概 要
時間変動する電流を流し、歯車の発熱密度分布及び温度分布を求めます。 比透磁率は温度に依存する(強連成)場合と、依存しない(弱連成)場合について解析を行いました。
図１に解析対象を示します。
図１．概要図
解析モジュール ： PHOTO – EDDYjω & THERMO
本モジュールは発熱ファイルを介さず自動で解析することができます。
図２、図３に解析で使用したメッシュデータを示します。
図２．メッシュ図 全体
図３．メッシュ図 解析対象
解析条件
１．磁場解析(PHOTO-EDDYjω)
○電気・磁気特性
| 空気 | 比透磁率 |
1.0
|
電気伝導率 |
0.0[S/m]
|
|---|---|---|---|---|
| コイル | 比透磁率 |
1.0
|
電気伝導率 |
0.0[S/m]
|
| 金属 | 比透磁率 |
温度依存（下図）
|
電気伝導率 |
5.0×106[S/m]
|
図４．比透磁率の温度依存性
※１仮想的な物性値としています。
○入力条件
| 電流値 |
2000[A]
|
| 周波数 |
100[kHz]
|
2．熱伝導解析(PHOTO-THERMO)
○熱特性
空気、コイル
| 熱伝導率 |
0.0256[W/mK]
|
| 比熱 |
1000[J/kgK]
|
| 質量密度 |
1.161[kg/m3]
|
金属
| 熱伝導率 |
50[W/mK]
|
| 比熱 |
461[J/kgK]
|
| 質量密度 |
7800[kg/m3]
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○入力条件
| 発熱温度 |
磁場解析の結果を使用
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| 時刻ステップ |
5.0秒間(0.25秒ピッチ、20ステップ)
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解析結果
図５.磁束密度(a)実部[T]
図６.磁束密度(b)虚部[T]
図７．発熱密度分布(a) 温度依存性あり(強連成)[W/m3]
図８．発熱密度分布(b) 温度依存性なし(弱連成)[W/m3]※1
※１：最初に計算された発熱密度が最終ステップまで使用されます。
![発熱量[W]の時間変化](https://www.photon-cae.co.jp/analysis_img/yudo/img/3-3.jpg)
図９．発熱量[W]の時間変化
※１：1ステップ目のみ発熱を計算※２：温度による物性値の変化が生じたときに発熱を計算
各ステップで使用されている発熱量がプロットされています。毎ステップにおいて発熱が計算されているわけではありません。
図１０．温度分布(a) 温度依存性あり(強連成)[℃]
図１１．温度分布(b) 温度依存性なし(弱連成)[℃]