動磁場解析(渦電流) 渦電流に働くローレンツ力[電磁力解析]

概 要

磁場中の電流にはローレンツ力が働きます。また渦電流にも働きます。

本ページでは渦電流に働く電磁力(ローレンツ力)の解析事例をご紹介致します。

図1−1に概要図を示します。


               図1−1.概要図


金属板の上にコイルを配置し、図1−2に示すような波形の電流を流したとき、金属板には渦電流が流れます。


           図1−2.電流波形


電流波形は台形波としていますので、過渡解析が必要になります。また、形状の対称性から、1/4モデルとしました。

例として、赤矢印の時刻に着目し、解析結果をご紹介致します。

使用ソフトウェア:PHOTO-EDDY

解析結果


           図2−1.磁束密度[T] コンター図


表皮効果により、表面に磁束密度が集中していることが確認できます。



           図2−2.磁束密度[T] ベクトル図



         図2−3.渦電流密度[A/m^2] コンター図


磁束密度と同様に、表皮効果により、表面に渦電流が集中していることが確認できます。



         図2−4.渦電流密度[A/m^2]ベクトル図



         図2−5.ローレンツ力[T] コンター図



         図2−6.ローレンツ力[T] ベクトル図



         図2−7.ローレンツ力を出力する要素


図2−8〜図2−10に1つの要素に着目し、ローレンツ力の時間変化のグラフを示します。

1.5[μsec]で入力電流は0となりますが、ローレンツ力が1.5[μsec]以降にも生じていることが確認できます。



         図2−8.ローレンツ力 x成分の時間変化



         図2−9.ローレンツ力 y成分の時間変化



         図2−10.ローレンツ力 z成分の時間変化


関連するページ

こちらも電磁力解析の事例です。測定値とシミュレーション結果を比較しています。
  • ->プランジャモデルにおける電磁力の計算
  • 使用したソフトウェア