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回転機の電磁界解析高精度モデリング技術

回転機の電磁界解析高精度モデリング技術

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カテゴリ: 技術報告

論文No: 1044

グループ名: 【D】産業応用部門

発行日: 2006/02/01

タイトル(英語): Highly Accurate Modeling Technologies on Electromagnetic Analysis for Rotating Machines

著者名: 回転機の電磁界解析高精度モデリング技術調査専門委員会

著者名(英語): Investigation Committee on highly accurate modeling technologies on electromagnetic analysis for rotating machines

キーワード: Rotating Machines, Electromagnetic Analysis, Cogging Torque, Magnetic Power Loss, Computer Aided Engineering

要約(日本語): 回転機の開発・設計を行う上で、電磁界解析技術を用いることが一般的になされている。これは、回転機の高性能化・低コスト化・高信頼性などを確立するためには、必須の技術であるからに他ならない。しかし、特に高精度が要求される解析、例えば、永久磁石モータにおける定格トルクの1%程度のコギングトルクや、インバータ駆動される回転機の高調波を含む鉄損については、電磁界解析のための詳細なモデリング技術が十分に確立がなされていない。そこで本報告では、これらの解析精度を向上させるために必要となるモデリング技術を調査した。コギングトルク解析については、三次元的な洩れ磁束の影響や、実機の工作プロセスなどで発生する鉄心の劣化を考慮した磁化特性の影響などを体系的に示した。また、高調波を含む鉄損解析では、高調波磁束の表皮効果の考慮法やマイナーループヒステリシスの解析手法を解説し、実モデル解析へ展開した。さらに、回転機の高効率化のために必要となる様々な損失の解析技術を調査した。新しいCAEシステムとして、CADと解析の連携や機械系、パワエレ回路との連成解析、および品質工学に基づく解析技術について調査結果をまとめた。

要約(英語): The electromagnetic simulation technology is generally used for development and design of rotating machines, because the technology is necessary to establish the high performance, cost reduction and high reliability of the rotating machines. However, accurate modeling technologies for the electromagnetic analyses are not established sufficiently, especially, in the analyses of cogging torque which is about 1% of the rated torque in permanent magnet motors, and in the analyses of magnetic power loss of the rotating machines, which are driven by the inverter system. In the technical report, we researched the modeling technology to improve the accuracy. In the part of cogging torque analysis, effects of 3-dimensional leakage flux and magnetization characteristics of the iron steels considering the deterioration occurred on the manufacturing process, etc. are shown systematically. In the part of the magnetic power loss analysis, the analysis methods considering the skin effect and the minor loop hysteresis are described and the technologies are applied to practical models. Moreover, the technologies of the various losses analyses, which are required for improvement of the efficiency of rotating machines, are researched. A mesh generation method using CAD data, coupled analysis between electromagnetic and mechanical system or drive circuit system, and an analysis based on Quality Engineering are researched and summarized as new CAE systems.

PDFファイルサイズ: 13,549 Kバイト

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