磁場 — CAE用語解説

磁界H[A/m]は、電流や磁石が作り出す磁気的な力の場だ。磁束密度B[T]とはB=μHの関係がある。μは透磁率で、真空中ではμ₀=4π×10⁻⁷ H/m。鉄のような強磁性体ではμが数千倍になるから、磁束を集中させる効果があるんだよ。

ざっくり言うと、Hは「磁場を作る原因」でBは「結果として生じる磁束の密度」。鉄心の中では同じHでもBが真空の数千倍になる。モーターの磁気回路ではBが飽和値（鉄で約2T）を超えないように設計するのが基本だよ。

FEMではまずベクトルポテンシャルAを解いて、B=∇×Aで磁束密度を求める。HはBから材料のBH曲線を使って逆算する。ポスト処理ではBのコンター図で磁束の集中箇所を確認し、飽和しているか判断するのが一般的だよ。

Bのベクトル図で磁束の流れを見る、Bの大きさのコンター図で飽和箇所を特定する。モーターの場合、ティースやブリッジ部の飽和がトルク特性に直結するから、Bの最大値が材料の飽和値2T付近かどうかが設計のクリティカルポイントだね。

永久磁石の残留磁束密度Brも重要なパラメータ。ネオジム磁石でBr≈1.2T。この数字は覚えておこう。