ANSYS Maxwell — CAE用語解説
ANSYS Maxwell
ANSYS Maxwellって「電磁場解析」ですよね。モーターの設計に使うと聞きましたが、具体的に何を計算するんですか?
定義
同じ電磁場解析のJMAGやCST Studioと比べて、Maxwellの特徴は何ですか?
Maxwellは低周波電磁場(DC〜数kHz)に特化していて、モーター・変圧器・インダクタの静磁場・準静的解析が得意だ。JMAGも同じ低周波電磁場に強く、特にモーター解析のプリポスト機能が充実している(磁気特性データベース、トルク脈動・鉄損の詳細計算)。CST Studioは高周波電磁波(RF・マイクロ波・アンテナ)が主戦場で別の用途だ。日本の電機メーカーではJMAGが強く、欧米系ではMaxwellが多い印象がある。
CAEソフトウェアとしての位置づけ
モーターの損失(銅損・鉄損)って、Maxwellで計算できるんですか?
できる。銅損(コイル抵抗×電流²)はトルク計算と同時に求まり、鉄損はSteinhautz式やBertotti式(ヒステリシス損+渦電流損)でコアの磁束密度時刻歴から計算する。さらにAnsys Electronics Desktop内でMaxwell(電磁)→Icepak(熱流体)→Mechanical(熱応力)の連成が可能で、「モーターの鉄損が発熱してコイルの抵抗が上がり銅損も増える」という相互作用まで評価できる。
最近のEVブームでモーター解析の需要が急増していますが、Maxwellも機能強化されていますか?
IPM(埋込磁石)モーターや誘導モーターの設計最適化、パワーエレクトロニクス(インバータ)との協調シミュレーションが強化されている。Simplorer(回路シミュレーター)との連成で、「Maxwellのモーターモデル+インバータの電気回路」を統合してトルク-速度特性やEMC(電磁両立性)を評価するシステムレベル解析ができる。
関連用語
Maxwell解析に関連する概念を整理してください。
モーターの銅損・鉄損の計算からEVパワートレイン全体のシステム解析まで——ANSYSのエコシステムの恩恵が最も分かりやすいのがMaxwellですね!
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