概 要
IPMモータはロータに磁石を埋め込んだ構造しており、マグネットトルクの他にリラクタンストルクも利用できるため、高効率なモータとして、広く使われています。
今回、無負荷状態における誘起電圧、負荷状態のトルク波形を解析致しましたので、ご紹介致します。電気学会調査専門委員会IPMモータのベンチマークモデル(D1)を参考に致しました。本ベンチマークモデルでは集中巻のステータが採用されています。
解析タイプ：２次元非線形磁界解析
図１−１にIPMモータの概要図を示します。
図１−１．概要図
使用ソフトウェア：PHOTO-MAG
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
磁石は磁化ベクトルで入力し、コイルの電流は電流密度で入力しました。
電流密度には３相交流の波形の時刻点列が設定されています。
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35A300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。
解析結果
図３−１．磁束密度[T] コンター図 (負荷時)
図３−２．磁束線図 アニメーション(負荷時)
図３−３．トルク波形 (負荷時)
図３−４．無負荷時のU-V相間 誘起電圧[V]