前言

在新能源汽车发展的大背景下，国内和国际的整车厂和电机厂对电机进行了深入的研究和探讨。电机工程师对电机性能评估、损耗精确计算、电机的参数化和优化计算等需求越来越高。JMAG软件自1983年商业化以来，在日本的市场占有率始终保持第一，它分析了大量的、各种类型的电机，经受住了时间和实践的检验。软件在每年至少2次的升级中不断吸收日本电机厂家的先进经验，并在平时加强与众多客户的紧密联系，通过定期的技术交流与用户共同进步。目前，JMAG在国内的市场占有率也越来越高。JMAG被广泛应用于电机、变压器、电磁阀、传感器、电磁制动、无线电力传输等领域，在业界取得了较高的知名度。本书的编写目的，是帮助电机电磁设计、仿真工程师能够全面、快速地掌握JMAG的电磁场仿真。

第1章阐述了电磁场仿真中基础的物理学知识及电磁场仿真的基本概念。在此基础上，本章介绍了JMAG软件中建模的思路、要点以及相关的设定知识，并在最后提出了常用的仿真结果检查方法。

第2章主要对JMAG的模块、界面、仿真流程、帮助与自学系统进行了介绍。本章能够让读者对JMAG有一个初步的认识，并为后续的学习打好基础。

第3章介绍了JMAG仿真的重要设置及相关概念。针对求解目标不同，JMAG划分了Study的种类。用户可以根据需求选择合适的Study类型。本章还将对网格设置的一些重要功能进行详解，合理地使用这些功能可以在减少计算量的同时提升计算精度。最后，本章介绍了JMAG中的求解器设置。

第4章以永磁同步电机为例，描述了基于JMAG的电磁场仿真建模操作过程和分析过程，包括永磁同步电机的几何建模、约束设置、模型导入、材料设置、条件设置、网格设置、步分辨率设置等，帮助读者掌握JMAG的仿真流程。

第5章以第4章为基础，描述了永磁同步电机的物理模型，然后建立其静止坐标系下的动态数学模型。为了简化数学模型，引入了几种常用的坐标系和坐标变换矩阵，得到了 dq 坐标系下的动态数学模型，最后对电机的参数进行了举例和简要说明。第4章和第5章能够帮助读者更好地理解电机的物理模型和数学模型的含义和关系，更好地理解电机的原理和特点。

第6章以第4章的永磁同步电机为基础模型，提出了永磁同步电机三种类型的参数化方法和流程，包括仿真设定参数、几何参数和材料特性参数。本章能够帮助读者全面掌握JMAG的参数化步骤和方法，同时为电机的优化打下基础。

第7章在第6章参数化的基础上介绍了永磁同步电机优化的步骤、设置参数的含义，帮助读者掌握JMAG中电机优化的思路、方法和操作步骤。此外，本章还提供了modeFRONTIER搭配JMAG的电机自动优化流程。该流程在日本的电机设计中应用广泛。modeFRONTIER作为一款优化软件，拥有大量的优化算法，可以覆盖各种优化问题并实现高效寻优。该软件强大的数据挖掘功能将优化后的大量数据转换成设计者的知识及经验，为后续产品的开发奠定基础。同时，作为一款电磁场仿真软件，JMAG精确、高速的计算为优化的精度及速度提供了保障。

电机的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）是在电机研发、设计、测试过程中都需特别关注的指标。本书第8章详细介绍了JMAG关于结构振动噪声的分析方法和操作步骤，为电机工程师提供了NVH的仿真分析方法。

近年来，随着工程师对电机的损耗计算精度要求越来越高，基于模型的设计（MBD）的实现被提上了日程，因此，考虑脉冲宽度调制（PWM）谐波的损耗分析以及实现控制的动态分析显得尤为重要。第9章介绍了基于JMAG-RT和Simulink的软件在环仿真流程。JMAG-RT通过有限元计算生成虚拟的电机模型，能够考虑到槽谐波、磁饱和等数学模型无法考虑的现象，因此模型精度高，可以实现高精度分析电机的动态特性及计算PWM谐波的损耗，比如铁损、磁钢涡流损耗和绕组的交流损耗等。

本书提供的操作步骤虽然考虑了软件版本的通用性，不过用户最好选择JMAG V16.1之后的版本。

本书主要由艾迪捷信息科技（上海）技术有限公司低频电磁团队编写，由中国区技术总监钟修林先生和陈天赠先生负责统稿。其中，张侃裕负责编写第1章、第3章和第7章中JMAG与modeFRONTIER联合优化的内容，张志金编写第2章和第9章中JMAG-RT部分的内容，钟修林编写第4章，陈天赠编写第6章、第8章和第7章中JMAG优化的内容，同济大学的袁登科老师编写第5章和第9章中Simulink软件在环内容，南京航空航天大学的姜文颖老师对本书第1章进行审核，林苏对全书进行了整理。最后，感谢艾迪捷信息科技（上海）技术有限公司董事长徐锦胄先生、中国区总经理韩海先生以及JMAG商务负责人姚海兰女士对本书编写给予的大力支持。

由于作者水平有限，书中难免存在有一些错误和不妥之处，望广大读者批评指教。

编著者