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ヒステリシスを考慮した円柱磁石の着磁解析「硬磁性」

概 要

ヒステリシス解析機能を使用し、高い保磁力を有する磁石の着磁解析を行いました。
円柱状の磁石をコイルで着磁します。電流は0[A]から増加させ、最大値に到達したら、0[A]に戻します。その時の空間の磁場を解析しました。
解析タイプ:3次元非線形磁界解析(形状の対称性より1/4モデルとしました)

保磁力の小さい軟磁性体にヒステリシス解析を適用した事例はこちらをご覧ください。
 >>ヒステリシスを考慮した磁界シミュレーション

 

図1−1に解析モデルの概要図を示します。

              図1−1.概要図

ヒステリシス解析機能はヒステリシスループを表現する方法として、
  1.メジャーループを使用する方法
  2.双曲線関数近似
から選択できます。

本事例では「2.双曲線関数近似」を使用しました。

双曲線関数近似は、保磁力、残留磁化及び飽和磁化が入力値となり、これらの数値と双曲線関数でヒステリシスループを決定します。ちなみに、「1.メジャーループを使用する方法」は実際の測定値からヒステリシスループを再現させたいときに有効です。

使用ソフトウェア:PHOTO-MAG

解析条件

           図2−1.メッシュ分割図(全体)

       図2−2.メッシュ分割図(解析対象:空気は非表示)

 

           表2−1.ヒステリシス特性

   

              ●電流値:8000[AT] 

               図2−3.電流波形

解析結果

電流が0となった最終ステップの磁石内の磁束密度分布を示します。

          図3−1.磁束密度[T] コンター図

          図3−2.磁束密度[T] ベクトル図

電流が0となった最終ステップの磁石内の磁化分布を示します。

           図3−3.磁化[A/m] コンター図

           図3−4.磁化[A/m] ベクトル図

電流が0となった最終ステップの空間の磁束密度分布を示します。

          図3−5.磁束密度[T] コンター図

          図3−6.磁束密度[T] ベクトル図

原点付近の要素に着目し、図3―8、図3―9にヒステリシスループの解析結果を示します。双曲線関数で近似されたメジャーループと解析結果を重ねてグラフ化しています。

               図3−7.メッシュ図

          図3−8.磁場の強さHと磁束密度B

          図3−9.磁場の強さHと磁化M