永磁电机电磁范围恶劣环境下参数变化

在低温至高温的宽温区范围恶劣环境下，永磁电机电磁参数变化很大，材料发生非线性变化，电磁场、温度场、流体场、应力场等各个物理场之间耦合关系更加复杂，在正常环境下可以忽略的多物理场耦合关系变得不可忽略，成为关键的技术难题。

永磁电机的铁心损耗、风摩损耗、电机温升不但与环境温度和压强密切相关，而且相互影响。在真空环境中，散热条件特殊，与相毗邻部件的形状及表面属性相关，热辐射与表面温度成非线性关系。真空至高压强的变化影响应力和材料特性变化，使得电机的多物理场建模难度增大。因此恶劣环境下永磁电机内各物理场耦合关系非常复杂，研究各物理量和物理场的耦合关系及其动态变化规律非常困难。

永磁电机的多物理场分析方法以数值解析法和有限元分析为主。在数值解析方面，通用的建模方法有传统矩阵法、键合图法、联结法、网络法等。

但是数值解析法在耦合建模和求解仍存在较多问题，由于假设条件和忽略因素过多，导致计算精度不够。在有限元分析方面，众多 CAD /CAE 软件公司，如 Ansys、Flux、SIMULIA、UGS 等开发多物理场耦合计算工具，电磁计算的精度和效率逐步提高。重点关注数值模型、模型计算、实验调查，其中包括电机多物理场分析。

同时，在分析含有外电路的永磁电机时，还需结合场路耦合分析，妥善处理非线性电路分析中仿真步长与计算量间的矛盾。由此可见，由于耐高温电机内耦合物理场多、耦合关系复杂、环境边界复杂，现有的耦合场建模与解耦计算方法有待进一步改进。