トルク — CAE用語解説

電磁気の文脈でのトルクは、回転電気機械のロータを回す力のモーメントだ。IPMモータの場合、マグネットトルクとリラクタンストルクの2成分があって、式で書くと T = p(ψ_m * i_q + (L_d - L_q) * i_d * i_q) になる。pは極対数、ψ_mは永久磁石の鎖交磁束だよ。

SPMモータ（表面磁石型）ではマグネットトルクが支配的で、IPMモータ（埋込磁石型）ではリラクタンストルクも大きな割合を占める。EVモータではリラクタンストルクをうまく活用して高速域でのトルクを確保する設計が主流になっているよ。

代表的な方法は「Maxwell応力テンソル法」と「仮想仕事法」の2つだ。Maxwell応力テンソル法ではエアギャップ中の磁場分布からトルクを直接計算する。仮想仕事法はロータを微小角度回転させたときのエネルギー変化からトルクを求める。ベースになるのはこのMaxwell方程式だ。

Maxwell応力テンソル法はメッシュ品質、特にエアギャップ部のメッシュに敏感だから、積分パスの取り方で結果がばらつくことがある。仮想仕事法のほうがメッシュ依存性が小さくて安定しやすい。商用ソフトではどちらも出力できるから、両方の値が一致しているか確認するのがベストだよ。

もちろん。ロータを1ステップずつ回転させながらトルクを記録すれば、コギングトルクの波形が得られる。電気角1周期分を細かいステップ（1度以下推奨）で計算して、その脈動成分を評価するんだ。まずは2Dモデルでトルク-回転角特性を出すところから始めてみよう。