永磁电机磁场温度补偿方法

温度变化对永磁电机磁场的影响不可忽视，通过采用合适的温度补偿方法，可以有效提高永磁电机的性能和稳定性。不同的应用场景可能需要不同的温度补偿方法。

一、均匀场永磁体的温度补偿方法

1、主磁体磁场分析

选择低温度系数磁材设计主磁体，确定目标区域分布后，进行主磁场分布分析。具体而言，测量主磁场并对其进行谐波展开，通过主磁场的测量结果计算出每项的系数。

2、确定补偿磁体分布位置

根据主磁体结构和目标区域，选择补偿磁体分布面（2 维）和空间（3 维）。当主磁体为 H 型时，选择球形区域作为目标区域，然后选择平面型磁偶极子分布区域，离散偶极子为整数个分布空间；当主磁体为永磁魔环阵列时，选择圆柱形磁偶极子分布区域，离散偶极子为整数个分布空间，计算面上每个磁偶极子在目标区域的磁矢量分布。

3、获取补偿磁场方向和大小

基于主磁场目标区域磁场分布和主磁场强度，结合主磁体和补偿磁体磁材，使主磁体磁感应强度和补偿磁体磁感应强度构成的磁场关系叠加，获得补偿磁场结果。以一个位于特定位置的磁偶极子为例，在位置产生的磁矢量可通过特定公式计算，其中涉及真空磁导率、垂直于点的表面的单位矢量、磁偶极子坐标和磁偶极子尺寸等参数。

4、优化补偿磁体分布

利用优化算法，优化补偿磁体分布面（2 维）和空间（3 维）位置上的磁块分布，包括磁块尺寸和块数。具体为计算补偿磁体的磁块排布模型中的各个磁块产生的谐波分量，以主磁场与补偿磁块排布模型的磁场叠加后的均匀磁场最小化为目标进行优化，求解补偿磁块数量，并由此推演出每个补偿位置磁块数量，得到初步优化的磁块排布模型。

二、电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法

1、获取电子水泵的电阻 – 温度变化曲线和电感 – 温度变化曲线

将电子水泵放置在温度可调的恒温箱中，在最低测试温度与最高测试温度的区间（-40℃至 60℃）中，按一定的温度间距（10℃）确定多个测试温度。恒温箱在每个测试温度下保持设定的时间后，使用 LCR 测试仪测量电子水泵电机电阻和电感。将获得的温度 – 电阻数据和温度 – 电感数据分别线性拟合，得到电阻 – 温度变化曲线和电感 – 温度变化曲线。为提高准确性，放置到恒温箱中的电子水泵为复数台，温度 – 电阻数据为复数台电子水泵温度 – 电阻数据的平均值，温度 – 电感数据为复数台电子水泵温度 – 电感数据的平均值。

2、根据曲线计算电流环电流调节器的比例系数和积分系数，以及转子磁链和转子位置

根据电子水泵的电阻 – 温度变化曲线和电感 – 温度变化曲线，按照工程法典型一阶系统整定计算电流环电流调节器的比例系数和积分系数；按照永磁同步电机电压方程和磁链方程计算转子磁链和转子位置。

3、根据比例系数、积分系数、转子磁链和转子位置，对电流环调节器和转子位置观测器进行温度实时补偿调整

按获得的比例系数和积分系数，根据温度实时补偿调整电流环调节器；按获得的转子磁链和转子位置，根据温度实时补偿调整转子位置观测器。

三、水泵用永磁同步电机的温度补偿方法

1、获取永磁同步电机的定子温度和环境温度

在预设的高温传感器中设置永磁同步电机的定子温度监测频率，并通过设置定子温度监测频率后的高温传感器实时获取永磁同步电机的定子温度；基于预设的环境温度传感器进行外界温度监测，得到环境温度。

2、基于预设的温度补偿模型计算温度补偿参数、参考操作温度和临界操作温度

对定子温度进行滤波和噪声消除处理，得到滤波后的定子温度和定子温度噪声级别；利用统计分析方法对滤波后的定子温度进行特征提取，得到定子温度特征指标，通过转化算法将定子温度特征指标与定子温度噪声级别转化为温度补偿模型的输入数据。基于预设的温度补偿模型的第一计算公式对定子温度进行计算，得到温度补偿参数，再根据温度补偿参数和预设的第二计算公式计算出永磁同步电机的参考操作温度和临界操作温度。

3、构建环境影响补偿图谱，预测环境温度变化对电机的影响，得到影响参数

对参考操作温度、临界操作温度以及环境温度进行归一化处理，得到归一化参考操作温度、归一化临界操作温度以及归一化环境温度；根据预设的补偿阈值对归一化参考操作温度和归一化临界操作温度进行范围划分，得到参考操作温度区间和临界操作温度区间；基于参考操作温度区间和临界操作温度区间对归一化环境温度进行影响效果分析，得到环境温度影响指标；将参考操作温度区间、临界操作温度区间以及环境温度影响指标输入预设的环境影响分析模型，生成环境影响补偿图谱；利用预设的影响参数评估算法对环境影响补偿图谱进行分析，得到环境温度影响参数集，将环境温度影响参数集输入预设的温度补偿参数计算模型，生成影响参数。