非線形磁場解析 — CAE用語解説

非線形磁場解析は、鉄心のBH曲線（磁気飽和特性）を考慮した電磁場解析だ。透磁率μが磁束密度Bに依存するから、構造解析の弾塑性と同じようにNewton-Raphson反復法で解く必要がある。モーターやトランスの精度ある解析には不可欠だよ。

線形ではμ=一定として1回で解ける。非線形ではBH曲線に従ってμが変化するから反復が必要。モーターの最大トルク条件では鉄心が深く飽和するから、線形と非線形でトルク値が20〜30%異なることもあるよ。

電磁鋼板メーカー（JFE、新日鉄住金）のカタログやJMAG/Maxwellの材料ライブラリ。実測データを使うのが理想で、エプスタイン試験や単板試験（SST）で取得する。BH曲線の高磁場側のデータがないと飽和域の解析精度が落ちるから注意だよ。

BH曲線の折れ曲がりが急な場合やヒステリシスを含む場合は収束が悪くなることがある。リラクゼーション係数を調整したり、ステップを細かくしたりして対処する。構造の非線形解析と同じ発想だね。

• B-H曲線
• 磁気飽和
• Newton-Raphson法

E型コアにコイルを巻いたモデルで電流を増やしてBの飽和を観察するのが入門の定番だよ。