【仿真点数与最大谐波次数】轴向磁通电机1个电周期仿真点数与能得到的最大谐波次数之间的关系

Damon_Salvatore

结论：能得到的FFT最大谐波次数=仿真点数N/2;（建议设置的仿真点数为偶数）

内部计算原理如下：
采样频率Fs 和 采样点数N(仿真点数或仿真步数)的关系，决定了一个周期波形进行FFT分析的频谱分辨率与最大可分析频率范围。
采样频率Fs：每秒采集的样本数，单位是 Hz。（比如采样频率Fs=1000Hz，意味着每秒采样1000个点）
采样点数N：在电机仿真中指的是1个电周期的仿真步数。
采样时间长度Time：在电机仿真中一般指1个电周期。
这三者的关系为：
Time=(1/Fs)*N
1/Fs:采样1步的时间长度；
N：采样了N步；
FFT分析后，最大可分析频率（Nyquist频率）fmax:
fmax=Fs/2
(为什么是Fs/2? 因为：FFT分析后，会得到双边频谱（-Fs/2~+Fs/2）,但我们通常看到的FFT分析频谱图是单边频谱图（实信号图）（0~Fs/2，其中0为直流信号），所以最大可分析的频率范围的最大频率为Fs/2。）

例如：
轴向磁通电机瞬态仿真计算，假如1个电周期的基波频率为250Hz（电机运行频率），一个电周期时间T=1/250s=0.004s，1个电周期的仿真步数为36步，即采样点数N=36；

• 采样频率Fs=N/Time=36/0.004s=9000Hz （说明周期一定时，当采样点数越多时，能得到的最大谐波频率越多）
  

       每秒采样 9000 次，说明信号中最高能分辨的频率是：fmax=Fs/2=4500Hz;

• 频率分辨率：Af=Fs/N=9000/36=250Hz
  

    意味着FFT频域结果（例如 FFT）将会在 0 Hz、250 Hz、500 Hz、...4500Hz 频点上得到结果。

• FFT 后频率轴（单边谱）：f=[0, 250, 500, 750, ..., 4500Hz] 共19个点
  

     相当于在频率轴上最大能看到4500Hz对应的幅值;在电机里面，如果基波是250Hz，那么转换成谐波就是4500Hz/250Hz=18次谐波（最大能得到的谐波次数）

Maxwell中FFT结果验证：