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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

使用ソフトウェア:PHOTO-EDDY

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/m2] 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