電気機器設計において電磁気的な現象の評価はもちろん、強度や振動特性といった構造面の評価も欠かせません。

振動解析におけるJMAGの貢献

電気機器設計において電磁気的な現象の評価はもちろん、強度や振動特性といった構造面の評価も欠かせません。

振動・騒音は、起振源である電磁振動と構造体が共振・増幅することによって発生します。電磁振動だけでなく、磁歪によって生じる磁歪力も大きな要因の一つです。

シミュレーションでこのメカニズムを再現するためには、まず電磁界解析により電磁気現象を正確に再現し、電磁力分布および磁歪分布を求め、それらをもとに振動・騒音解析を行う必要があります。

JMAGは高精度かつ高速な分析力により、電磁力や磁歪力を精度よく求め、それをもとに発生する振動、さらに周辺の音圧分布を求めます。

また、モータだけでなく、ギアボックスやインバータも含めた形での振動評価を行うこともできるため、システムが構築されることで変化した振動の挙動も確認することができます。

これにより、構造が有害な共振や騒音を発生しないかを評価することができます。

振動・強度評価

トルク脈動

コギングトルクの確認をしています。設計時で狙ったレベルを下回ることができました。これは設計は2次元で行い、軸方向への磁束が考慮されていなかった為だと考えられます。運転時の(6,000rpm、80Nm;運転条件)トルクリップルも確認されました。ここには磁気飽和、インバータのスイッチングの効果も含まれています。

電磁力分布

ギャップ近傍の電磁力分布とティース先端に働く電磁力の周波数分解の様子が示されています。

固有モード

放射音の原因となるステータの固有モードを示しています。

システム振動評価

モータだけでなく、ギアボックス、インバータを含めた形での振動評価を行います。
モータ単体では問題なかった振動もシステムが構築されることで固有値が変わり振動の挙動も変わります。ここではモータの電磁力は加振源となるためNVHシミュレーションモデルにステータの電磁力分布をマップして解析を行います。

磁歪振動

電磁力とともに磁歪も振動・騒音の大きな要因となっています。この例では電磁界解析によって得られた磁歪分布をもとに大型変圧器に発生する振動、さらに周辺(球面上)での音圧分布を求めています。

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