概要

スロット内占積率の向上や端部縮小による小型化のために角線を用いたヘアピンコイルを採用したモータが増えており、高速回転時のコイル素線内の電流偏りや交流銅損の見積もりが重要になってきています。
コア端部での軸方向磁束は、面内の渦電流損失を生じるため、高速回転化に伴う損失増加が懸念されます。加えてプレスリングや磁石など渦電流を生じる部品は数多くあり、設計の段階でそれらの損失を精度よく評価する必要があります。
精度のよい損失解析のための選択肢として3D解析があります。しかし、要素数は数百万に及ぶことも多く計算コストの面で用途が限られてきました。十分な解析結果を設計に反映させるためには、実用時間内で計算完了させる必要があり、数百万要素規模のモデルにおいては多並列計算のパフォーマンスが重要となります。

図１　ヘアピンコイルを有するモータの損失分布とコイルのメッシュ分割
コイルの銅損を高精度に評価するには電流分布を正確に捉える必要がある。部品の要素サイズに加えて表面に層状のメッシュを生成している。要素数は780万となった。