电机电磁场的分析与计算是电机工程领域中非常关键的研究课题，因为它直接关系到电机设计的合理性和性能的优劣。电机在运转过程中产生的电磁场非常复杂，涉及多种物理现象和工程计算问题，研究电磁场不仅可以帮助我们深入理解电机的工作原理，还可以指导我们设计出性能更优异的电机产品。
在传统电机学和电机设计课程中，电磁场的分析与计算通常被归纳为电路和磁路问题，但在本质上，电路参数如电感、电抗等都是从电磁场量转化而来的。这就意味着，电磁场分析实际上是场路结合的分析。传统的分析方法基于一定的简化假设，通过近似处理计算电机的主要参数和性能，这种方法虽然简化了分析过程，却在一定程度上牺牲了计算精度。尽管如此，对于常见电机，这种方法是有效的，设计和性能分析误差不大。
然而，随着科学技术的发展，特别是大型和特种电机的出现，电机内部复杂结构对局部问题的精确分析提出了更高要求，例如局部过热、应力集中等问题迫切需要解决。同时，电机性能计算的精度要求也不断提高，传统方法已不能满足需求。现代电机电磁场分析需要结合实际电机结构，通过逐点计算电磁场量，以获取更加精确的结果。
电机内部电磁场按分布区域可以大致分为几类，包括气隙磁场、极间漏磁场、绕组端部电磁场、铁心中的磁场、模内漏磁场和实心转子中的磁场等。气隙磁场位于定子与转子之间，对电机的运行有重要影响。极间漏磁场与直流电机主极与换向极间的漏磁场，对电机效率和性能有不利影响。绕组端部电磁场可能引起额外的损耗。铁心中的磁场由于涡流和磁滞作用，也会产生损耗。模内漏磁场在实际应用中往往被忽视，但在电机设计中它仍然需要被考虑。而实心转子中的磁场问题在某些特定电机设计中是不可忽视的，如高速电机。
在电机电磁场的理论基础方面，主要涉及到麦克斯韦方程组，它由四个基本方程构成，用来描述电场和磁场与电荷、电流之间的关系。对于电机的电磁场分析，主要采用的方法有解析法、许克变换法、分离变量法以及有限元法等。这些方法在电机电磁场分析中各有特点，通过数学模型来描述电磁场的分布和变化。
解析法一般用于电磁场分布具有特定对称性的简单几何结构中，可以得到精确的解析解。许克变换法则用于简化旋转电机的场分析，它通过变换将三维的场问题简化为二维问题。分离变量法则适用于具有特定边界条件和简单几何形状的稳定磁场问题，它将多变量问题转化为一系列单变量问题的求解。有限元法则是一种数值计算方法，特别适合用于结构复杂、边界条件复杂的电机电磁场问题，它通过将求解区域离散化为有限个元素，并在每个元素上近似电磁场量，从而求得近似解。
在电磁场的具体分析中，还需要考虑电磁能量及其传递过程、电机铁心中的涡流损耗、导体电流的集肤效应以及直线电动机的纵向边端效应等问题。涡流损耗是因为交变磁场在导电材料中感应电流而产生的损耗。集肤效应是指交变电流在导体中分布不均，表面电流密度高于内部，从而引起电阻增加的现象。直线电动机的纵向边端效应则是指电机在运行中由于铁心端部磁路的不连续性导致磁场分布不均，进而影响电机性能的问题。
在实际的电机设计过程中，还需要对电磁场的非线性问题、电机的电磁力进行精确计算。非线性问题在电机电磁场中经常出现，例如铁磁材料的非线性磁化特性、电感非线性等，这些非线性因素会使得电磁场的计算变得更加复杂。电磁力计算则涉及到电机力矩的产生和传递，是电机控制和优化的关键环节。
为了提高电磁场的分析和计算精度，现代计算工具和方法已经发展得相当成熟，包括使用有限元分析软件来模拟实际电机的运行状况，以及采用高性能计算技术来处理大量的计算任务。此外，随着电机电磁场研究的深入，电磁场分析的应用领域也在不断拓宽，比如在强磁场线圈、电磁悬浮装置、原子能工业和交通运输工业等方面，电磁场的研究都起到了重要的推动作用。
电机电磁场的分析与计算是电机工程领域中不可或缺的部分，涉及到电机的设计、性能评估、故障诊断以及优化控制等多个方面。随着现代科学技术的发展，电机电磁场的分析方法和工具也在不断进步，这对于电机工程师而言是一个充满挑战和机遇的研究方向。
