超超高效自启动永磁同步电动机转子磁钢装配及故障分析

电动汽车用永磁同步电机的典型故障诊断大家好，我是一名行业专家，今天我要和大家聊聊电动汽车用永磁同步电机的典型故障诊断。

随着电动汽车的普及，永磁同步电机已经成为了电动汽车的核心部件。

由于各种原因，永磁同步电机会出现各种各样的故障，这就需要我们掌握一定的故障诊断方法。

下面，我将从三个方面来详细介绍永磁同步电机的典型故障诊断。

我们来看看永磁同步电机的1.1类故障。

这类故障主要是由电机本身的问题引起的，比如说转子断条、转子铁芯开裂等。

当我们发现电机运行时出现异常的声音，或者电机的转速不稳定时，就有可能是这类故障。

这时候，我们需要对电机进行详细的检查，找出问题的根源。

如果问题比较严重，可能需要更换电机或者进行维修。

接下来，我们来看看永磁同步电机的2.1类故障。

这类故障主要是由电源系统的问题引起的，比如说电压不稳定、电流过大等。

当我们发现电机的充电效果不好，或者电池的续航能力下降时，就有可能是这类故障。

这时候，我们需要对电源系统进行详细的检查，找出问题的根源。

如果问题比较严重，可能需要更换电池或者调整电源系统。

我们来看看永磁同步电机的3.1类故障。

这类故障主要是由控制器的问题引起的，比如说控制器程序错误、控制器硬件故障等。

当我们发现电机的运行速度与预期不符，或者电机的启停反应迟钝时，就有可能是这类故障。

这时候，我们需要对控制器进行详细的检查，找出问题的根源。

如果问题比较严重，可能需要更换控制器或者进行维修。

永磁同步电机的典型故障诊断是一个复杂的过程，需要我们具备丰富的专业知识和实践经验。

通过以上三个方面的介绍，希望大家对永磁同步电机的故障诊断有了更深入的了解。

这只是一个简单的概述，实际上还有很多其他的故障类型等待我们去探索和研究。

希望我们在今后的工作中，能够不断提高自己的技能水平，为电动汽车的发展做出更大的贡献。

谢谢大家！。

同步电动机经常出现的故障及原因分析经常发现的故障现象有:①定子铁芯松动，运行中噪声大。

②定子绕阻端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接处开焊，导线在槽口处端点断裂引起短路。

③转子励磁绕组接头处产生裂纹、开焊绝缘局部烧焦。

④转子线圈绝缘损伤，起动绕组笼条断裂。

⑤转子磁极的燕尾楔松动、退出。

⑥电刷滑环松动，风叶断裂等故障。

以上故障现象有的出现在同步电动机仅运行2—3年内，甚至半年内。

一般认为是电动机制造质量问题。

但许多电机制造厂，虽对制造工艺中的关键部位加强措施，但没有明显效果，故障现象仍然屡屡发生。

通过对同步电动机及励磁装置运行数据进行数理统计分析，对电动机起动，投励运行中的各种典型状态波形摄片，研究分析表明，同步电动机出现上述故障，不是制造问题，而是传统励磁技术存在缺陷。

2 传统励磁技术存在的缺陷2.1 励磁装置起动回路及环节设计不合理同步电动机励磁装置主回路中的主桥分为:全控桥式和半控桥式，下面分别以这两种方式分析。

①半控桥式励磁装置:由三只大功率晶闸管和一只大功率二极管组成，如图1所示。

电动机在起动过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应-交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生+if，其负半波则通过KQ，RF形成回路，产生-if，如图2所示，由于回路不对称，则形成的-if与+if也不对称，致使定子电流强烈脉动，波形如图3所示。

使电动机因此而强烈振动，直到起动结束才消失。

②全控桥工励磁装置:由6只大功率晶闸管组成，如图4所示。

在起动过程中，随着滑差减小，当转速达到50%以上时，励磁感应电流负半波通路时通时断，同样形成+if与-if电流不对称从而形成脉振转矩，造成电动机强烈振动。

③投励时“转子位置角”不合理。

无论是全控桥还是半控桥，电动机起动过程投励时，都产生沉闷的冲击，这种冲击，同样会造成电机损害，这是“转子位置角”不合理所致。

以上所出现的脉振、投励时的冲击，并不一定一次性使电机损坏，但每次起动都会使电机产生疲劳，造成电机内部损害，积而久之，必然造成电机内部故障。

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,特别就是伺服行业,几乎都就是使用永磁同步电机作为执行机构。

但就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。

一、永磁体的特性1、永磁体的工作点及回复线1、1、永磁体的退磁曲线为直线时(图一),k点为退磁曲线的拐点,当电机带载工作点在k点之上就是,卸载后磁钢剩磁会沿着直线B r k回到B r点,当电机带载工作点在k点之下,如P 点,此时卸载后磁钢剩磁会沿着直线RP回到R点,此时已造成不可逆退磁。

1、2、永磁体的退磁曲线为曲线时(图二),当电机带载后,工作点为A1,卸载后,回复线不会与曲线A1R重合,而就是以A1A2S作为回复线,此时如果电机带载工作点不超过A1,则以A1A2R作为回复线,一旦带载工作点超过A1,假如到了A3点,则会以A3A4P作为回复线,长此下去,不可逆退磁将会越来越严重。

图一退磁曲线为线性时的永磁体工作图图二退磁曲线为曲线时的永磁体工作图2、温度特性温度的变化会引起磁钢性能的变化,特别就是钕铁硼永磁体,它对温度很敏感(图三),当温度超过一定值,材料磁性能将沿着曲线1逐渐降低,当温度恢复后,它的剩磁将会沿着曲线2进行恢复,造成不可逆退磁。

而从图四可以瞧出,常温下,钕铁硼永磁体的退磁曲线为一条直线,没有拐点,当温度上升时,永磁体的退磁曲线出现拐点且拐点值随着温度的上升而变得越来越大,最低工作点也将越来越高。

「工艺」从工艺流程分析转子的磁钢装配、转子和定子的总装配，浅谈高压永磁同步电动机制造关键工艺【摘要】介绍了高压永磁同步电动机制造中的关键工艺。

高压永磁同步电动机因其功率因数高、效率高、起动转矩大、起动电流低、对电网冲击小、过载能力强、运行稳定、噪声低、可靠性高、安装简单、维护方便，更重要的是在25～120%额定负载范围内能保持较高的效率和功率因数，使轻载运行时节电效果尤为明显，成为电动机节能的重要发展方向。

高压永磁同步电动机被广泛应用在风机、水泵、压缩机、电动汽车、风力发电、数控机床、油田抽油机、移动电站等多个行业。

根据永磁同步电动机极数在转子磁极上开出对称、均匀的磁钢燕尾槽，保证了磁路的对称性；根据功率把适量磁钢嵌在磁钢燕尾槽内，保证了转子电磁转化配比的准确性。

1 转子磁钢的装配过程1) 工作场地的准备。

将转子装配工作场地用非磁性护栏围起来并在醒目位置作明确警示；工作场地清扫干净，用气泵对场地各个角落进行清理，不允许有铁屑、焊渣等铁磁性物质；准备好所用的磁钢装配导向工装、木质支撑、铜锤、塑料棒、环氧层压玻璃布板等非磁性工具。

2) 先用干净的棉布擦拭转子铁心磁钢燕尾槽，再用气泵吹干净。

3) 磁钢装在木制盒子里，每２块磁钢之间用非磁性材料隔开，在每块磁钢的２个面上标明Ｎ极、Ｓ极。

进行磁钢极性检查、磁通量相对数值检查，以保证装配后每极磁钢极性正确、磁通量相等；同时进行外观检查，看是否有破损。

各种牌号的永磁材料虽有国家标准保证其基本性能，但各个厂家的企业标准不同，而且同一牌号的永磁材料即使是同一厂家生产，也因生产工艺的不同，而使不同生产日期或不同炉号的永磁材料在性能上产生差异，因此，检查工作是相当重要的。

每台电动机应装配同一批号的磁钢，以保证电动机的电磁性能。

4) 由于磁钢的极强吸附力，在与铁磁性材料靠近时极易吸附。

在进行磁钢装配时，磁钢与转子磁钢燕尾槽装配间隙只有0.1mm，当磁钢接近转子时，极强的吸附力将磁钢直接吸附在转子铁心表面上，而很难装入磁钢燕尾槽内；而一旦吸附很难再分开，装配难度极大，而且具有一定危险性。

永磁同步电机常见故障原因及分析1.1永磁同步电机故障类别电动汽车永磁同步电机的故障主要分为电机故障和电机控制器故障。

电动机是将电能转化为机械能，为车辆提供动力的关键部件。

这是一种典型的机电混合动力汽车。

任何系统出现故障或系统之间配合不当都会导致电机故障。

因此，电机故障比其他设备的故障更复杂，电机故障诊断涉及的技术范围更广。

此外，电机运行还与它的负载条件和环境因素有关，电机在不同的运行状态下，故障状态的表现是不同的，这进一步增加了电机故障诊断的难度。

一般来说，电机故障可分为过热故障、机械故障、电气故障。

1.1.1电机故障过热故障：当电动汽车频繁的过载，长时间大转矩输出，会使得电机的温度迅速上升从而使得温度过高长期发生此类现象会导致定子绕组间或匝间的绝缘层损坏，发生转子磁力消失故障和相间匝间短路等故障。

并且还由于在恶劣的工作环境下，可能会有未知的导体异物进入电机内部，导致电机发生单相甚至多相接地故障，由于这些因素导致电机的电源电压与绕组电压不稳定，过热故障就是电源电压不稳定导致电流过大定子绕组的热量上升，同时也包括机械上的原因产生的热量导致电机过热，电机的散热系统故障也是会导致电机过热。

机械故障：电动汽车中电机在开发设计的初期阶段有可能存在着设计结构或选择材料不合理，制造工艺未达标等情况，也可能电动汽车会行驶在超出预期的颠簸路段或处于一个高频率震动的工作环境中，使得电机的转子偏离平衡状态，轴承损坏弯曲，从而导致转子发生动静偏心等故障，这些故障都属于机械类故障。

而机械故障方面最为常见而且最主要的有定子铁心损坏、转子铁心损坏、轴承损坏和转轴损坏，其故障原因为由振动、润滑不充分、转速过高、静载过大、过热而引起的磨损、压痕、腐蚀、电蚀和开裂等；电气方面的故障则主要是定子绕组故障与转子绕组故障，故障原因包括电动机绕组接地、短路、断路、接触不良等。

电气故障：电气故障主要包括以下几类:IGBT故障、输入电源线和接地线故障、整流二极管短路、直流母线接地错误、直流侧电容短路、晶闸管短路、温度超限报警、相电流过流、过电压以及欠电压等高压电气系统故障。

永磁同步电机故障排除及诊断流程分析综述目录永磁同步电机故障排除及诊断流程分析综述 (1)1.1电机过热故障诊断方法及检修 (1)1.1.1定子绕组短路故障诊断及检修 (1)1.1.2铁心过热故障诊断及检修 (3)1.1.3机械过热故障诊断及检修 (4)1.2永磁同步电机无法转动故障诊断及检修 (5)1.2.1永磁同步电机无法转动故障诊断方法及检修 (5)1.2.2电机控制器故障诊断及检修 (6)1.1电机过热故障诊断方法及检修1.1.1定子绕组短路故障诊断及检修诊断方法：(1)外部观察法。

观察接线盒、绕组端部有无烧焦，绕组过热后留下深褐色，并有臭味。

(2)探温检查法。

空载运行20分钟(发现异常时应马上停止)，用手背摸绕组各部分是否超过正常温度。

(3)通电实验法。

用电流表测量，若某相电流过大，说明该相有短路处。

(4)电桥检查。

测量个绕组直流电阻，一般相差不应超过5%以上，如超过，则电阻小的一相有短路故障。

(5)短路侦察器法。

被测绕组有短路，则钢片就会产生振动。

(6)万用表或兆欧表法。

测任意两相绕组相间的绝缘电阻，若读数极小或为零，说明该二相绕组相间有短路。

(7)电压降法。

把三绕组串联后通入低压安全交流电，测得读书小的一组有短路故障。

(8)电流法。

电机空载运行，先测量三相电流，在调换两相测量并对比，若不随电源调换而改变，较大电流的一相绕组有短路。

短路处理方法：(1) 短路点在端部。

可用绝缘材料将短路点隔开，也可重包绝缘线，再上漆重烘干。

(2)短路在线槽内。

将其软化后，找出短路点修复，重新放入线槽后，再上漆烘干。

(3)对短路线匝少于1/12的每相绕组，串联匝数时切断全部短路线,将导通部分连接，形成闭合回路，供应急使用。

(4)绕组短路点匝数超过1/12时，要全部拆除重绕。

定子绕组接错故障诊断方法及检修：(1)滚珠法。

如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动，说明正确，否则绕组有接错现象。

(2)指南针法。

如果绕组没有接错，则在一相绕组中，指南针经过相邻的极(相)组时，所指的极性应相反，在三相绕组中相邻的不同相的极(相)组也相反;如极性方向不变时，说明有一极(相)组反接;若指向不定，则相组内有反接的线圈。

永磁同步电机常见故障一、断相故障断相故障是指永磁同步电机中的一个或多个相失去电流供应的情况。

这可能是由于电缆连接松动、继电器故障、电机绕组损坏等原因引起的。

当发生断相故障时，电机会失去相应相的转矩产生能力，导致电机无法正常运行。

此时需要检查电缆连接是否牢固，维修或更换继电器，修复或更换电机绕组。

二、电机过热故障电机过热是指电机工作过程中温度升高超过正常范围的现象。

永磁同步电机的过热可能是由于过载、电机绕组短路、冷却系统故障等原因引起的。

当电机过热时，需要及时停机并检查过载情况，检查绕组是否短路，检查冷却系统是否正常工作。

根据具体情况，可以增加散热设备，改善散热条件，以降低电机温度。

三、电机震动故障电机震动是指电机在运行过程中产生异常振动的现象。

永磁同步电机的震动可能是由于轴承损坏、转子不平衡、机械结构松动等原因引起的。

当电机发生震动时，需要检查轴承是否磨损，平衡转子是否失衡，紧固机械结构是否牢固。

根据具体情况，可以更换轴承，进行动平衡处理，加固机械结构，以消除电机的震动故障。

四、电机启动困难故障电机启动困难是指电机在启动过程中遇到困难或无法启动的情况。

永磁同步电机的启动困难可能是由于电源电压不稳定、电机绕组故障、电机参数设置错误等原因引起的。

当电机启动困难时，需要检查电源电压是否稳定，检查绕组是否有短路或开路现象，检查电机参数设置是否正确。

根据具体情况，可以调整电源电压，修复绕组故障，重新设置电机参数，以解决电机启动困难的问题。

五、电机噪声故障电机噪声是指电机工作过程中产生的噪音。

永磁同步电机的噪声可能是由于电机内部振动、机械结构松动、磁力不平衡等原因引起的。

当电机产生噪声时，需要检查电机内部是否有振动问题，检查机械结构是否牢固，检查磁力是否平衡。

根据具体情况，可以进行振动分析，加固机械结构，调整磁力平衡，以降低电机噪声。

永磁同步电机常见故障主要包括断相故障、电机过热故障、电机震动故障、电机启动困难故障和电机噪声故障。