アモルファス金属の磁気特性測定洋標準試験器の試作

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01850090
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 中田 高義 岡山大学, 工学部, 教授 (50032925)
• 研究分担者: 藤原 耕二 岡山大学, 工学部, 助手 (20190093) ; 高橋 則雄 岡山大学, 工学部, 助教授 (40108121)
• キーワード: アモルファス / 単板磁気試験器 / 三次元磁界解析 / 有限要素法 / オ-バ-ハング / うず電流

研究概要

磁性材料の磁気特性測定用単板磁気試験器を解析するための新しい三次元数値解析法を開発し、それを用いて、試験器の最適構造及び寸法を検討するとともに、実験的検討も行い、数値解析法等の妥当性を明らかにした。本研究の成果を要約すれば、以下のようになる。
1.磁束が与えられた三次元有限要素法の開発
励磁巻線中の電流しか与えることのできなかった通常の有限要素法を改良し、Bコイルに鎖交する磁束の時間的変化を境界条件として与えて。単板磁気試験器内の三次元磁界の分布を求める手法を開発した。本手法の開発により、実際の励磁条件を考慮した解析が可能になった。
2.数値シミュレ-ションによる最適構造の決定
磁界の強さや鉄損等を測定する場合の誤差要因である試料中のうず電流分布を、数値シミュレ-ションによって解析することにより、ダブルヨ-ク型試験器が、試料のオ-バ-ハングの影響をほとんど受けないことを明らかにした。また、シングルヨ-ク型試験器を用いた場合の誤差とオ-バ-ハングの長さ及びヨ-ク間の距離の関係を定量的に検討した結果、シングルヨ-ク型の場合でも、Bコイル及びHコイルの長さを調節すれば、ダブルヨ-ク型と同様に精度良い測定が可能であることを示した。さらに、巻線の寸法及び素線径と励磁電圧波形のひずみ率の関係を検討し、波形ひずみが最も少ない。最適な巻線の寸法及び素線径が存在することを明らかにした。
3.実験的検討
数値シミュレ-ションによって得られた最適構造及び寸法の、アモルファス金属用単板磁気試験器を制作して、磁束分布及びうず電流分布を測定し、解析結果と比較した。その結果、今回開発した数値解析法及びそれを用いた最適構造及び寸法の検討が妥当であることが確認できた。

研究成果

• [文献書誌] 中田高義,藤原耕二,中野正典,加宅田忠: "単板磁気試験器のヨ-ク構造による測定値の変化" 日本応用磁気学会誌. 13. 371-374 (1989)
• [文献書誌] 中田高義,中野正典,藤原耕二,岡田正也: "アモルファス用単板磁気試験器の最適構造の検討" 第13回日本応用磁気学会学術講演概要集. 92 (1989)
• [文献書誌] 中田高義,藤原耕二,中野正典,加宅田忠: "Effects of Construction of Yokes on the Accuracy of a Single Sheet Tester" Proceedings of Softmag 9 Conference. 3.26 (1989)
• [文献書誌] 中田高義,中野正典,岡田正也: "Studies on the Measurement of Magnetic Properties of Amorphous Materials Using Single Sheet Tester" Proceedings of Softmag 9 Conference. 2.24 (1989)
• [文献書誌] 中田高義,加宅田忠,中野正典,小林宏和,藤原耕二: "横型単板磁気試験器の問題点の検討" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 356 (1990)
• [文献書誌] 中田高義,中野正典,岡田正也: "アモルファス金属用単板磁気試験器の鉄損に及ぼす諸因子の検討" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 1612 (1990)