[W-MA-67] 積層鋼板渦電流損失解析における形状端部効果について

目次
1. はじめに
2. 具体的な差とは?
3. 差の要因分析
4. おわりに
5. 参考文献

1. はじめに

回転機の高速化や形状の複雑化が進むにつれ、損失計算による性能予測の重要性が増している。電磁界有限要素解析の結果を用いて後処理により積層内部の損失を考慮する方法が提案されており、JMAGでもそれを採用している。この方法は2次元解析の結果を用いて積層内部の損失分布を1次元解析により求める手法であり、文献[3]で示すように2次元解析の中ではもっとも精度の良い結果を得られる(以降ではこの方法を「2次元+1D法」と呼ぶ)。一方で、あるIPMモータモデルの損失評価を行ったところ、積層鋼板をモデル化した3次元解析の結果と2次元+1D法の損失の結果に差が見られた。
この要因について分析したところ、積層鋼板と渦電流の形状効果、ならびに周波数の高さが乖離の理由になっていることが明らかとなった。
本ホワイトペーパーではこの分析結果をもとに、2次元+1D法が精度を落とす場面を明確にし、今後取り組むべき課題を示す。

2. 具体的な差とは?

図1に示すIPMモータモデルを用いて、積層鋼板に発生する渦電流損失を評価する。回転数を900[rpm]~7200[rpm]と変化させたときの損失平均値を図2に示す。回転数が上がるにつれてその差が大きくなることが分かる。(続く)


IPMモータモデル(晴海一号)


ロータのギャップ表面に発生する渦電流密度分布の例

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