概要
IPMモータでは、高速回転時に磁石が遠心力を受けてロータコアに押し付けられます。その際、磁石が摩擦を伴いながら滑ることで、部品に大きな応力が発生します。応力が材料の降伏応力を超えると、塑性変形が生じ、モータの性能低下や部品の破損につながる可能性があるため、設計段階で遠心力の影響を正確に評価することが重要です。
本事例では、磁石とロータコアの接触状態を考慮して磁石が滑る場合を想定し、IPMモータにおける遠心力によるロータ内部の変位および応力分布を求めました。結果として、遠心力により磁石がロータコアに押し付けられ、磁石が滑ることによりブリッジ部分に応力が集中することがわかりました。
図1 解析対象（左図）とコア材の応力ひずみ特性（右グラフ）
解析対象は4極24スロットのIPMモータです。ここではロータ1/2極分を示しています。ロータコアと磁石の接触面に接触条件を設定することで、部品間で発生する分離やすべりを扱うことができます。また、応力ひずみ特性より、降伏応力が330（MPa）であることがわかります。
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