巻線 — CAE用語解説

そうだ。銅線を複数回巻いて磁界を発生させるコイル（巻線）は、電磁機器の核心部品だ。CAEでは電磁界解析で巻線が作る磁束密度分布や、通電中に発生するジュール熱（銅損）を計算する。巻線のターン数と配線パターンが磁界の強さとインダクタンスを決める。

コイルの詳細な巻き線構造を全て3Dメッシュで表現すると要素数が膨大になる。実務では均一電流密度を持つ中実の導体として等価モデル化することが多い。StratedCondutorモデルやFoil Windingモデルなど、ツールごとに巻線の等価化手法が用意されている。

銅損はP = I² * R という形で電流の二乗と巻線抵抗の積だ。モータの電気損失のうち巻線の抵抗発熱で消える分で、効率に直接影響する。ただし高周波では表皮効果と近接効果によって有効抵抗が増大する（AC銅損）。電磁界解析でこれを正確に計算するには渦電流解析が必要になる。

周波数が高いと導体中の電流分布が不均一になり、断面の解像が必要になるから格子が細かくなる。ハーモニック（正弦波）解析か過渡解析かによってアプローチが変わる。実務では周波数領域の複素解析で交流損失を推算して、それを熱解析にインプットする流れが多い。

そうだ。コイルが作る鎖交磁束をFEMで計算してL = Ψ / I の関係からインダクタンスを求める。モータのd軸・q軸インダクタンスを計算することで制御系設計のパラメータを提供する。電磁解析と制御シミュレーションが1Dと3Dで連携するのがモータ開発の現代的なフローだ。