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概要
機器の小型化や省エネルギーを実現するため、モータに対する高効率化や小型化への要求は厳しくなっており、要求実現のために出力密度向上と損失低減の重要性が高まっています。モータ損失のひとつである鉄損は、高回転化や高磁束密度化により著しく増加するため、モータの効率低下や温度上昇の原因になります。従って、モータ設計時に鉄損を予測する必要性が高まっています。
磁気回路法や経験則による検討では鉄損を精度よく求めることが出来ません。精度よく求めるためには、材料の非線形磁化特性や微細な形状を考慮した上で、モータ各部における磁束密度の分布と時間変化を精密に知る必要があります。このような詳細な分析を行うためには有限要素法の使用が必須となります。
ここでは、IPMモータのコギングトルクおよびトルク、磁束密度分布、ステータコアの鉄損を求める事例についてご説明します。
磁気回路法や経験則による検討では鉄損を精度よく求めることが出来ません。精度よく求めるためには、材料の非線形磁化特性や微細な形状を考慮した上で、モータ各部における磁束密度の分布と時間変化を精密に知る必要があります。このような詳細な分析を行うためには有限要素法の使用が必須となります。
ここでは、IPMモータのコギングトルクおよびトルク、磁束密度分布、ステータコアの鉄損を求める事例についてご説明します。
トルク解析(無負荷)
コギングトルク波形を図1、コギングトルクが0(Nm)となる回転角度0(deg)の磁束密度分布と磁束線図を図2、誘起電圧波形を図3、鉄損密度分布を図4、鉄損値を図5に示します。
トルク解析(負荷)
電流位相-トルク特性を図6、電流位相10(deg)時の磁束密度分布と磁束線図を図7、電流位相-損失特性を図8、電流位相10(deg)時の鉄損密度分布を図9に示します。
