平均转矩定义为一个电角度周期，即电角度为360°，电机输出转矩的平均值，其计算式为
在有限元计算中，将一个电角度周期分为n等份，通过有限元方法，分别计算每一小份的平均值，然后采用数值积分的方法得到电机平均转矩。图4-30所示为55kW内置式永磁电机在一个周期的输出转矩。
图4-30 55kW内置式永磁电机在一个周期的输出转矩
对五种材料在25℃、75℃、100℃、140℃四种温度下电机的输出转矩进行分析，其结果如图4-31所示。
图4-31 五种型号钕铁硼材料平均输出转矩的比较
从图4-31中可以看到，HS_43EH材料的输出转矩最高，其次为HS_40FH，随着运行温度的升高，五种材料的输出转矩都呈现减少的趋势。以25℃时的输出转矩为标准，则在75℃、100℃、140℃时相对于25℃时的降低量如表4-14所示。
表4-14 相对于25℃时转矩降低量（N·m）
从表4-14中可以看出，HS_36EH材料的转矩输出特性随温度的变化最为显著，其次为HS_43EH和HS_35EH两种材料，而HS_40FH和HS_32GH两种材料的转矩输出特性随温度的变化最小，相对较稳定，因此这两种材料应作为首选，考虑到转矩输出能力，HS_40FH材料最好。
由式（4-7）纹波转矩定义和有限元计算结果可得五种材料在四种温度下的纹波转矩如图4-32所示。
从图4-32中可以看到，HS_43EH材料的纹波转矩最小，其次为HS_40FH材料，HS_32GH和HS_35EH两种材料最大，且随着温度增加HS_35EH材料的纹波转矩逐渐超过HS_32GH材料。整体来看，五种材料的纹波转矩均随温度的增加而增大，同样以25℃时的纹波转矩为标准，则在75℃、100℃、140℃时相对于25℃时的增加量如表4-15所示。
图4-32 五种型号钕铁硼材料纹波转矩的比较
表4-15 相对于25℃时纹波转矩增加量（%）
从表4-15中可以看到，HS_36EH材料随温度的变化，其纹波转矩变化最大，HS_32GH材料的变化最小，其次为HS_43EH和HS_40FH材料。整体来看，HS_32GH材料的稳定性最好，但纹波转矩值要较HS_43EH材料和HS_40FH材料大许多，HS_43EH材料和HS_40FH材料拥有最小的纹波转矩和适中的温度稳定性，相对来说是比较理想的选择。
图4-33所示为不同温度下五种永磁材料对应的电机齿槽转矩。
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图4-33 五种型号钕铁硼材料齿槽转矩的比较
从图4-33中可以看出，HS_43EH材料的齿槽转矩最大，其次为HS_40FH材料，HS_32GH材料和HS_35EH材料相对最小。五种材料随着工作温度升高其齿槽转矩均呈下降的趋势，同样以25℃时的齿槽转矩为标准，则在75℃、100℃、140℃时相对于25℃时的减少量如表4-16所示。
表4-16 相对于25℃时齿槽转矩减少量（N·m）
从表4-16中可以看出，HS_32GH材料随温度变化其齿槽转矩变化量最小，稳定性好，HS_43EH材料的变化量最大，随温度变化的稳定性最差。从齿槽转矩的分析结果可以看到，HS_32GH材料将是最理想的选择，但是由于齿槽转矩只占转矩波动的一小部分，因此不能由此完全确定选择哪种材料更优。
下面从总的转矩波动上对五种材料在不同温度下的性能进行分析。由上述平均转矩、纹波转矩和齿槽转矩分析结果可得五种材料不同温度下转矩波动图，如图4-34所示。
图4-34 五种型号钕铁硼材料转矩波动的比较
从图4-34中可以看出，HS_32GH材料和HS_35EH材料的转矩波动相对最大，HS_43EH材料和HS_40FH材料的转矩波动相对最小。以25℃时的转矩波动为标准，则在75℃、100℃、140℃时相对于25℃时的变化量如表4-17所示，其中正数表示增加，负数表示减少。
表4-17 相对于25℃时转矩波动变化量（N·m）
从表4-17中可以看出，从整体转矩波动来看，HS_43EH材料随温度变化的稳定性最好，HS_40FH材料次之，HS_36EH材料随温度变化的稳定性最差。因此可以看出，HS_43EH材料和HS_40FH材料是比较理想的选择。
下面介绍温度对电机特性的影响。温度对电机特性的影响如图4-35～图4-37所示。从图4-35～图4-37中可知，对于HS_40FH的永磁材料，当温度改变为25℃、75℃、100℃和140℃时，其输出平均转矩及齿槽转矩降低，因为Br值随温度升高而降低；而纹波转矩随温度增加反而减少。
图4-35 不同温度时输出转矩
图4-36 不同温度时纹波转矩比较
图4-37 不同温度时齿槽转矩比较
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