時間領域の磁界および力を解析する過渡磁界解析
EMWORKS における過渡磁界解析(Transient Magnetic Analysis)
EMWORKS の過渡磁界解析は、スイッチング電流、運動、および非線形材料によって生じる時間依存磁界を解析します。CAD ベースのジオメトリ上で、磁束、渦電流、力および損失の時間的変化を高精度に捉えます。
任意波形励磁下におけるコイル、巻線、バスバーの時間領域磁界
可動子、ロータ、アーマチュア、プランジャ、磁石の運動
渦電流および過渡的な I²R 損失・鉄損
力・トルク解析および電気–熱・運動連成解析の基盤

EMWORKS 過渡磁界解析の主な特長
時間領域磁界解析: 任意の電流・電圧波形(ステップ、PWM、サージ、故障条件など)に対する過渡磁界を解析します。
運動および可動部の取り扱い: ロータ、可動子、アーマチュア、プランジャ、磁石の時間変化する位置を考慮した解析に対応します。
非線形磁性材料: 過渡励磁下におけるコア、ヨーク、その他強磁性部品の B-H 特性および磁気飽和を考慮します。
渦電流および損失: ソリッドおよび積層導体における過渡渦電流と、それに伴う I²R 損失および鉄損を算出します。
回路との連成: コイルおよび巻線を外部回路と連携させ、現実的な駆動条件およびスイッチング過渡現象を再現します。
力・トルクの時間/位置依存解析: アクチュエータ、リレー、コンタクタ、電動機における磁気力およびトルクの波形を算出します。
マルチフィジックス解析用データ出力: 時間依存の損失分布を熱解析や電気–機械連成解析の熱源として出力します。
過渡磁界解析の用途および対象デバイス
代表的な用途:
Electric motors and generators – 起動、整流、トルクリップル、コギングトルク、過渡力
Actuators, relays, contactors, solenoids – ステップ、PWM、故障電流下での力–時間/位置特性
Transformers and inductors – 突入電流、コア飽和、過渡磁束および損失
Power electronics – コンバータ、インバータ、チョッパ:スイッチング過渡、電流リップル、漏れインダクタンス影響
Wireless charging and pulsed inductive systems – 過渡結合、電力伝送、損失波形
Magnetic brakes, clutches, and dampers – 噛合時の時間依存トルクおよび発熱
Magnetic bearings and levitation – 動的剛性、安定性、外乱に対する過渡応答
Electromagnetic launchers and railguns – パルス事象中の力・電流・磁束の時間変化
EMWORKS 過渡磁界解析の結果
各解析(各時間ステップ)に対して、以下の結果を取得できます。
磁界 H、磁束密度 B、電流密度 J、渦電流分布、力密度
インダクタンス行列、磁束結合、インピーダンス
ジュール損失(I²R)、電流、電圧、力、トルク、蓄積磁気エネルギー
磁気–熱連成解析において:
温度、温度勾配、熱流束