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概要
コンバータの基幹部品である高周波リアクトルを設計する上で、電圧変換に必要なパラメータとなるインダクタンス、損失は重要な要素となっています。
コイル抵抗と電流値に依存する銅損、鉄損に分類される渦電流損とヒステリシス損、それ以外の損失を漂遊損といいます。
漂遊損は主にコイル端部からの漏れ磁束によってコイル端の鉄心やコイル付近の導体部品などに渦電流が発生して起こる損失です。
漂遊損が損失全体に占める割合は必ずしも大きいものではありませんが、局所的に発熱が生じることがあり、運用上の問題になることがあります。漂遊損は実測や手計算でとらえることは難しいのですが、JMAGの過渡解析で漂遊損となるコア表面の渦電流や、コイルからコアへの漏れ磁束を可視化することができます。
ここでは、リアクトルのコア漂遊損解析の事例についてご説明します。
コイル抵抗と電流値に依存する銅損、鉄損に分類される渦電流損とヒステリシス損、それ以外の損失を漂遊損といいます。
漂遊損は主にコイル端部からの漏れ磁束によってコイル端の鉄心やコイル付近の導体部品などに渦電流が発生して起こる損失です。
漂遊損が損失全体に占める割合は必ずしも大きいものではありませんが、局所的に発熱が生じることがあり、運用上の問題になることがあります。漂遊損は実測や手計算でとらえることは難しいのですが、JMAGの過渡解析で漂遊損となるコア表面の渦電流や、コイルからコアへの漏れ磁束を可視化することができます。
ここでは、リアクトルのコア漂遊損解析の事例についてご説明します。
漏れ磁束と渦電流
図1に、ギャップ付近の漏れ磁束のフラックスラインとコアの渦電流密度分布を示します。
フラックスラインの拡大図から、コアのギャップを境に磁束の通過する断面積をコアの断面積より大きくしようとして磁束が膨らむフリンジングが発生してるのが確認できます。また、ギャップを境に右のコイル直下部分の表面に面内渦電流が発生しており、磁束が積層方向に垂直に発生している様子がわかります。
フラックスラインの拡大図から、コアのギャップを境に磁束の通過する断面積をコアの断面積より大きくしようとして磁束が膨らむフリンジングが発生してるのが確認できます。また、ギャップを境に右のコイル直下部分の表面に面内渦電流が発生しており、磁束が積層方向に垂直に発生している様子がわかります。
リアクトルの損失
図2に、リアクトルの損失を示します。
磁界解析と鉄損計算を合わせて計算をすることで、ヒステリシス損、渦電流損、漂遊損と損失を分けて計算結果を得ることができます。
磁界解析と鉄損計算を合わせて計算をすることで、ヒステリシス損、渦電流損、漂遊損と損失を分けて計算結果を得ることができます。
