电机行业飞速发展，企业之间竞争越来越激烈，如何设计一台高品质电机的需求尤为凸显。其中NVH问题是所有高品质电机所关注的问题。电动机和发电机会通过许多物理机制产生结构噪声和振动。

在本文中，我们将研究永磁电机定子上的瞬变电磁力。凭借ANSYS仿真分析平台可以完整分析与优化电机的振动与噪音的特性。根据电磁时域瞬态分析计算频域电磁力，频率-速度平面上通过快速插值计算得到准确的谐波力。所产生的振动和噪声，并建立完整的工作流程，以通过Maxwell与Workbench (WB)中 Harmonic Response 和Harmonic Acoustics 模块的耦合来仿真振动噪声。

其中最重要的步骤是在Maxwell中准确提取电机的频域电磁力，并以此提供给结构分析软件Mechanical中作为激励源。

Harmonic Force Calculation功能提供了三种方式用于计算和映射频域电磁力：

1. Object Based

特点：该方式计算物体表面（3D）或边缘（2D）麦克斯韦张力的合力，并以集中力的形式映射到结构场；这种方法不直接计算单元内的力，而是基于整个对象的特性进行计算。

应用场景：适用于需要快速获得物体整体电磁力响应的情况。当对计算精度要求不是特别高，或者模型复杂度较高时，采用Object Based方法可以提高计算效率。

2. Element Based（Surface）

特点：该方式计算物体表面的麦克斯韦张力，并以面单元力的形式映射到结构场；

应用场景：适用于主要关心物体表面电磁力分布的情况。在电机、变压器等设备的振动噪声分析中，当磁致伸缩力不是主要贡献者时，可以使用Element Based (Surface)方法。

3. Element Based（Volumetric）

特点：该方式计算物内部的洛伦兹力和磁滞伸缩力，并以体单元力的形式映射到结构场。

应用场景：适用于需要精确分析物体内部电磁力分布及其对振动噪声影响的情况。在电机、变压器等设备中，当磁致伸缩力是振动噪声的主要来源时，应使用Element Based (Volumetric)方法进行详细分析。