[发明专利]检测或监测磁体的退磁的方法

说明书

本发明涉及一种用检测或监测磁体的退磁的方法。本发明涉及一种检测风力涡轮机（1）的发电机（12）的永磁体（32）的退磁的降低的方法，其中，频率转换器（14）能够使发电机输出电压（Vout）的可变频率（f1）适于电网（19）的频率（f2），其中，禁用频率转换器（14）的AC/DC转换器（13）或DC/AC转换器（16），经由断路器（17）接通发电机（12）和频率转换器（14）之间的电气连接（Vout），确定发电机速度（ω）；通过作为频率转换器（14）的一部分的电压传感器（21）确定发电机输出电压（Vout），根据发电机速度（ω）和发电机输出电压（Vout）计算发电机（12）的磁通量密度（φ），通过比较所得磁通量密度值（φres）和预定磁通量密度值（φref）确定退磁事件。

技术领域

本发明涉及检测或监测风力涡轮机的发电机的永磁体的退磁的方法及相应的风力涡轮机。

背景技术

现代直驱式风力涡轮机包括永磁体发电机（PMG），其中，激励场由永磁体代替线圈提供。永磁体发电机由于其高效率和低重量而被广泛应用于风力涡轮机中。

文献“WP131001EN-发电机断路器具有用于发电机保护的特殊要求（Generatorcircuit breakers have special requirements for generator protection）”示出能够在风力涡轮机发电机中使用的断路器的示例。

文献EP2605390A1示出频率转换器，其能够将风力涡轮机发电机的输出电压的频率转换为电网的相对固定的频率。发电机的三相输出电压被整流为直流信号，即，从AC转换到DC。DC信号然后被转换成与适于所连接的电网的频率相适应的输出AC电压信号。

在现代直驱式永磁体风力涡轮机发电机中，大多使用钕铁硼（NdFeB）磁体。钕铁硼（NdFeB）的剩余磁通量密度Br受环境温度的影响。剩余磁通量密度Br（也被称为磁输出）的温度系数a（即，Br随温度如何变化）对于NdFeB磁体来说根据环境温度通常是-0.12％/℃，但根据磁体的钕含量，-0.08％/℃至-0.12％/℃的范围是可能的。

由于升高的温度，所以存在若干影响。当磁输出/剩余磁通量密度Br随升高温度而下降但随其冷却下来又恢复时，发生可逆的损失。作为示例，在磁体的典型温度系数a=-0.12％/℃的情况下，以环境温度为基准上升20℃导致磁输出下降约20℃×0.12％/℃=2.4％，当温度回降到环境温度时，磁输出恢复。当磁输出随升高温度而下降但在磁体冷却下来时却不完全恢复时，发生不可逆且仅部分能恢复的损失。

在风力涡轮机发电机中，发电机的磁通量与能够产生磁通量或磁输出的永磁体的剩余磁通量密度Br成比例。因此，永磁体的当前剩余磁通量密度的变化，例如由于温度或老化所引起的变化，将导致发电机的磁通量的相应变化。

文献“反电动势”（维基百科）解释了马达的反电动势（反EMF）的含义和功能。

文献“用于永磁同步马达的磁体故障表征（Magnets Faults Characterizationfor Permanent Magnet Synchronous Motors）”（Dominico Casadei等）示出通过测量反电动势电压的谐波频率来检测马达应用中的永磁体的部分退磁的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种以简单且有成本效益的方式检测风力涡轮机磁体的退磁的方法。

在现代直驱式永磁体风力涡轮机发电机中，大多使用钕铁硼（NdFeB）磁体。钕铁硼（NdFeB）的剩余磁通量密度Br受环境温度的影响。剩余磁通量密度Br（也被称为磁输出）的温度系数a（即，Br随温度如何变化）对于NdFeB磁体来说根据环境温度通常是-0.12％/℃，但根据磁体的钕含量，-0.08％/℃至-0.12％/℃的范围是可能的。