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在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進行該電機三維定子的諧響應分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進行三維聲場分析。

下面介紹一下基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析： 電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。

圖29 后處理41）顯示三項電流變化曲線圖如圖30所示。圖30 電流變化圖42）如圖31所示為不同時刻的轉矩圖。圖31 轉矩圖43）關閉Maxwell平臺，回到Workbench平臺。2.結構振動分析環境1）如圖32所示諧響應分析模塊。圖32 創建電磁分析環境2）安裝ACT噪聲計算模塊。

電機NVH分析本質上是一個結合了電磁和機械分析的、復雜的多物理場問題——因為電機NVH問題通常源于電磁力與結構組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機的電磁和機械屬性對于準確預測其NVH性能至關重要。Ansys Motor-CAD電機設計工具是一款專用解決方案，可用于在整個扭矩-速度范圍內對電機進行多物理場仿真。利用該工具，用戶能夠在同一個用戶界面中評估電磁、熱和機械性能。

，根據需要選擇 ◆后處理，結果查看、判斷、分析很重要 1.Maxwell電機損耗計算處理●電機的損耗包括銅耗、鐵耗、機械損耗、其它損耗，可能還會有風阻損耗●而ANSYS Maxwell軟件中計算電機損耗主要是銅耗與鐵耗，它們也是電機的主要損耗，占了大部分，其次磁鋼損耗也是計算之一，它也會影響電機的溫升，因此我們得掌握此三種損耗計算準確性的處理技巧●因為電機的機械損耗及額外損耗無法計算

電機中的結構分析場景一：電機熱-機疲勞場景二：電機NVH場景三：沖擊性能優化客戶案例Lucid Motors –豪華電動汽車公司電機熱管理熱—機疲勞分析Ansys電機多學科分析*Electric – Fluid – Mechanical(Thermal Stress) –

RMxprt-調優分析案例 作者：電機設計青年/MotorDesign Youth 時間：20211221 作者簡介：曾擔任ANSYS低頻電磁工程師一職，后入職電機企業，從事電機產品研發工作，電機類型涉及電勵磁同步電機、永磁同步電機、空心杯電機、軸向磁通電機等，應用行業涉及新能源汽車、航空、醫療器械等，精通軟件且設計經驗豐富。

ECE模型可用于控制電路分析、系統分析、硬件在環分析等。它具有模型計算速度快，精度高的優點。 在電機設計過程中，通常需將電機與控制系統進行矢量控制算法聯合仿真，以更準確評估控制算法的穩健性和準確性。

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5600r/min，在Ansys軟件中采用電流源激勵，求得電機輸出轉矩波形如圖10所示，可得該工作點的平均轉矩為61.2Nm。

利用Ansys仿真軟件歸納總結出電機的振動及噪聲特性，在原設計方案的基礎上對電機轉子結構進行了優化，以抑制振動噪聲，結合Ansys仿真軟件對優化前后兩種電機進行電磁仿真、模態分析、振動仿真、噪聲仿真，以驗證結構優化的合理性。 1永磁同步電機結構 如圖1所示為本文所研究商用電動車用永磁同步電機徑向示意圖。

圖7 繞組斷線故障分析 從結果來看，當定子繞組C相斷線后，AB相繞組的相電流迅速增加，電機銅損增加，電機的輸出轉矩下降，帶載能力降低。故障發生后，A相相電流與線電流相等，C相相電流為零，但其線電流相位與B相相電流相差180度，幅值相等。因此，這一依據可以作為對定子某一相繞組斷線的故障特征，從而應用于相關的故障診斷系統中。

圖9 電機齒槽轉矩4.5 電機額定負載性能分析實際工作時，電機額定轉速5600r/min，在Ansys軟件中采用電流源激勵，求得電機輸出轉矩波形如圖10所示，可得該工作點的平均轉矩為61.2Nm。 圖10 電機額定轉矩5 樣機試驗與仿真對比分析根據理論計算結果得出電機參數制作出物理樣機，如圖11所示。

圖3 電機外加激勵電路 2.4 仿真結果與分析2.4.1 電機靜磁場分析及結果電機靜磁場分析是指僅有永磁體作為勵磁激勵條件下的分析方式，此時外電路不參與分析。永磁直流空心杯電機靜磁場分析得到的磁力線分布云圖與磁感應強度云圖如圖4、圖5所示。

圖8 電機有限元模型與動力學模型圖9 電機主要屬性參數與物理MAP 在動力學分析模塊EXCITE M中，通過電機控制單元控制當前電機達到目標扭矩與轉速所需的電流與電壓，通過EMT計算電機所得的多維MAP數據耦合差值當前電機所受力情況，繼而計算電機轉子動力學特性。電機轉子轉速又影響電機控制單元的電流與電壓輸出，繼而形成完整的電與機械場的實時耦合迭代計算。

在Maxwell中，工程師可以仿真各種工況下（包括不同的速度、電流、功率、扭矩等）的電機特性，并計算電機運行過程中的電磁力。計算電機電磁力是結構分析和聲學分析的重要步驟，也是預測NVH的第一步。Maxwell可以計算基于物體的或基于單元的電磁力，支持對電機在理想裝配和偏心裝配下電磁力的精確計算。計算過程中，電機定子齒部上的電磁力，以及由于高頻開關或故障狀況下產生的雜散力，都可以準確建模。

圖5 電機控制模塊案例介紹 本文基于簡單案例，演示如何通過外部電流控制策略，開展諧波注入對電驅系統 NVH 特性影響的量化分析。