芜湖低压永磁同步电机-直流无刷电机-低压永磁同步电机工作原理

直流伺服电机的优点和缺点
　　优点：速度控制精准，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。
　　缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒（无尘环境不宜）

　　交流伺服电机的优点和缺点
　　优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的***率，宣城低压永磁同步电机，发热少，高速控制，高精度位置控制（取决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、环境）
　　缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。
　　直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

　　有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对使用环境有要求，通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
　　无刷电机体积小重量轻，出力大响应快，速度高惯量小，力矩稳定转动平滑，控制复杂，智能化，电子换相方式灵活，可以方波或正弦波换相，电机免维护，***节能，电磁辐射小，温升低寿命长，适用于各种环境。
　　交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，微型低压永磁电机，其功率范围大，功率可以做到很大，大惯量，高转速低，转速随功率增大而匀速下降，适用于低速平稳运行场合。
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器将反馈信号传给驱动器，对反馈值与目标值进行比较，从而调整转子转动的角度，伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。

永磁同步电机因具有高功率密度、***率等优点，被广泛应用于电动汽车的驱动系统中。钕铁硼(NdFeB)永磁材料由于具有较高的磁能积(BH)max、剩磁Br和矫顽力Hc，被广泛应用于永磁电机。但钕铁硼永磁材料的热稳定性不够理想，磁性温度系数较高，高温运行时可能导致严重磁损，且在某些工况下若电流激增，也将导致不可逆退磁。本文作者以一台在温升试验中发生转子退磁故障的电机为例，对失效原因进行分析，找出引发退磁的相关影响因素和风险程度，同时验证电机的稳定性和可靠性。

1 试验现象
文中所研究的对象为某高速电机，该电机为钕铁硼永磁同步电机，冷却方式为水冷，转速15 000 r/min。
为验证该电机在高速工况下运行的可靠性，计划进行连续3个高速负载工况的台架温升试验。工况一：15 000 r/min@55 kW，测试时长45 min；工况二：15 000 r/min@70 kW，测试时长6 min；工况三：15 000 r/min@100 kW，测试时长60 s。在实际试验过程中，在工况三进行到23 s时，电机温度达到许用温度179 ℃，软件报故障停机。清除故障重新上电后，发现电机的输出功率明显小于输入功率。随后测量了电机的反电动势，与正常值相比下降了50%左右，如图1所示。由此判断，电机转子发生了不可逆退磁。

2 失效件拆解
将转子总成从电机中拆出后，用磁极观察片观察发现，转子中间区域退磁严重。
进一步拆解转子，透过观察片观察单片磁钢，低压永磁同步电机工作原理，发现部分磁钢局部退磁且存在磁极反向现象。
拆解转子中的每一片磁钢，逐个检测磁通，并按照磁钢所在的铁芯层(共6层)和转子周向角度位置绘制各层磁钢的磁通分布曲线，如图3所示，可以得出，不同铁芯层中的磁钢退磁程度差异较大，转子两端(1、2、6层)的磁钢退磁不明显，而转子中间层(3、4、5层)的磁钢退磁较为明显，特别是第4层退磁***为严重。

永磁同步电机由于其高功率密度和***率的特点得到了越来越广泛的应用，尤其是加工简单、容错性能好等一系列优点，近几年在新能源汽车领域有着压倒性的市场占有率，1.5KW低压永磁电机，因此，分析该类电机的噪声问题成为电动车Benchmark测试中一项重要的工作，而小编对永磁同步电机的噪声源分布也极为感兴趣，今天就带着大家来一探究竟。

对于永磁同步电机（以下简称电机）的噪声来说，无非是以下两类：
1、机械噪声
转子转动不平衡、轴承等因素造成；

2、电磁噪声
定子内表面的电磁力，转子偏心及电流谐波等因素造成。
1) 分数阶噪声：幅值比较大的包括3.2和4.8阶噪声；
2) 6、12、18、24、30、36、42、48、54、60、66、72和78阶噪声；
3) 7、8、17、19、20、35、37、38和43阶噪声；
4) 以开关频率（9000Hz）为中心的阶次噪声，主要有：（k=1、2、3和4）
5) 共振噪声：比较明显的共振区域分三段：1180~1389Hz、2411~2822Hz和3200~3425Hz。