コギングトルク — CAE用語解説

まさにそれだ。コギングトルクは永久磁石モーターで電流がゼロでも発生するトルク変動で、磁石と固定子スロットの相互作用（磁気エネルギーの空間微分）が原因だ。実用上の問題は振動・騒音・位置精度——EV駆動モーターやロボット関節にとって無視できない。2D非線形磁場FEM（Ansys Maxwell、Jmag、FluxなどのFEAソフト）でコギングトルクを高精度に計算するのが現代の標準設計手法だ。

回転子を微小角度ずつ回転させながら磁場方程式を逐次解いて、マクスウェル応力テンソル法または仮想仕事法でトルクを積分する。コギングトルクはスロット数×極数のLCM（最小公倍数）を1周期とする周期波形になる。例えば8極12スロットのモーターならLCM(8,12) = 24なので360/24 = 15°が1周期だ。この1周期を50〜100ステップ程度で解くので計算時間は数時間になることがある。

いくつかの手法が組み合わせられる。①スキュー：固定子または回転子をスロットピッチ分だけ軸方向にねじる。②磁石形状最適化：磁石端部の面取りや分割でトルク波形の高調波を打ち消す。③スロット開口部の幅調整：スロット幅と磁石ピッチの比を最適化する。FEMベースの形状最適化（パラメトリックスイープやトポロジー最適化）でこれらを自動的に探索するのが最近の動向だ。

別物だけど関連している。コギングトルクは無通電時（電流ゼロ）に発生する磁気エネルギー起因のトルク変動。トルクリプルは通電時のトルク変動全体で、コギングトルク成分に加えて電流波形の歪みや逆起電力の高調波も含む。EV用モーターの設計審査では両方を規定値以下に抑える必要があって、コギングはFEMで評価、トルクリプルはモータードライブのPWM制御と連成した解析まで行うことがある。