
CAEソフト【 Femtet 】-ムラタソフトウェア株式会社
コアレス形リニアモータの通電時の推進力解析例を示します。
指定した速度で定速で進行させたときの推進力を解析します。
推進力、磁束密度分布などを計算します。
外部回路連成解析機能を利用します。
表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
項目 |
条件 |
解析空間 |
3次元 |
単位 |
mm |
ソルバ |
磁場解析[Luvens] |
解析の種類 |
過渡解析 |
解析オプション |
外部回路連成をチェック 並進機をチェック |
並進機タブの設定を以下のように行っています。
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
並進機 |
並進移動 |
移動速度:1.32[m/s] |
スライドメッシュの分割数 |
進行方向メッシュ分割サイズ:1.5[mm] 1ステップ当たりの進行量:1[メッシュ] スライドメッシュ層数:3 |
外部回路図は以下の通りです。
60[Hz]、10[A]の三相交流電流を印加しています。
メッシュタブを以下のように設定しています。
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
メッシュ |
メッシュ設定 |
標準メッシュサイズを自動的に決定する:OFF 標準メッシュサイズ:1.5[mm] |
空気領域自動作成 |
空気領域を自動作成するにチェック 空気領域のスケール:2.0 |
過渡解析タブを以下のように設定しています。
ステップ数が10で、進行方向メッシュ分割サイズが1.5[mm]、1ステップ当たりの進行量が1[メッシュ]ですので、10*1.5*1=15[mm]までムーバを進行させる解析となります。
本モデルは電源が電流指定であるため、コイル電流は最初から定常状態となり、トルクも同様です。
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
|||||
過渡解析 |
時間ステップ |
自動 |
|||||
表 |
|
中央にムーバである3相のコイル、その両サイドにステータである磁石とヨークを配置した構成となっています。
側面図
片側のみ表示
ボディ属性名 |
材料名 |
MagN |
000_ネオジム磁石※ |
MagS |
000_ネオジム磁石※ |
yoke |
Yoke |
U1 |
008_銅(Cu)※ |
V1 |
008_銅(Cu)※ |
W1 |
008_銅(Cu)※ |
※材料データベースを利用
ボディ属性は以下のように設定しています。
ボディ属性名 |
タブ |
設定 |
MagN |
方向 |
ベクトル:X=0, Y=0, Z=1 |
ステータ/ロータ/空気 |
ステータ |
|
MagS |
方向 |
ベクトル:X=0, Y=0, Z=-1 |
ステータ/ロータ/空気 |
ステータ |
|
Yoke |
ステータ/ロータ/空気 |
ステータ |
U1 |
電流 |
波形:外部回路連成 回路上のコイル名:FEM_Coil_1 巻数:20[Turn] 方向:ループコイル/磁場方向指定 磁場方向ベクトル:0,0,1 |
ステータ/ロータ/空気 |
ムーバ |
|
V1 |
電流 |
波形:外部回路連成 回路上のコイル名:FEM_Coil_2 巻数:20[Turn] 方向:ループコイル/磁場方向指定 磁場方向ベクトル:0,0,1 |
ステータ/ロータ/空気 |
ムーバ |
|
W1 |
電流 |
波形:外部回路連成 回路上のコイル名:FEM_Coil_3 巻数:20[Turn] 方向:ループコイル/磁場方向指定 磁場方向ベクトル:0,0,1 |
ステータ/ロータ/空気 |
ムーバ |
材料定数は以下のように設定しています。
材料名 |
タブ |
定数 |
Yoke |
透磁率 |
材料タイプ:軟磁性材料 |
磁石 |
比透磁率: 3000 |
境界条件はありません。
15mm進行した時(ステップ10)の磁束密度分布を示します。
時刻-推進力特性を示します。結果テーブルの「電磁力[N]」の「mover/x成分」に出力されます。
11[N]程度の推進力が得られているのが分かります。
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