リラクタンストルク — CAE用語解説
リラクタンストルク
モーターの磁気抵抗によるトルク
モーターのトルクって磁石によるものだけじゃないんですか?
マグネットトルク(永久磁石と電流の相互作用)の他に、リラクタンストルクという成分があるよ。リラクタンス(磁気抵抗)は磁路の形状によって変わり、磁束が通りやすい方向に引き寄せられる力がトルクになる。突極性のある鉄心形状を利用することでこのトルクを生み出せる。
EVのモーターではリラクタンストルクが大事なんですか?
IPM(Interior Permanent Magnet)モーターではリラクタンストルクを積極的に活用して高効率化を図っている。テスラや日産リーフのモーターがIPMを採用していて、マグネットトルクとリラクタンストルクのベクトル和を最大化する電流位相制御(MTPA制御)が重要な設計ポイントだ。
FEMによる磁束・トルク計算
リラクタンストルクをシミュレーションで計算するにはどうするんですか?
2D/3D電磁界FEMでロータの突極性による磁束分布を計算して、Maxwell応力テンソルまたは仮想変位法でトルクを求める。JMAGやANSYS Maxwellではd軸・q軸のインダクタンス(Ld, Lq)をFEMで計算して、T = (p/2)[ψ_m・Iq + (Ld-Lq)・Id・Iq]の式でトルク寄与を分析する。
リラクタンスモーター(SRM)とIPMモーターは違うんですか?
SRM(Switched Reluctance Motor)は永久磁石を全く使わないでリラクタンストルクだけで動くモーターだ。構造がシンプルで磁石材料のネオジムが不要だけど、トルクリップルが大きい欠点がある。IPMは永久磁石とリラクタンスの両方を使うハイブリッドで、EV用高性能モーターの主流だよ。
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