IPMモータ（埋込磁石型） — トラブルシューティングガイド

実務で遭遇する代表的な問題を整理しよう。

原因と対策:

• FEMのインダクタンスマップが粗い → $i_d$-$i_q$ の格子点を増やす（最低10x10、推奨20x20）
• 鉄損を回路モデル側で考慮していない → 鉄損等価抵抗をd軸に並列に挿入
• 磁気飽和の交差項を無視 → $\psi_d(i_d, i_q)$, $\psi_q(i_d, i_q)$ の両方の電流依存性を含めたマップを使用

考えられる原因:

• メッシュ不足: エアギャップの周方向分割が粗い → 極ピッチあたり最低60分割
• 回転ステップが粗い → 機械角0.5°以下のステップで計算
• 3D効果: 2D解析ではスキュー効果を考慮できない → 3Dまたはマルチスライス法を使用

逆に実測よりも小さく出る場合は、製造誤差（磁石の着磁ばらつき、組立偏心）が実機で加わっている可能性がある。

対策:

• B-H曲線の高磁界側を延長する: 材料データが磁束密度2T程度で打ち切られていると、飽和域で収束が悪化する
• 初期値の改善: 前ステップの解を初期値として利用する
• 緩和係数の導入: Newton法の更新量に0.5〜0.8の係数を掛ける
• JMAG固有: 「非線形反復の自動緩和」オプションを有効にする

高速化のアプローチ:

その通り。2Dで100ケース以上の最適化を回し、最終候補の2〜3案だけ3Dで検証するのが実務の定石だ。JMAGもMaxwellもこのフローを前提に機能設計されている。

手順: 最大負のd軸電流 + 最高温度条件（例: 150°C）で静磁界解析を行い、磁石内部の減磁界 $H$ が保磁力 $H_{cj}(T)$ を超えていないか確認する。JMAGには「減磁率マップ」表示機能があり、磁石要素ごとの減磁率をコンターで可視化できるよ。