動磁場解析(渦電流) 誘導電動機の磁界解析

概 要

電磁誘導を利用した誘導機は家電・エスカレータ・電車などで利用されています。

誘導機では渦電流が流れますので、動磁場解析が必要です。

対象はかご形三相誘導電動機としました。

ロータの回転を考慮し、定常運転時のトルク波形を解析しています。

解析モデルは電気学会調査専門員会の誘導電動機のベンチマークモデル(Kモデル)を参考に致しました。

解析タイプ:2次元非線形過渡磁界解析

解析モジュール : PHOTO − EDDY


               図1−1.概要図


解析条件

メッシュ分割図を図2−1に示します。


             図2−1.メッシュ分割図

ロータを構成する節点には回転速度を設定することにより、回転を考慮します。

ロータの回転によって、生じるスライド面のメッシュは不連続となっていて、回転によって、要素が壊れることを防いでいます。 それに伴って、分離された状態となっているロータ側とステータ側の節点の関連付けが必要になります。 これに関しては、不連続面をスライドインターフェイスにて接合させることにより、解決されます。

電磁鋼板は50A1300相当のB-H曲線を用いています。ロータ・ステータ共通です。

電源周波数は50[Hz]、すべりは0.2としました。また、ロータバーにはエンドリングを考慮した等価導電率を使用しています。

対称性を考慮し、1/2モデルとしました。その際、回転周期境界条件を使用しています。

解析結果


        図3−1.磁束密度[T] コンター図 時刻100ミリ秒



       図3−2.渦電流密度[A/m^2] コンター図 時刻100ミリ秒


    
              図3−3.磁束線図


    
              図3−4.トルク波形


使用したソフトウェア