记忆电机用低矫顽力永磁材料调磁过程损耗分析与建模文献综述

文献综述（或调研报告）：

摘要：变磁通记忆电机利用高剩磁、低矫顽力的铝镍钴（AlNiCo）非线性永磁材料，通过施加充去磁电流脉冲改变永磁体磁化水平以实现在线调磁。与传统永磁电机相比，记忆电机无需在高转速时施加持续弱磁电流从而减少了损耗，同时又保证了低速运行时的转矩水平。但在频繁调磁的情况下，即便是电流脉冲也会产生可观的功率损耗。该文阐释了记忆电机的概念及优点，介绍了记忆电机的调磁原理以及调磁过程中可能出现的损耗，并在基于傅里叶拟合的磁滞模型的基础上分析并总结了针对记忆电机建立有限元仿真模型的方法，阐述了已有的对记忆电机调磁损耗特性的实验分析方案。

1 变磁通记忆电机

1.1 传统永磁电机存在的问题

传统永磁电机具有效率高、功率密度高等优点，因此得到快速发展更新和工业领域的广泛应用。但[8]-[13]中指出，传统永磁电机的气隙磁场调节有很大困难，导致电机工作时的恒功率区较为狭窄，调速空间小。传统永磁电机为达到较宽的调速范围，通常在高速运行状态下使用弱磁控制，即向三相电枢绕组注入一负向直轴电流[7]，以拓宽转速范围。然而所需的弱磁电流将导致额外的能量损耗，以及给永磁体带来不可逆去磁风险。

1.2 记忆电机的概念

变磁通记忆电机是一类通过改变永磁体磁化程度实现气隙磁场调节的电机，克服了传统永磁电机难以调磁的问题[1]-[4]。该电机采用具有高剩磁、低矫顽力性质的永磁材料如铝镍钴（AlNiCo），通过施加脉冲电流改变永磁体磁化状态，利用永磁体磁滞特性使其磁化程度被记忆，实现气隙磁场的灵活调节[5] [6]。

2 记忆电机调磁原理

记忆电机的“记忆”概念源自电机中采用的AlNiCo永磁体，其磁化强度能够通过施加短时充、去磁电流而得到改变，并且新的磁密水平能被记忆住。为了清晰地解释该种“记忆”特性，图1给出了AlNiCo永磁体的磁滞回线。图中：B_r表示其最大剩磁；H_c表示矫顽力；P₀为退磁曲线和负载线的交点，即永磁工作点。当施加一个负向的去磁脉冲时，永磁工作点将从P₀移动到Q₀；而当电流脉冲消失后，工作点沿着回复线Q₀P₁上升并最后稳定在新工作点P₁。如果继续施加更强的去磁电流脉冲，工作点将沿着P₁Q₀Q₁P₂到达新工作点P₂[1]；