| 研究概要 |
磁界解析により電気機器の鉄損を精度良く算定するための,磁性体のヒステリシス特性と渦電流を考慮した三次元非線形解析法を確立することを目的とし,三次元時間周期有限要素法,ヒステリシス曲線のモデリング手法の開発を行った.さらに,モデル鉄心中の磁束分布等の解析及び実験を行った.本研究の成果を要約すれば,以下のようになる.
1. 三次元時間周期有限要素法の開発
磁気特性に非線形性を有する場合でも定常現象を直接求めることができる時間周期有限要素法を,辺要素を用いた三次元有限要素法に導入し,磁気特性の非線形性および渦電流を考慮した機器中の三次元定常磁界の解析を実用的な計算時間で行えるソフトウェアの開発を行った.
2. ヒステリシス曲線のモデリング手法の開発
磁束密度を与えて,直接磁界の強さが算出可能なように,逆分布関数を用いた改良プライザッハモデルを新たに考案した.これにより,磁気特性のヒステリシス特性を考慮した磁界解析を実用的な計算時間で行えるようになった.
3. ヒステリシス曲線の実測
磁界解析には直流でのヒステリシス曲線が必要であるので,Hコイルを用いた単板磁気試験器において,Hコイルの出力をディジタル積分することにより,0.01Hzの超低周波励磁条件下での磁気特性測定を可能にした.
4. 鉄心の磁束,鉄損の解析及び実験
モデル鉄心中の磁束分布の解析を行うとともに,求まったBとHより描いたヒステリシスの面積より,ヒステリシス損と渦電流損の両者の和を求める手法を検討した.磁束,損失の解析結果を実測結果と比較し,誤差の原因の検討を行った.
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