[W-MA-47] 応力を考慮した鉄損解析が実用段階に

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1.応力を考慮する背景

電磁界解析において鉄損解析の精度向上が課題となっている。従来の鉄損の計算方法では、あらかじめエプスタイン法等で測定した電磁鋼板の素材の鉄損特性より機器の鉄損を推定している。しかし、実際の電気機器に組み込まれた電磁鋼板では様々な要因より素材の鉄損よりも増加することが知られている[1]。その要因の1つとして応力があげられる。図1に電磁鋼板の鉄損が応力によってどのような影響を受けるか例を示す。実機に組み込まれた電磁鋼板はフレームの焼嵌/圧入、かしめ/溶接/ボルト締めによる積層の固定、温度分布(熱応力)などによって応力を受けている。例えばモータのステータコアをフレームに圧入することによって生じる圧縮応力を構造解析で解析した結果を図2に示す。バックヨーク部分では30MPa以上の圧縮応力が印可されており、図1の増加率から考えると鉄損に及ぼす影響は大きく、無視できない要因であることがわかる。信頼性の高い損失評価のためには応力の影響を考慮する必要がある。

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