永磁电机在堵转、频繁启停、短路等过载工况下，定子会产生强反向磁场，极易导致永磁体发生不可逆退磁，直接降低电机转矩密度、效率，甚至引发电机报废。
过载退磁防护需从材料选型、电机设计、控制策略、检测预警四个维度构建全链条防护体系，适配新能源汽车驱动电机、伺服电机、风电发电机等不同应用场景。
一、 源头防护：高抗退磁永磁材料选型
永磁体的抗退磁能力核心取决于内禀矫顽力（Hcj），内禀矫顽力越高，抵御反向磁场的能力越强。
1、材料牌号优选
优先选用高矫顽力永磁体，如新能源汽车驱动电机常用的钕铁硼 N48SH、N50UH 牌号，其 Hcj 可达 1500～2000kA/m，能耐受 150℃ 高温和强反向磁场冲击；风电发电机因工况恶劣，可选用钐钴磁体，其高温稳定性和抗退磁能力更优，但成本相对较高。
避免在重载、高频启停场景使用低矫顽力的普通钕铁硼或铁氧体磁体，防止短时过载即发生不可逆退磁。
2、磁体结构优化
采用分段式磁瓦 / 磁环设计，相比整体式磁体，分段结构可减少反向磁场在磁体内部的传导，降低局部退磁风险；同时在磁体表面包覆高导磁不锈钢护套，护套可分流部分反向磁场，起到 “磁屏蔽” 作用，保护永磁体核心区域。
二、 设计防护：电机本体结构与参数优化
通过电机电磁设计和结构设计，削弱过载时反向磁场对永磁体的影响。
1、电磁参数匹配
合理设计定子绕组匝数和线径，控制过载时的定子电流峰值 —— 在电机额定功率不变的前提下，适当增加绕组匝数，可降低短路电流和堵转电流的幅值，减小反向磁场强度；同时优化气隙长度，适中的气隙（0.5～1.5mm）可平衡电机转矩输出和抗退磁能力，气隙过小会加剧反向磁场对永磁体的作用，气隙过大则降低电机效率。
2、转子结构强化
在转子永磁体槽口处设置隔磁桥，隔磁桥采用非导磁材料，可阻断定子反向磁场在转子铁芯中的传导路径，减少反向磁场对永磁体的侵蚀；对于内置式永磁同步电机，采用 “V 型” 或 “W 型” 磁体排布，相比平铺式排布，能显著提升磁体的抗退磁稳定性。
三、 控制防护：电机驱动系统的过载策略优化
通过驱动控制器的算法和逻辑设计，从运行层面规避过载退磁风险，是最直接有效的防护手段。
1、过载电流限制
在控制器中设置电流阈值保护，实时监测定子相电流，当电流超过额定电流的 2～3 倍（根据电机抗过载能力设定）时，控制器立即触发限流策略，通过降低逆变器输出电压或调整 PWM 调制方式，将电流限制在安全范围内，避免长时间大电流产生强反向磁场。
针对堵转工况，设置堵转超时保护—— 当电机转速为 0 且电流超过阈值时，持续时间超过 1～3 秒（根据电机设计而定），控制器立即切断输出，防止堵转电流长时间作用导致永磁体退磁。
2、弱磁控制优化
对于高速永磁电机，在高速运行时采用弱磁控制，通过定子电流的直轴分量抵消部分永磁体磁场，提升电机转速上限。但弱磁电流过大会加剧退磁风险，因此需优化弱磁算法，根据电机转速和负载实时调整直轴电流，确保其始终低于永磁体的退磁电流阈值。
3、故障快速响应
针对定子绕组短路等突发故障，控制器需具备毫秒级故障检测与切断能力，通过电流传感器和电压传感器实时监测电机状态，一旦检测到短路故障，立即封锁逆变器驱动信号，切断故障电流，防止短路产生的巨大反向磁场对永磁体造成不可逆损伤。
四、 监测防护：退磁状态的在线检测与预警
通过实时监测永磁体状态，及时发现早期退磁现象，避免故障扩大。
1、在线磁性能监测
在电机内部嵌入霍尔传感器或磁通传感器，实时监测气隙磁场强度 —— 气隙磁场与永磁体剩磁直接相关，当监测到磁场强度持续下降且超过 5% 时，判定为疑似退磁，控制器立即发出预警信号，并限制电机过载运行。
对于新能源汽车等对可靠性要求高的场景，可采用无传感器磁链观测算法，通过定子电压和电流估算永磁体磁链，间接判断磁体是否退磁，无需额外加装传感器，降低系统复杂度。
2、定期离线检测
结合电机维护周期，定期拆卸电机，采用高精度剩磁检测设备测量永磁体的剩磁值和均匀性，对比出厂时的初始数据，若剩磁衰减超过 3%，需及时更换永磁体，防止退磁进一步恶化。
五、 不同场景的防护重点
1、新能源汽车驱动电机
重点防范急加速、急刹车、爬坡等工况的短时过载，需强化控制器的电流限流和堵转保护，同时选用耐高温、高矫顽力的钕铁硼磁体。
2、伺服电机
因频繁启停和定位控制，易出现短时堵转，需优化控制器的启停逻辑，缩短堵转电流持续时间，并采用分段式磁瓦设计提升抗退磁能力。
3、风电发电机
需抵御大风速下的叶片过载和电网故障导致的短路电流，因此选用钐钴等高性能磁体，同时强化转子隔磁结构和控制器的故障快速切断能力。