电磁分析 — 电机设计 — 文章目录
电机电磁场分析预测转矩、感应电压、损耗和转矩脉动，直接左右电动化时代的设计竞争力。旋转电机特有的技术包括处理旋转的滑移网格、利用周期对称性，以及与驱动电路（逆变器）的耦合。不仅是平均转矩，连成为噪声和振动来源的转矩脉动和电磁激振力也要评价，这是现代的标准做法。
本目录横跨主要的电机方式：主流的《IPM电机（内嵌式磁石型）》（利用磁阻转矩与弱磁），用于无逆变器场合的《感应电机》，无磁体的《开关磁阻电动机（SRM）》，薄型高转矩的《轴向磁通电机》，以及质量课题的常客《齿槽转矩解析与低减手法》（斜槽、极槽配合的选择）。也可以直接用于比较各方式的得失。
收录文章
- 轴向磁通电机的电磁场仿真
从与径向磁通电机的转矩比较以及转子与定子间的磁吸力，讲解轴向磁通电机（盘式电机）的特点。外径200 mm的假想例子表明：轴向短的场合轴向型更有利；单侧气隙的吸力超过6 kN；以及为何需要三维电磁场分析。 - 齿槽转矩解析与低减手法
深入讲解齿槽转矩的发生机制与低减手法，涵盖磁阻变化、傅里叶级数展开、极槽LCM理论，以及磁矢势法有限元转矩计算与非线性B-H特性处理。 - 永久磁石电动机的不可逆减磁分析
用算例讲解永磁电机的不可逆退磁：B-H曲线第二象限、磁导系数与工作点、矫顽力温度系数以及短路时的反向磁动势。说明为何钕铁硼怕高温、铁氧体怕低温，并总结FEM退磁评价步骤与常见失误。 - 电机效率图生成 — 电磁场FEM的损耗分离和等效率线生成方法
系统讲解电机效率图生成方法，涵盖铁损与铜损分离、Steinmetz式、dq轴电流控制与工作点扫描，基于电磁场FEM生成等效率线，优化EV电机实际工况效率。 - 弱磁控制的电磁场仿真
深入讲解弱磁控制的电磁场仿真，涵盖dq轴电压方程、电压与电流限制圆、MTPA与MTPV控制及减磁风险，结合回路耦合FEM分析实现电动汽车高速旋转设计。 - 感应电机的电磁场FEM解析
用等效电路和笼型转子集肤效应（深槽效应）的算例讲解感应电机分析。4极、50 Hz、400 V电机在转差率3%时输出65 N·m、10 kW，最大转矩在转差率约0.2时为191 N·m，起动电流约为额定附近的6倍； - IPM电机（内嵌式磁石型）
IPM（Interior Permanent Magnet）电机是一种将永久磁石埋入转子铁芯内部的结构。与表面贴磁石的SPM不同，IPM可以利用铁芯的凸极性。也就是说，d轴和q轴的电感会产生差异。 - 电机NVH分析（电磁激励力）
电机NVH分析通过电磁激励力进行噪声预测与降低。对EV、HEV电机的声学特性进行数值计算评估。解析电磁激励、振动分析的实务手法。 - 电机热管理分析 — 电磁-热耦合的理论和实务
用绕组与机壳两节点热网络以及铜损的温度依赖估算电机温度。假想水冷电机示例中，额定时绕组121 ℃，到155 ℃的连续转矩为额定的1.25倍，2倍转矩约61秒、3倍约21秒达到上限，并总结电磁-热耦合分析的方法。 - 永久磁石同步电动机（PMSM）的设计仿真
永久磁石同期电动机（PMSM）的设计仿真方法讲解。EV·产业用途的电磁解析、扭矩特性、损耗计算等实务型数值计算手法与CAE软件比较。 - SPM电机（表面贴装型）的电磁场CAE分析
SPM电机表面贴装型的电磁场CAE分析方法，涵盖理论基础、数值解法与实现。掌握表面磁铁与内置磁铁的电磁特性差异，优化电机设计。 - 开关磁阻电动机（SRM）的电磁场仿真
开关磁阻电动机的电磁场仿真方法。无永磁体设计验证、FEM数值计算、转矩分析效率优化。SRM设计开发专用。 - 转矩纹波分析 — 电动马达的转矩脉动机制与降低方法
系统讲解转矩纹波的发生机制与降低方法，涵盖齿槽转矩区别、高次谐波分解、Maxwell应力张量法转矩计算，以及瞬态FEM分析的气隙网格与时间步长策略。