节能环保逐渐成为汽车发展的主题,以电动汽车为代表的新能源汽车开发和推广已是大势所趋。新能源汽车以电力驱动为主,对电机控制单元（MCU）的控制精度与稳定性等技术指标有着极高的要求。因此,MCU需要经过细致完备的验证方可投入到实车应用。电机模拟器（EME）作为一项半实物仿真平台,可替代实际电机完成MCU的测试工作,具有高效、节能与可靠性高等优点。论文面向EME的应用,旨在开发出可同时模拟永磁同步电机内部多项特性的磁热耦合数学模型。论文对永磁同步电机电磁特性（包括铁芯磁饱和与交叉耦合、气隙磁场谐波效应）的产生及影响机理展开深入分析,并通过有限元仿真结果来验证研究结论的准确性。论文基于磁链在不同电流激励、转子位置下的分布规律建立电机的分布参数模型。并依据EME系统的应用需求,提出基于系数拟合法的三维反查表技术,与分布参数模型共同构成目标电机的电磁模型。论文也对电机中热特性（损耗、温升现象）的成因及其与电磁特性之间的耦合关系展开研究。基于电磁参数建立电机损耗与温度变化的计算模型,完成电机中由磁到热的正向耦合过程。通过损耗与温升等效电流补偿的方法对热特性的影响进行量化建模,完成由热到磁的逆向耦合过程。该部分模型与电磁模型共同构成论文最终研究目标,即面向EME应用的磁热耦合电机模型。在研究结果的验证方面,论文首先基于Matlab软件对磁热耦合模型内部主要模块的精度展开离线仿真验证,包括分布参数模型、反查表技术以及损耗与温度的计算模型。数学模型计算值以相同输入条件下的JMAG有限元仿真结果为参考进行对比验证。各模块均体现较高的模拟精度,能够满足EME系统的开发需求。其次,本文基于Simulink软件建立MCU与EME之间的功率对拖系统,并将磁热耦合电机模型应用至EME单元。文中选取电机三种典型的稳态与瞬态工况对EME测试系统整体的工作性能展开在线仿真验证。仿真结果表明,EME系统在三种工况下均能实现稳定运行,并且动态响应速度快。间接证明论文研究的磁热耦合模型可行性良好,可以满足EME系统的开发与使用需求。