传统的等效电路电机设计方法，求解速度快，但求解精度较差。适合于在设计阶段，
用来确定电机的初始尺寸，缩小求解空间，并在众多设计方案中找到最有价值的方案；
然后采用具有场路耦合功能的时步有限元模型进行深入细致地分析。而时步有限元模型虽
求解精度高，但计算时间长，目前尚不适合寻找电机设计的最初设计方案，而在于部分
取代试验过程，模拟试验结果，仿真系统真实运行状况，从而跳出了以往新产品研发的
“

” “

”

设计－试制－修正 的 循环语句 ，在产品的设计阶段就能对其所使用的系统进行精确

的计算及性能预测，从而达到以下目的：（1）增加产品的可靠性。（2）在产品设计阶段
发现潜在问题。（3）经过多次分析计算，采用优化方案，降低原材料成本。（4）模拟试
验方案，减少试验次数，从而减少试验经费，缩短产品开发周期。
　　谐波有限元模型使用有限元模型提高分析精度，同时又不被计算时间所拖累的另一
种可行的选择是：伪静止谐波有限元模型，该模型采用复数相量以及转子滑差频率的变
换，可以计及集肤和饱和效应。分析小电机时，使用包括定转子的完整叠片模型，可以为
通风孔等细微结构建模；转子斜槽既可以采用多截面模型中转子电流相位移来考虑，也
可以用单截面模型中的谐波斜槽因子来计及。对于大中型异步电机，分析时尽量利用定转
子叠片的对称性，这样可以显著地节省计算时间。鼠笼转子可采用的最小的有限元模型，

“

”

由转子上的一个槽距的扇型区域组成，对该区域施加适当的边界条件，这个 单槽 扇区
模型可以用来产生整个转子的场。由于定子绕组的相带划分破坏了定子叠片的磁场对称性，
所以定子可采用的最小的有限元模型，由定子一个相带组成（即 60°电角度）。以上定转

“

”

子叠片分别建模的 部分模型 是电流源供电的模型，但是通过耦合标准的一相等值电路，

“

利用迭代计算程序，就可以变为计及饱和、集肤效应的电压源供电的模型。此外，转子 单

”

槽 有限元模型还可以另作他用，用来计算随导条电流大小和频率变化而变化的转子的电

“ ”

阻和漏抗，把以上计算结果用到传统的等值电路模型中，可以获得不仅 快 而且融合有
限元法特长（饱和、集肤效应）的计算模型。以上方法已经在英国电机工业中实施。
　　谐波有限元模型也有一些不足，因为模型中所有的时间变量都是单一频率的正弦波 ，
故不能考虑时间谐波的影响，分析变频调速电机时误差增大；同理由于正弦的 H 产生正
弦的 B，磁饱和效应只能近似考虑，通常采用等效磁化曲线。此外，定转子相对位置变化
对计算的影响未能考虑，齿表损耗以及其他高频效应也必须采用其他方法加以考虑。伪静
止谐波模型虽有不足，但不失为一个可以接受的选择：在合理的计算时间，给出了较准
的答案。

“

”

　产经诊断仿真用模型这里的诊断不是指故障诊断，而是指一般意义上的 调查 ，回答

“

诸如 WHAT－IFS ”

？ 之类的问题。例如：转子槽绝缘损坏的结果是什么？转子导条中含

有气泡的后果是什么？这些问题既没必要也不可能得到高精确的计算结果，只需得到一
个近似的答案即可。例如：某一转子导条断裂将产生不平衡磁拉力，具体到某个电机，只
需知道磁拉力的数量级是 100N，而不是 10N 或 1000N 即可。在这种情况下，所需的仅是

“

”

为所研究现象专门定制的电路模型－ 多回路模型 。使用多回路模型需掌握以下三点：其
一，根据所研究现象的本质，定义好独立回路。例如当研究转子侧问题时，定子每一相可
作为一个独立回路看待；相反，当研究定子绕组各种问题时，就必须为每个线圈建立独
立回路。
　　其二，计算所有独立回路之间的耦合阻抗，故多回路模型也称为耦合阻抗法。耦合阻
抗的计算方法大约有绕组函数法，复数谐波法及有限元法等。其三，在求得耦合阻抗矩阵
后，选择适合解算机电系统微分方程的稳定算法进行求解。
　　仿真是指在计算机上模拟真实样机的各种运行工况，既可以采用三相静止坐标轴下
的真实物理变量的多回路模型，也可以使用经过坐标变换后的两轴模型。它和诊断的区别
在于对分析精度要求较高。仿真的根本目的就是研究各种运行条件下的机电系统真实性能