75 – リアクトルの鉄損解析

アプリケーションノート・モデルデータ

概要

インバータ回路の入力または出力側に設置されるリアクトルは、長期運転が要求されるため、損失によるランニングコストを抑えることが重要な設計課題のひとつです。リアクトルにおける主な損失の1つである鉄損は、磁性体内部で熱として電力を消費するため、リアクトルの温度上昇や効率低下の原因になります。
有限要素解析による鉄損密度の分布を確認することは、リアクトルの設計時における局所的な形状の検討ができますので、設計へのフィードバックとして有益です。
ここでは、リアクトルの鉄損を求めています。

磁束密度分布/鉄損密度分布

コアの磁束密度分布および鉄損密度分布を図1、図2に示します。図より、積層方向に磁束が流れにくいため表面に磁束が集中し、それに応じて鉄損も大きくなっていることがわかります。また、磁束は磁気回路中の最短経路を流れようとするため、コイルを巻いていない上下のコアでは内側の磁束密度および鉄損が大きくなります。

ジュール損失密度分布 /ヒステリシス損失密度分布

コアのジュール損失密度分布およびヒステリシス損失密度分布を図3、損失割合を図4、損失値を表1に示します。図より、鉄損に対するジュール損失の寄与が大きいことがわかります。これより、鉄損を減らすにはジュール損失の低減を検討することが効果的であると考えられます。

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