先進電磁界解析による設計高度化技術

カテゴリ: 技術報告

論文No: 1391

グループ名: 【B】電力・エネルギー部門

発行日: 2016/12/20

タイトル(英語): Advanced Electromagnetic Field Analysis for Effective Design

著者名: 先進電磁界解析による設計高度化技術調査専門委員会

著者名(英語): Investigating R&D Committee on advanced electromagnetic field analysis for effective design

キーワード: 電磁界解析，有限要素法，磁気ヒステリシス，並列計算，最適設計／Electromagnetic field computation, finite element method, magnetic hysteresis, parallel computation

要約(日本語): 本技術報告は電気電子機器の開発・設計において欠かせないものとなっている電磁界解析技術と，その設計への応用についてわかりやすくまとめたものである．本技術報告はこれまで出版された書籍には記述されていない新しい内容を多数含んでいる．第１章では回転機などの時間領域解析を高速化するための方法や，回転機の振動解析，撚り線の損失解析，開放領域の効率的解析法について述べている．第２章では電気機器の等価回路モデル，モデル縮約による電気機器の高速解析法，並列計算法について述べている．第３章では，様々な磁気ヒステリシスモデルをベンチマーク問題への適用し，得られた結果について比較検討している．また周波数依存性を表すヒステリシスモデルについて述べている．第４章では，非接触給電や磁気増幅器，インバータ駆動電動機，誘導加熱，プリント基板のEMCなどへの電磁界解析の応用について述べている．また電磁界解析を用いたトポロジー最適化についても述べている．

要約(英語): This technical report describes the latest advances in electromagnetic field computations which have been indispensable for design and development of electric machines and devices. This report includes new and important contents on field computations which have never been described in text books. The first section describes a fast method for transient field analysis, vibration analysis of rotating machines, analysis of twisted cables and new treatment of open boundary problems. The second section discusses the equivalent models of electric machines as well as model order reduction for fast computations. The third section reports the results of benchmarking in which various magnetic hysteresis models are comparatively tested. Moreover, this section describes a hysteresis model considering frequency characteristics. The forth section reports various applications of field computations to industries: analysis of non-contacting power transfer, magnetic amplifiers, inductive heating systems and EMC problems relevant to printed circuit boards.

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