Maxwell电动汽车的驱动电机电磁方案分析

一般驱动电机性能要求有以下参数来考核，实际情况可能不止这些参数要求。

1.额定电压

2.额定电流

3.额定功率

4.最大运行速度

5.最大转矩

6.直流侧电压值

7.最大转速时峰值反电动势

8.最大电流（过载倍数）

9.效率

10.转矩矩脉

这里以某一驱动电机为参数作为分析对象，下表1为其参数；由于某些电磁结构尺寸及所使用材料等不确定，仿真结果与实际有出入，我们关注是Maxwell能分析得到哪些电机结果。

2 电磁结构模型建立

利用Maxwell有限元原理分析电机电磁方案的模型建立一般有以下3种方式：

1、利用RMxprt功能建立；如果通过RMxprt一键生成Maxwell，适用于是一些常用的定转子结构，不利于复杂转子结构建立，也可以在Maxwell界面直接用UDP建模，这功能与RMxprt一键生成类似，区别在于用UDP仅是建立模型，而RMxprt一键生成见则会自动建立完整的场算文件;如果涉及到RMprt里没有的定转子结构，我们一般先生成有的定转子结构，然后再借用自带画图功能把缺失部分建立。

2、利用Maxwell画图功能建立；建模能力比较有限并且比较麻烦，常常需要详细结构尺寸坐标，建模Maxwell不是它的主要功能，而是附加功能，用此种方法建立的模型可以实现结构尺寸优化分析。

3、利用市场其它画图软件建好再导入；这种方法适用于已确认电磁结构的，用于进一步场算确认的，如果需要优化结构的则不适用。

除了以上3种，还有一种就是在ANSYS Workbench平台，使用DM或者SPDC建模模块实现Maxwell动态链接，既可以快速方便建立复杂电磁结构模型也可以实现电磁结构尺寸优化，前提必须基于Workbench平台。

图3 电磁结构图

3 驱动电机空载分析

空载分析主要得到仅在磁钢作用产生的磁场结果，这里重点关注径向磁场波形及谐波结果，另外反电动势波形及谐波情况也是重点关注之一。

空载反电动势

空载反电动势FFT

空载磁链F

空载漏磁系数（不考虑2D的）

气隙磁密

气隙磁密FFT

空载磁力线云图

空载磁场强度云图

空载磁场密度云图

4 驱动电机额定负载分析

实际驱动电机有好多工作点，我们一般设定一工作点作为它的额定工况，我们分析额定工况即额定负载。

额定UDO输出

额定转矩

气隙磁密

气隙磁密FFT

集中力（考虑偏心）

磁径向力

磁径向力FFT

LQLD结果曲线图

磁链

反电动势

磁力线云图（分析下漏磁情况）

磁密云图（分析下局部饱和）

齿槽转矩是永磁同步电机分析需要重点关注性能之一，它会影响电机的运行波动，影响电机振动噪声

齿槽转矩

我们知道引起电机退磁的常见因素是电流和温度，基于Maxwell分析电机退磁分析指的是电流引起的退磁，确认电机产生的最大电流，以它为激励源

利用Toolkit工具只需要进行简单的设置即可得到电机的效率Map图、转矩Map图和LdLqMap图等

效率图

T-N图

LqLd图

电压图