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演習 N7:DC電気モーター・エアギャップ中の磁界シミュレーション

モデル lab7.ziplab7exp.zip を参照してください。

問題

強磁性を含むDC電気モーターの磁力線を表示してください。2つの式に関するポール消費係数を計算してください。第1の式では、コイルは電流分布によって定義され、スチールの透磁率は有限とします。第2の式では、スチールは無限透磁性と仮定され、コイルは電流層によってモデル化されます。

問題のタイプ

線形平面静磁場問題

幾何学形状

空気領域はコンター abcdefg によって定義されます。それぞれの寸法: ab = 2 mm, ag = 32o, cd = 68 mm, bc = 45o, de = 30o, ef = 55 mm
モータの他の部分の条件は、境界条件によってモデル化されます。

 

条件

回転子と固定子のスチールの相対透磁率 m = 1000
空気の相対透磁率 m = 1
コイルの電流密度 j = 1000000 A/m2
モータの電力 45 kW

モデルの単純化(研究ユニット)

コイルは電流層 ef で定義し、スチールの透磁率は無限と仮定されます。問題のフィールドは、適切な形状の電気シート(abcdefg)として定義し、磁界を表示するには、伝導シート中の等電位ラインを推定します。シート中の場 U および空気の場 H の図が同じように見えることで、その定義の適正が確認できます。電流は、ライン ef に流れ、ライン ab から流出します。等電位ラインはディジタル電圧計によって測定されます。

境界条件

モータのモデル:Od ラインにおいて対称のため Ht = 0、Oa ラインでは、A=0 です。
単純化されたモデル(研究ユニット):スチール表面(defga と bc のライン)と Od 軸対称ラインでは、Ht = 0、Oa ラインでは、A=0 です。

ポール損失係数 - ポールの損失フラックスと出力フラックス(回転子に流出)の関係

Model type

Dissipative flux, mWb Effective flux, mWb Full flux, mWb Coefficient of pole dissipation Model
Real motor 1.11 51.82 52.93 1.021 lab7.zip
Simplified model
(laboratory unit)
3.39 75.48 78.87 1.043 lab7exp.zip