トルクリップル — CAE用語解説

トルクリップルは、モータの出力トルクに含まれる脈動成分のことだ。理想的には一定のトルクが出るはずだけど、実際にはロータの回転に伴ってトルクが波打つ。原因は大きく2つあって、1つはコギングトルク（スロットと磁極の磁気的相互作用）、もう1つは電流波形の高調波成分だ。

振動と騒音の直接的な原因になる。EVだと車内のブーンという唸り音として乗員に聞こえてしまう。精密位置決め装置（ロボットアームなど）では位置精度の悪化にもつながる。一般的にはトルクリップル率5%以下を目標にすることが多いよ。

2D FEMでロータを細かいステップ（電気角0.5〜1度刻み）で回転させながら過渡解析を行い、トルクの時間波形を取得する。基本はMaxwell方程式の過渡解だ。

代表的な対策は3つある。1つ目はロータやステータのスキュー（磁石やスロットを軸方向に傾ける）。2つ目はスロットと極数の組み合わせ最適化（分数スロット巻など）。3つ目は磁石の形状やスロット開口部の最適化だ。電磁解析でパラメトリックスタディを回して最適な組み合わせを見つけるのが現代のモータ設計だよ。

その理解で正しい。まずは無通電でコギングトルクを評価して、次に定格電流での通電時トルクリップルを見る。FFTで次数分析すれば、どの次数成分が支配的かわかるから、対策の方針が立てやすくなるよ。