磁気回路 — CAE用語解説
磁気回路
先生、磁気回路ってモーターの設計で使うんですよね。電気回路と似てるんですか?
定義
定義を教えてください。
磁気回路は、磁束の通り道を電気回路のアナロジーで扱う手法だ。起磁力(NI)が電圧、磁束Φが電流、磁気抵抗Rmが電気抵抗に対応する。Φ=NI/Rmというオームの法則の磁気版で磁束が計算できるんだよ。
FEMを使わなくても磁束が計算できるんですか?
簡単な形状ならね。E型コアのトランスやC型電磁石なら磁気回路で十分な精度が出る。鉄心の透磁率が一定なら手計算でOK。ただし漏れ磁束やフリンジング効果を正確に扱いたいならFEMが必要だよ。
電磁気解析における役割
モーター設計ではどう使いますか?
初期設計段階で磁気回路モデルを使って主要寸法(磁石厚、エアギャップ長、ティース幅)を概算する。FEMは計算に時間がかかるから、最初は磁気回路で100案スクリーニングして、有望な数案だけFEMで詳細評価する2段階アプローチが効率的だよ。
磁気飽和がある場合はどうするんですか?
BH曲線を使って磁気抵抗を非線形にすればOKだけど、収束計算が必要になって手計算の簡便さが薄れる。飽和の影響が大きい場合は素直にFEMを使った方がいいね。磁気回路は「見通しの良い概算」が本領だ。
関連用語
関連する用語を教えてください。
磁気回路で概算→FEMで詳細、この2段階がポイントですね。
Excelで磁気回路の計算シートを作っておくと初期設計がすごく速くなるよ。
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