永磁电机转子磁钢退磁问题分析

关于永磁同步电机转子磁钢退磁问题分析
于平
2015年7月30日
鉴于前期测试伺服电机及客户现场也有出现过伺服电机转子磁钢退磁的情况，经查阅相关资料并结合实验数据，对永磁体退磁原因进行如下分析。

永磁同步电机具有高效率、高力矩惯量比、高能量密度、高调速范围等优点，现已广泛用于军事、工业、农业等各个领域，特别是伺服行业，几乎都是使用永磁同步电机作为执行机构。

但是由于永磁体的热稳定性不良、设计经验不足以及使用不当等原因，会造成在使用过程中磁钢出现不可逆退磁。

磁钢退磁，会使电机的性能下降，甚至无法使用。

所以本文旨在从永磁材料、电机设计、电机使用等方面分析永磁体退磁原因，以供后续参考。

1
1.1k
P点，此
1.2
R作为会与曲线A A
2 2
进行恢点，最低工3
变化后,
4
体因为时效而退磁，因为钕铁硼永磁材料磁性能随时间的变化很小。

二、实际使用中引起永磁体退磁的主要原因
电机实际使用中造成永磁体退磁的原因往往是几种退磁机理共同作用引起的，比如一台电机过载的同时，温度也会急剧上升，在两种机理的共同作用下，会更容易出现不可逆退磁。

所以综合起来引起钕铁硼永磁电机磁钢失磁原因集中在以下几个方面。

1、永磁体材料本身原因引起的退磁
我们目前使用的伺服电机均是采用钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁体具有高剩磁、高内禀矫顽力等优势，是目前磁性能最高的永磁材料，并且钕在稀土中的含量很高，铁、硼价格便宜，又不含战略物资钴。

但是钕铁硼永磁材料的不足之处是热稳定性差，我们使用的磁钢牌号为N38SH的钕铁硼永磁体耐温为150℃,只要温度超过150℃，将会造成不可逆退磁，此外钕铁硼永磁体含有大量的铁、
钕金属材料，表面易氧化，一般会有环氧树脂涂层或者是电泳、电镀涂层，如果涂层工艺不合格，使用过程中也会因为永磁体局部氧化而造成退磁。

2、电机设计的原因引起的退磁
如果电机设计时没有充分了解电机使用工况，使得实际工作点在退磁曲线拐点以下，那么在使用过程中将会出现不可逆退磁，此外通常设计时计算的工作点往往是永磁体的平均工作点，而由于永磁体材料局部的差异，还必须计算出永磁体的最大退磁工作点。

并且，电机设计时还要充分考虑电机内部温升是否在105K以内，如果超出此范围，也将引起不可逆退磁。

3、使用不当引起的退磁
电机使用的环境恶劣，特别是高温或在机械剧烈震动的情况下，可能会使电机磁钢退磁；此外，电机长时间过载情况下也会使电机由于温度过高而发生不可逆退磁。

三、针对实验中电机退磁进行分析
前期实验中，一台电机SMM18-3Y4R4-U1NH5发生退磁，当时实验时先带额定负载做了温升实验，
倍数为1.5当
13.7%，
，耐温为150
2。