磁场引起的退磁，不考虑由于温度变化引起的热退磁。

以8极48槽三相永磁同步电机2D瞬态磁场分析为例，计算模型以及使用磁钢材料属性如下图所示：

按60℃温度下永磁体的退磁曲线进行定义，Br=1.249T,矫顽力Hc=750kA/m，分别计算对比不考虑动态退磁和考虑动态退磁两种工况下电机的电磁转矩以及永磁体剩磁分布。

3、电磁场计算结果

计算可得考虑退磁和不考虑退磁两种计算过程的电磁转矩波形，如下图所示（蓝色为不考虑退磁，紫色曲线为考虑退磁过程），由图可知，考虑退磁过程的电磁转矩有所减小，不考虑退磁过程的平均转矩为81.57Nm，考虑退磁过程的平均转矩为78.69Nm。

求解过程中不同时刻永磁体剩磁分布

点击Computation > Evaluation of the demagnetization进行退磁率评估，指定退磁点上限为80%剩磁，即

0.8*1.249=0.992 T，计算可得永磁体中退磁后剩磁低于80%的几何空间比例约为66%，绘图可视永磁体中剩磁低于0.992T的区域。