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外場コイルを使用した穴あき導体の渦電流解析

概 要

PHOT-Seriesの特徴として、外場コイル/磁石が利用できます。
今回は、同じ解析対象について、有限要素法(FEM)によるコイルと外場コイルを使用した場合の解析結果をご紹介します。
解析対象として、穴あき導体の上にコイルを配置した、Team Workshop Problem7を採用しました。この問題は検証用として広く使用されています。

図1−1に概要図を示します。

この問題には測定値がありますので、FEM、外場コイル及び測定値の3条件で比較します。
また外場コイルを使用しますとコイルの移動させた解析が容易に行えます。上記の解析ケースに加えて、この問題を応用し、コイルを移動させた解析も実施しました。

             図1−1.概要図

使用ソフトウェア:PHOTO-EDDYjω

解析条件

図2−1にメッシュ図を示します。これは外場コイルを使用したときのメッシュ分割図です。

        図2−1.メッシュ図 導体のみ(外場コイル用)

周波数:200[Hz]
電流値:2742[AT]
導体の電気伝導率:3.526×107[S/m]

解析結果

        図3−1.磁束密度[T] 絶対値 外場使用

        図3−2.磁束密度[T] 絶対値 FEM

        図3−3.渦電流密度[A/m2] 絶対値 外場使用

         図3−4.渦電流密度[A/m2] 絶対値 FEM

次に図3−5にて定義される計算点の磁束密度のグラフを図3−6に示します。

            図3−5.計算点

  

           図3−6.磁束密度Z成分のグラフ(比較)

外場とFEMの結果は、グラフが重なっています。測定値との比較も良好です。

次に、コイルを移動させた場合の解析結果をアニメーションで示します。

         図3−7.磁束密度(絶対値) アニメーション

         図3−8.渦電流密度(絶対値)アニメーション

外場機能のご紹介

外場機能は、以下のコラム([技術情報]-[光台通信])でご紹介しています。
 その4. 外場機能について−1−
 その5. 外場機能について−2−
 その6. 外場機能について−3−
 その7. 外場機能について−4−
 その8. 外場機能について−5−
 その13. 外場機能について−6−