电机设计是一个复杂的多物理场问题，它涉及到电磁、结构、流体、温度和控制等多个领域。随着新材料、新工艺以及各种电机新技术的发展，电机设计的要求越来越苛刻，精度要求也越来越高，传统的设计方法和手段已经不能满足现代电机设计的要求，必须借助于现代仿真技术才能解决各种设计难题。

Simcenter多物理场仿真平台

西门子2017年收购Infolytica低频仿真软件，包括磁场、电场、热场、优化以及电机设计等多个模块，并于2019起逐渐将磁场、电场、热场模块迁移至Simcenter 3D，形成Simental 3D LowFrequency EM（EMAG）低频仿真工具，原先的Infolytica Motorsolve改名Simcenter Motorsolve；原先Infolytica Magnet、ElecNet、ThermNet、OptiNet现在统称Simcenter Magnet。

针对电机永磁化、高速化、无刷化、数字化、集成化、智能化、高效节能化的发展趋势和相关技术挑战，西门子Simcenter电磁仿真工具能提供集成化电机设计解决方案和流程，高效实现电机从磁路法到有限元、从部件到系统、从电磁到多物理场耦合的多领域、多层次、集成化电机及驱动/控制系统设计。

Simcenter集成化的电机设计流程

Simcenter集成化的电机设计解决方案：电机设计环节包括系统仿真、概念设计、三维详细设和多物理场设计，涉及电机本体、多物理域耦合分析、控制系统仿真，以及控制回路验证和试验验证环节。Simcenter电机仿真工具包括Simcenter Speed、Simcenter Motorsolve、Simcenter Magnet、Simcenter 3D Emag、Simcenter Amesim、Simcenter 3D以及Simcenter Star CCM+。

Simcenter集成化电机设计流程如下：

1.电机系统仿真：采用Simcenter Amesim完成电机及控制系统级仿真，可以使用电机库元件快速搭建仿真系统，完成电机系统级仿真和评估；结合Motorsolve实现电机本机及控制系统的联合仿真，对整个电驱动系统进行高精度仿真和性能优化

2.电机概念设计：基于电机磁路法工具Simcenter Speed或者Simcenter Motorsolve，快速实现电机的初始方案评估和优化设计，并一键输出电机二维有限元模型，给Simcenter Magnet使用。Speed支持磁路法和有限元两种算法，Simcenter Motorsolve集成磁路法和有限元为一体。

3.电机电磁场有限元精确优化设计：支持Simcenter Magnet和Simcenter 3D Emag两种方案，实现二维和三维电磁场有限元仿真，结合内置电路编辑器创建驱动电路，对电机有限元模型进行仿真设计和细节优化，输出各种电机指标和各种场量。并支持与第三方的电路系统工具如Matlab Simulink、PSIM实现协同仿真。

4.电机电磁、热耦合分析：Simcenter支持有多种耦合方式，一是采用Simcenter 3D Emag自身包含的磁场和热场模块，将电磁损耗传递至热场分析实现电机电磁热耦合分析；二是把Simcenter 3D Emag或者Simcenter Magnet电磁分布式损耗数据文件和几何模型传递给Star CCM+，进行电机温度场仿真，实现电磁、热耦合分析，预测电机在各种工况下的温升性能，并优化散热系统设计；三是借助磁路法工具Simcenter Speed，将其电磁损耗文件和模型文件传递给Star CCM+,实现电磁热的双向耦合分析。

5.电机电磁、振动、噪声耦合分析：Simcenter支持有多种耦合方式，一是采用Simcenter Magnet或者Simcenter 3D Emag电磁有限元仿真获取电磁力，传递给Simcenter 3D Structure计算电机结构振动，最后使用Simcenter 3D Acoustic计算电机外场辐射噪声，分析电机在各种工况下的结构应力、形变以及振动噪音。二是通过Simcenter Motorsolve获取电磁力传递给Simcenter 3D，最后完成结构场和声场分析。