鉄損 — CAE用語解説
鉄損
先生、鉄損ってモーターの効率に大きく影響するって聞きましたけど、具体的にどういうものですか?
定義
鉄損の定義を教えてください。
鉄損は、鉄心(電磁鋼板)の中で磁束が変化するときに発生するエネルギー損失だ。大きく分けてヒステリシス損と渦電流損の2種類がある。ヒステリシス損は周波数に比例、渦電流損は周波数の2乗に比例するのが基本的な特徴だよ。
周波数の2乗って、高速回転だとすごく大きくなりませんか?
その通り。EVモーターは最大回転数が10,000rpm以上になることもあるから、高回転域での鉄損低減が大きな課題だ。薄い電磁鋼板(0.2mm以下)を使ったり、6.5%ケイ素鋼を使ったりして渦電流損を減らす努力をしてるんだ。
電磁気解析における役割
CAEで鉄損をどう計算するんですか?
FEMで磁束密度の時間波形を求めて、材料メーカーが提供する損失データ(BHカーブとW/kgの関係)を使って各要素の損失を積算する。Steinmetzの式やBertottiの3項式モデルが代表的な計算手法だよ。
打ち抜き加工の影響もあるって聞きました。
いい点を突くね。電磁鋼板を金型で打ち抜くと、切断端面付近の結晶が塑性変形して鉄損が増える。これを考慮しないとCAE予測が実測より甘くなる。最近のツールではこの加工劣化の影響を要素ごとに補正する機能が出てきてるよ。
関連用語
関連する用語を教えてください。
打ち抜き加工の影響まで考えるなんて、実務は奥が深いですね。
モーターの効率1%の差が航続距離に直結するから、EVの時代は鉄損解析の重要性がますます高まってるよ。
CAE用語の正確な理解は、チーム内のコミュニケーションの基盤です。 — Project NovaSolverは実務者の学習支援も視野に入れています。
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