基于Maxwell2D的混合励磁双凸极电机仿真分析
摘要:基于混合励磁双凸极电机原理，利用Ansoft公司的Maxwell 2D 瞬态模块建立了混合励磁双凸极(hybrid excited doubly salient，简称HEDS)电机的仿真模型,对HEDS电机性能进行了瞬态仿真研究，并分析了调节励磁直流对转矩脉动的影响。
关键词:混合励磁双凸极电机；Maxwell2D；瞬态仿真；转矩脉动
0 引言
混合励磁双凸极电动机是一种新型的电动机, 其电磁特性有待进一步深入研究。在混合励磁双凸极（HEDS）电机[1,2]的定子上，既有永磁体又有电励磁绕组，通过改变电励磁绕组电流的大小和方向，实现了由永磁体和电励磁绕组共同产生的电机内气隙磁场平滑调节与控制，有效解决了双凸极永磁电机[3]难以实现电机气隙弱磁控制、恒功率调速范围较小的不足，在电动汽车等需宽调速直接驱动的场合具有较好的应用前景，且该电机结构新颖，励磁控制简单，调磁效果明显，励磁损耗小，具有较高的研究和实用价值[4]。HEDS电机由于其定、转子极均为凸极结构，存在着显著的边缘效应和高度的局部饱和现象，所以电机内磁场空间分布非常复杂，并且，电机在运行过程中，对于不同的负载和转速，磁通、电流、转矩各量均呈现出不同的变化波形，因此，在进行电机内部磁场分析和电机性能计算时，采用有限元分析法是十分有效的。由于，HEDS电机、功率变换器、控制器三者之间的强耦合特征, 所以使得HEDS电机在外电路的控制下，直接使用有限元方法对电机的电磁场进行分析和计算，能更真实地仿真其性能,获得更加精确的计算结果。本文将应用Ansoft公司的Maxwell2D软件模块来建立一个HEDS电机模型，并对该电机模型的性能进行了瞬态仿真研究，同时仿真分析了直流励磁对输出转矩脉动的影响，为混合励磁双凸极电机的优化设计和励磁控制的优化提供一定的指导。
1 HEDS电机结构
混合励磁双凸极电机的基本结构与开关磁阻电机类似, 其定、转子均为凸极齿槽结构, 定子和转子铁芯均由硅钢片迭压而成, 定子铁芯上镶嵌永磁体。转子上无绕组,定子上装有集中电枢绕组和直流励磁绕组,空间相对的定子齿上的绕组串联构成一相。
图1 三相12/8极HEDS电机结构截面图
图1是1台三相12 /8极混合励磁双凸极电机的截面图, 通过定、转子极弧的合理选择，可使合成气隙磁导为一常数, 而与转子位置无关,这样不仅保证永磁体工作点保持不变，而且可使电机励磁绕组所匝链的磁链将不随转子位置角θ而改变, 励磁绕组不会产生感应电势,电机静止时无定位力矩。转子极弧要求大于或等于定子极弧,以保证电流换向。图1所示HEDS电机结构中在永磁体外侧有一定尺寸的铁心导磁桥，导磁桥为直流励磁绕组提供主要通路，以达到用较小的直流励磁磁势实现较大范围的主磁通变化，通过调节电励磁绕组电流的大小和方向，调节气隙磁场的强弱，一方面实现了电机磁场弱磁控制，使电机具有宽广的恒功率调
速范围；另一方面可进行增磁控制，满足驱动负载低速、大转矩的要求[5]。
电机的主要设计参数为:额定功率750W，额定转速1500r/min，定子内径75mm,定子齿高14mm, 定子极弧15度,转子齿高10mm, 转子极弧20度, 气隙长度0.35mm，铁心长度75 mm。永磁材料：NdFeB，永磁体尺寸23*4.5*75（mm）。其中定、转子所用软磁材料型号为D23。
2 HEDS电机二维有限元模型及控制电路
根据HEDS电机的特点, 作如下假定:
1)忽略电机端部效应, 设电机磁场沿轴向均匀分布, 即电流密度矢量J和矢量磁位A 只有轴向分量, J = J z , A =A z ;
2) 忽略铁心磁滞效应,即磁化曲线是单值的;
3)电机外部磁场忽略不计, 即定子外表面圆周为一零矢量位面;
4)绕组电流密度均匀分布;
建立电机二维有限元模型, 并进行网络剖分, 剖分结果如图2所示。
图2 二维有限元网络剖分图图3 三相12/8极HEDS电机功率变换器模型
由于Ansoft自身带有位置变量P, 我们可以利用变量P得到转子运行的位置为功率变换器
提供正确的换相信息。本文采用六状态换流模式 [6]的相绕组通电方式，整个驱动系统属于开环系统。图3为HEDS电机驱动系统的功率变换器模型图。
3 瞬态仿真分析
基于以上建立的HEDS电机驱动系统仿真模型，对样机进行了瞬态仿真分析，得到了动态仿真结果，取其一部分列于图4和图5中。图4为空载起动后弱磁的电机性能波形,其中：(a)为转速随励磁电流变化的曲线，(b)相绕组磁链波形。图5为额定负载起动后变载调磁的电机性能波形，其中:(a)转速随负载转矩及励磁电流变化的曲线，(b)额定负载相绕组磁链波形，(c) 额定负载相绕组电流波形，(d)额定负载相绕组转矩波形。注：图4和图5中的磁链、电流和转矩的波形均为略大于电机一个控制周期即一个转子极距0～45°范围的波形，且均取自只有永磁体励磁时电机稳定阶段。
(a)转速随励磁电流变化曲线 (b)相绕组磁链波形
图4 空载下电机性能波形
(a)转速随负载转矩及励磁电流变化的曲线 (b)额定负载相绕组磁链波形
(c) 额定负载相绕组电流波形 (d) 额定负载时输出转矩波形
图5 负载下电机性能波形
电机空载时，调节直流励磁使气隙磁场为永磁体励磁时的一半，电机转速基本上升高了一倍，即图4(a)所示，且调磁电流与理论分析值相符合。分析图5(a)，电机带额定负载4.77Nm 起动，经0.1秒达到额定转速并稳定，起动过程平稳，在0.3秒时，负载突变为5.5Nm，转速稳定在1440r/min,0.6秒时调节直流励磁，转速经过短时振荡后恢复为额定转速，此时的转速脉动大于无直流励磁时的转速脉动。
图5（c）为电机带额定负载时三相绕组电流曲线，由于双凸极结构、电机局部饱和等原因，三相电流并不完全对称。相绕组电流由正到负的换流过程是在相绕组电感最大值附近，电流负向增长较慢，同时，另一相绕组是在电感最小处关断功率变换器的下桥臂，负向电流下降较快，由于三相电流要满足守恒定律，就造成了通正向电流相电流塌陷。与图5(d)相对照，正向电流在第一个峰值时转矩最大，正向电流塌陷为最小值时转矩最小。由于增大最小转矩或减小最大转矩都可减小转矩脉动。根据以上分析，得出限制电流幅值和提高负向电流增长速度都可减小转矩脉动。利用建立的驱动模型进行了电流限幅控制仿真，验证了减小电流幅值可以有效的减小最大转矩。
对比图4(b)和图5(b)，相绕组磁链变化与电枢电流变化具有明显的对应关系，电枢电流所产生的磁场在前半周为增磁，后半周为去磁，负载后电枢反映严重的改变了空载相绕组磁链波形。一般情况下，绕组通电方式是在静磁场分析得到的绕组磁链基础上制定的[7]，但是实际运行中电枢反映会使绕组磁链波形发生变化，在制定控制策略时应考虑电枢反映的影响。
4 直流励磁对输出转矩的脉动影响分析
与其他双凸极电动机(如双凸极永磁电动机)一样,HEDS电动机也存在转矩脉动问题。从电机设计和应用来说，较理想的结果是电机能够在较低的转矩脉动条件下提供较高的输出转矩，即转矩脉动率较小。定义最大电磁转矩、最小电磁转矩之差与转矩平均值的比值为转矩脉动率[8]。通过仿真分析发现改变励磁直流调节气隙磁场会对转矩脉动率有不可忽视的影响，图6给出了在5种不同大小负载下，改变励磁电流，转矩脉动率的变化曲线，从图中可以看出每个负载下都有个使转矩脉动最小的励磁直流电流值。
图 6 转矩脉动率随励磁直流变化曲线
为了方便表述，把额定负载及以上称为重载，把额定负载以下称为轻载。重载时，转矩脉动率随励磁直流正向增大而缓慢增加，但当负载转矩和励磁直流都增加到一定值后转矩脉动率会有明显的减小，如图6中负载9Nm、励磁直流由3A到4A，转矩脉动率减小了。同样在重载情况下，随着励磁直流负向增加，转矩脉动率由平缓变化到大幅度提高，当负向电流达到一定值电机停转，如图6中负载9Nm、直流励磁-3A时，电机停转。轻载时，转矩脉动率随励磁直流正向增大而逐渐增加，且增加幅度较重载时大得多。同样轻载情况下，转矩脉动率随励磁直流负向增大先略微减小而后逐渐缓慢增加。可见，从减小输出转矩的脉动率角度来讲，增加励磁直流的增磁控制较适合于重载，而减小励磁直流的弱磁控制较适合于轻载，并且这不与HEDS电机增磁提高转矩、弱磁提高转速的调磁目地相矛盾。所以，在电机的调磁设计及调磁控制时，应考虑到励磁直流与电机负载转矩的合理匹配问题，这对电机调磁时输出转矩的质量有较大的影响。
5 结语
本文在A n sof t M axw ell 2D 环境下建立了HEDS电机的仿真模型, 完成了对HEDS电机
驱动系统的仿真研究。仿真结果准确反映了HEDS电机性能,仿真分析为进一步研究该电机的动态特性、优化电机设计、提高控制系统性能提供一定的指导。
（1）瞬态仿真调磁效果与理论分析相一致，通过励磁直流的调节可实现增磁提高转矩和弱磁提高转速。根据仿真可以看出样机起动平滑，负载突变时，转速超调小，增磁励磁电流作用时，能提高电机的动态响应速度。
（2）从瞬态仿真得到的电流和转矩的波形更直观地看到了转矩与电流的对应关系，根据最大转矩与最小转矩出现的时刻，得出控制电流峰值和提高电流换流速度都能有效的减小转矩脉动。
（3）随着负载的不同，电枢电流的改变使绕组磁链波形在电枢反应作用下产生不同的改变，在制定双凸极电机绕组通电方式时应考虑电枢反映的影响。
（4）一定负载下，输出转矩的脉动率会随直流励磁改变而变化，合理匹配直流励磁与负载有利于减小输出转矩的脉动。
参考文献
[1]Xiaoyong Zhu，Ming Cheng，Wenguang Li.Design and Analysis of a Novel Stator Hybrid
Excited Doubly Salient Permanent Magnet Brushless Motor[C].IEEE ICEMS 2005：401
－406.
[2]Xiaoyong Zhu，Ming Cheng.A Novel Stator Hybrid Excited Doubly Salient Permanent Magnet Brushless Machine for Electric Vehicles[C].IEEE ICEMS 2005：412－415. [3]Cheng M,Chau K T,Chan C C.Design and analysis of a new doubly salient permanent magnet motor[J].IEEE Transactions on Magnetics,2001,37(4):3012-3020.
[4]李永斌，江建中，邹国棠.新型定子双馈双凸极永磁电机研究[J].中国电机工程学报，2005，25（01）：119–123.
[5]朱孝勇，程明，花为.新型混合励磁双凸极永磁电机磁场调节特性分析及实验研究[J].中国电机工程学报，2008，28（03）：90–95.
[6]李永斌，龚宇，江建中.双凸极永磁电机斜极转子设计和绕组换流模式研究[J].电工技术学报,2005,20(7):70-75.
[7]孔祥新，程明，常莹.电动车用新型定子双馈电双凸极电动机驱动系统的设计和实现[J].电工技术学报.2008,23(6):25-30.
[8]孙强，程明，周鹗，等．双凸极永磁电动机转矩脉动分析[J]．电工技术学报，2002，17(5)：10-15．
三相鼠笼式异步电动机的协同仿真模型实验分析 本文所采用的电机是参照《Ansoft 12在工程电磁场中的应用》一书所给的使用RMxprt输入机械参数所生成的三相鼠笼式异步电动机，并且由RMxprt的电机模型直接导出2D模型。由于个人需要，对电机的参数有一定的修改，但是使用Y160M--4的电机并不影响联合仿真的过程与结果。 1.1 Maxwell与Simplorer联合仿真的设置 1.1.1Maxwell端的设置 在Maxwell 2D模型中进行一下几步设置： 第一步，设置Maxwell和Simplorer端口连接功能。右键单击Model项，选择Set Symmetry Multiplier项，如图1.1所示，单击后弹出图1.2的对话框。 图1.1 查找过程示意图
图1.2 设计设置对话框 在对话框中，选择Advanced Product Coupling项，勾选其下的Enable tr-tr link with Sim 。至此，完成第一步操作。 第二步，2D模型的激励源设置。单击Excitation项的加号，显示Phase A、Phase B、Phase C各项。双击Phase A项，弹出如图1.3所示的对话框。 图1.3 A相激励源设置 在上图的对话框中，将激励源的Type项设置为External，并勾选其后的Strander，并且设置初始电流Initial Current项为0。Number of parallel branch项按照电机的设置要求，其值为1。参数设置完成后，点击确定退出。 需要说明的一点是，建议在设置Maxwell与Simplorer连接功能即第一步之前，记录电压激励源下的电阻和电感。事实上，这里的电组和电感就是Maxwell 2D计算出的电机的定子电阻与定子电感。这两个数据在外电路的连接中会使用到，在后面会详细说明。 至此，Maxwell端的设置完毕。 1.1.2 Simplorer端的设置 Simplorer端的设置，主要是对电机外电路的设置，具体的电路会在空载实验和额定负载实验中详细给出，这里不再赘述。
电磁场与电磁兼容 -基于Maxwell 2D的实例研讨 小组成员：
摘要：随着计算机软件技术的发展，越来越多的CAE软件被应用于工业产品的研发中，在这些产品的设计开发过程中发挥着举足轻重的作用。在电气设备行业，ANSYS公司的ANSOFT MAXWELL软件作为世界知名的商用低频电磁场有限元分析软件已经在业界得到了广泛的应用。本文所述结合电磁场与电磁兼容课程相关知识，基于Maxwell14.0电磁仿真软件，通过了“尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响”与“研究永磁同步电机静磁场分布”两个研究论题，着重阐述了利用Maxwell14.0进行2D电磁仿真的基本过程以及通过分析电磁场有关问题的基本方法对所研究论题得出一般性结论。 关键词：尖端放电、永磁同步电机、电磁仿真 正文： 一、尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响 【原理解释】 强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，他属于一种电晕放电。他的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电势梯度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。 通常情况下，空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了，空气电离后产生的负电荷就是负离子，失去原子的电荷带正电，叫做正离子。（对孤立导体）导体表面有电荷堆积时，电荷密度与导体表面的形状有关。在凹的部位电荷密度接近零，在平缓的部位小，在尖的部位最大。当电荷密度达到一定的量值后，电荷产生的电场会很大，以至于把空气击穿（电离），空气中的与导体带电相反的离子会与导体的电荷中和，出现放电火花，并能听到放电声。 【尖端放电的应用】 尖端放电在我们的生活中应用广泛，例如：如高压线有轮廓的地方，就会出现尖端放电。由于接到电源上，它一边放电，一边不停的提供放电需要的电荷，这种放电会持续下去。 避雷针是另外一个好的例子。高大建筑物上安装避雷针，当带电云层靠近建筑物时，建筑物会感应上与云层相反的电荷，这些电荷会聚集到避雷针的尖端，达到一定的值后便开始放电，这样不停的将建筑物上的电荷中和掉，永远达不到会使建筑物遭到损坏的强烈放电所需要的电荷。雷电的实质是2个带电体间的强烈的放电，在放电的过程中有巨大的能量放出。建筑物的另外一端与大地相连，与云层相同的电荷就流入大地。显然，要使避雷针起作用，必须保证尖端的尖锐和接地通路的良好，一个接地通路损坏的避雷针将使建筑物遭受更大的损失。【建模】 建立如下模型仿真其放电情况：
maxwell电机仿真实例 Maxwell电机仿真是模拟电机运行情况的一种重要方法，通过仿真得到电机的性能参数，用于电机的设计优化以及电机控制系统的开发。下面以一台交流电机为例，介绍Maxwell电机仿真实例。 一、仿真前的准备工作 在进行仿真前，需要准备以下的工作： 1.电机几何模型：需要准确建立电机的几何模型，包括电机的结构、尺寸和材质等。 2.电机的材料特性：需要准备电机的材料特性，比如磁导率、电 导率等。 3.电机所需的控制模型：需要准备电机控制模型，包括电机的控 制器、传感器、电源等。 4.仿真平台的选择：需要选择合适的仿真软件，Maxwell是一款专为电机设计和仿真而开发的软件，因此是一个很好的选择。 二、建立电机的几何模型
电机的几何模型主要由电机的结构、尺寸和材质等组成。 在Maxwell中，可以通过几何建模工具对电机进行建模，建立好 几何模型后，可以对电机的各个部分进行编辑和修改，满足不同的需求。 三、添加电机材料特性 添加电机材料特性主要是设置电机的材料属性，比如磁导率、电 导率等。这些属性决定了电机在磁场中的反应和电磁参数。在Maxwell 中，可以通过设置材料属性来实现。 四、设置仿真参数 在进行仿真前，需要设置仿真的参数，比如电机的工作条件、电 机的输入电流等。在Maxwell中，可以根据需要设置仿真的参数，并 可根据仿真结果进行优化。 五、仿真结果分析 仿真分析实际上就是将仿真结果用图像或者图表的形式呈现出来，以便于对比和分析。 Maxwell电机仿真分析的结果包括：
1.电机的电磁参数：包括电机的电感、电阻、电机的空载电流等。 2.电机的磁力：包括发生在电机各部分的磁力的大小和方向等。 3.电机的机械参数：包括电机的转速、效率、压力等。 通过仿真分析得到的结果，可以用于电机设计和仿真的优化，也 可以用于控制系统的开发。 六、结论 Maxwell电机仿真是电机设计和控制系统开发的一种重要方法，通过仿真可以得到电机的性能参数。仿真前需要进行准备工作，包括建 立电机的几何模型、添加电机材料特性、设置仿真参数等。而仿真结 果应该用图像或图表的形式进行呈现，以便对结果进行对比和分析。 通过仿真结果，可以用于电机的设计和仿真优化，也可以用于控制系 统的开发。
Maxwell 2D仿真基本步骤 Maxwell 2D是一款广泛应用于电磁场仿真领域的工程仿真软件，它能够帮助工程师和科研人员快速准确地模拟和分析各种电磁场问题。本 文将介绍Maxwell 2D的基本步骤，希望对初学者和使用者有所帮助。 1. 准备工作 在使用Maxwell 2D进行仿真前，首先需要进行一些准备工作。包括 安装Maxwell 2D软件、熟悉软件界面、了解软件的基本操作方法等。另外，还需要准备好所需的仿真模型和材料参数等，这些都是进行仿 真工作的基础。 2. 创建仿真模型 在进行Maxwell 2D仿真之前，首先需要创建一个仿真模型。这个模 型可以是各种电磁场问题中的物理结构，比如电感器、电机、变压器等。用户可以通过Maxwell 2D软件提供的建模工具来绘制模型的几 何结构，也可以导入其他CAD软件中创建好的模型。创建好仿真模型后，就可以开始设定仿真过程中的各种参数了。 3. 设置仿真参数 在Maxwell 2D中，用户可以根据具体的仿真需求来设置各种参数。 可以设置电磁场的激励条件、材料参数、网格划分等。这些参数的设 置将直接影响到仿真结果的准确性和可靠性。在设置参数时需要根据
实际情况进行合理调整，以保证仿真结果的准确性。 4. 进行仿真计算 设置好仿真参数后，就可以开始进行仿真计算了。Maxwell 2D能够通过有限元法等数值方法对电磁场问题进行计算，得到电场分布、磁场 分布等仿真结果。在进行仿真计算的过程中，用户可以通过软件提供 的仿真监控工具来实时监控仿真过程，以及对仿真结果进行分析和评估。 5. 分析仿真结果 当仿真计算完成后，就可以对仿真结果进行分析了。用户可以通过Maxwell 2D提供的后处理工具来对仿真结果进行可视化分析，比如绘制电场磁场分布图、计算电感、电阻等参数。通过对仿真结果的分析，可以更深入地了解电磁场问题的特性和行为规律，为进一步的工程设 计和科研工作提供参考。 6. 优化设计方案 在对仿真结果进行分析的基础上，用户还可以进一步优化设计方案。 可以通过改变模型的几何结构、材料参数等来提高电磁场性能，或者 通过优化激励条件来改善某些性能指标。Maxwell 2D提供了丰富的优化工具和方法，用户可以根据实际情况进行合理选择和使用，以实现 工程设计方案的最优化。
Maxwell与Simplorer联合仿真方法及注意问题
三相鼠笼式异步电动机的协同仿真模型实验分析 本文所采用的电机是参照《Ansoft 12在工程电磁场中的应用》一书所给的使用RMxprt输入机械参数所生成的三相鼠笼式异步电动机，并且由RMxprt 的电机模型直接导出2D模型。由于个人需要，对电机的参数有一定的修改，但是使用Y160M--4的电机并不影响联合仿真的过程与结果。 1.1 Maxwell与Simplorer联合仿真的设置 1.1.1Maxwell端的设置 在Maxwell 2D模型中进行一下几步设置： 第一步，设置Maxwell和Simplorer端口连接功能。右键单击Model项，选择Set Symmetry Multiplier项，如图1.1所示，单击后弹出图1.2的对话框。 图1.1 查找过程示意图
图1.5 2D导入对话框其中File项是指待添加Maxwell 2D模型的位置，下面的选项是选择2D模型还是3D模型，Solution项是选择对应的TR。 1.2 空载实验协同仿真分析 1.2.1 Simplorer电路设置 空载实验的电路图如图1.6所示。 图1.6 空载实验电路设置图 外电路的确定主要是通过以下几个步骤： ①电源电压不能直接与电机的三相输入端口直接相连，通过查阅资料得知，需要在线路上添加电阻或电感器件。实验初始，加入小电阻，相当于电源的内阻，在外电路设置的基础上可以运行。 ②三相输出连接在一起，接地与不接地不影响实验的结果，这个是通过对比验证得出的结论。 ③MotionSetup1端口，是在2D模型中Model项的修饰部分，在生成2D模型时系统自动设定。经过对比实验，得出如下结论：如果MotionSetup1输入端口接入转速源，改变转速源的参数值不影响电机的输出变化；如果MotionSetup1输入端口接地，电机的输出结果与加入转速源的输出结果是一致的，因此，MotionSetup1输入端口不管接什么类型的源，均不影响电机的输出结果。但是在2D模型中改变MotionSetup1的话，输出将随着输入的不同转速发生改变，于是就知道MotionSetup1输入端口取决于2D模型中的设定，跟Simplorer中的连接方式没有任何关系。在此基础上，选定Simplorer中MotionSetup1输入端口接地。 ④对于MotionSetup1.out的设定也是通过对比实验来确定：
Mallwell 2D瞬态 静态场是指空间恒定磁场，即磁场不随时间变化。但实际中常常会碰到电压、电流为非正弦激励情况，或者模型中的物体处于平动或转动状态的情况，磁场、能量、力、功率损耗、速度等物理量是时间的1函数。在这种情况下，静态场对求解与时间有关的物体过程无能为力，因此需要瞬态分析。 瞬态即是模拟电机的实际运动过程，利用Mallwell 2D瞬态可以得出电机在反拖情况下的反电动势波形、电机的自启动过程、电机在负载运行的情况、以及转矩波动等等。 Mallwell 2D瞬态分析做以下假设： ①如果有运动的话，Band（用于将静止物体和运动物体分开）外的物体不 运动； ②模型中只能有一种运动方式，转动（永磁伺服电机）或平动（永磁直线 电机）； ③Band内的物体，可以有多个指定为同一种运动。 一、永磁伺服电机 1．模型的建立 首先建立模型，这里以4极18槽表面式永磁伺服电机为例分析讲解，。如果有空载场的模型，我们可以直接复制其模型，或者从AUTOCAD图板直接引入模型，并且选择瞬态作为解决的方法（如图1）。 图1 解决方法的选择
模型中需要用一个圆（即Band）把永磁电机静止物体和运动物体分开（如图2中蓝色的部分），这时完成建模。 图2 永磁伺服电机的模型 定义电机的材料属性和静态场一样，Band可以定义为空气或者真空。 如果以上两步都设置正确，将显示如图3。 图3 设置完材料后主菜单的显示 2．空载反电动势的计算 2.1 绕组的分相 空载方电动势的计算是模拟电机在被反拖到额定转速时，绕组开路感应出的电压。这时需要在建模时应该建出绕组所占的空间，然后退出点击如图4所示的位置，进入电机绕组分相界面。把电机槽内的绕组按照实际情况分相（A、B、C、X、Y、Z），退出，然后定义属性为铜。 图4 绕组分组窗口的路径