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ホーム / チュートリアル / MATLAB/Simulinkモータドライブ解析との連携 / 02.Femtetによるモータ特性テーブル作成

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02.Femtetによるモータ特性ファイル作成

ここではFemtetによるモータ特性ファイルの作成を行います。

以下の手順に従い、チュートリアルを開始してください。

 

解析モデル

下記手順にて、解析モデルを入手してください。

 

 

  1. 解析モデルは基本特性解析のモデルとおおむね同様ですが、モータ特性ファイルを作成するための設定がいくつか必要となります。
    本チュートリアルでは  磁場解析Luvens/例題1 の解析モデルを流用し、モータ特性ファイルを作成するための設定を行います。

    • Luvens/例題1のプロジェクトファイルを取得(右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。)

    • モータ特性ファイルを作成するための設定を実施したプロジェクトファイルも用意しています。
      プロジェクトファイルを取得(右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。)

 

 

  1. Luvens/例題1のプロジェクトファイル(luv_ex01_quot.femprj)を開いてください。
    プロジェクト内には複数の解析モデルがありますが、ここでは解析モデル名「電流印加」を使用します。

    • [解析モデル]については こちら を参照ください。

 

解析条件の設定

解析条件の設定から、[MATLAB/Simulink]タブ、および、[回転機]タブの設定を行います。

 

  1. [モデル]タブの、

    [解析条件]をクリックします。

    [解析条件の設定]ダイアログが表示されます。

 

 

  1. [MATLAB/Simulink]タブをクリックし、下記のように設定します。

    [MATLAB連携] → [モータ特性ファイル出力] にチェックを入れる

    [u軸に対するd軸の角度] → [機械角で指定] にチェックを入れ、テキストボックスに -15 を入力

    [外部回路条件] → [波形タイプ]  に [交流(cos波)] を指定

    [外部回路条件] → [相順]  に [U-W-V] を指定

    [モータ条件] → [モータタイプ] に [PMSM(永久磁石式同期モータ)] を指定

    [モータ条件] → [極数] に 4 を入力、[最大線電流(振幅)] に 20 を入力

    [解像度] → [d-q軸電流分割数] に 11 を入力

    • MATLAB/Simulinkタブは、磁場解析タブが下記の設定のとき有効となります。
      解析の種類 : [過渡解析(Luvens)]
      オプション(Luvens) : [外部回路連成]、[回転機]にチェッック

    • [d-q軸電流分割数] は3以上の奇数を入力しなければなりません。
      入力値が大きいほど電流計算ポイントが増えるため、計算時間が増大します。

    • [u軸に対するd軸の角度]、[外部回路条件]、[モータ条件]、[解像度] の
      詳細についてはこちらを参照してください。

 

  1. [回転機]タブをクリックします。

    [スライドメッシュの分割数] → [1ステップ当たりの回転量] を 3 に変更します。

    をクリックします。


    • [1ステップあたりの機械角]は任意の値でよいですが、小さくすると計算時間が増大します。

    • [過渡解析]タブをクリックすると、
      [1ステップあたりの機械角]が3[deg]に、[ステップ数]が20になっているはずです。
      これらの値は自動計算されますので入力は不要です。

    • ステップ数は以下の式で自動計算されます。
      [時間ステップ]が整数にならない場合はエラーとなり、計算が実行できません。

      [ステップ数] = 360/[極対数]/[1ステップあたりの機械角]/3

 

 

 

これで解析条件の設定ができました。

 

 

外部回路の設定

つづいて、外部回路の設定を行います。

変数を追加し、外部回路のパラメータとして設定します。

 

  1. Projectツリーで対象の解析モデル下のを右クリックし、[新規変数(N)] を選択します 。
    ダイアログが表示されるので、[変数名] と [内容]を入力します。
    ここでは変数 [Iamp], [Udeg] を追加します。

    • 変数名は Iamp, Udeg でなければなりません。
      別の変数名を使用した場合、正常な計算結果が得られません。
      (外部回路の設定でこれらの変数を使用します。)

    • 変数の内容は任意です。変数の値はFemtetにより自動計算されます。

    • 変数の追加に関する詳細はこちらを参照ください。

 

  1. Projectツリーで対象の解析モデル下の [外部回路] をダブルクリックします。
    回路図エディタが表示されます。

 

 

 

  1. 三相電流源をダブルクリックします。
    プロパティの設定ダイアログが表示されます。

 

 

 

  1. 三相電流源のプロパティを下記のように編集してください。

    [電流(振幅)]→ Iamp  を入力

    [U相の位相]  → Udeg  を入力

    • 外部回路に設定する変数名は Iamp, Udeg でなければなりません。
      別の変数名を使用した場合、正常な計算結果が得られません。

 

  1. をクリックし、三相電流源素子のプロパティダイアログを閉じてください。

 

 

  1. 回路図エディタを閉じてください。
    「回路図を保存しますか?」 というメッセ―ジが表示されるので、「はい」をクリックしてください。

 

これで外部回路の設定ができました。

 

 

 

出力ファイル名の設定

モータ特性ファイルはMATLAB形式のファイル(.mファイル)で出力されます。

ここでは出力ファイル名の設定を行います。

 

  1. プロジェクトツリーの [解析モデル名] を右クリックし、[名前の変更] を選択し、MotorTable と入力して下さい。

    • [解析モデル名] がモータ特性ファイルのファイル名として使用されます。

    • [解析モデル] については こちら を参照ください。

    • モータ特性ファイルのファイル名は任意ですが、MATLAB命名規則に従わなければなりません。
      詳細は こちらモータ特性ファイルの出力ファイル名の項を参照ください。

 

これで出力ファイル名の設定ができました。

 

 

 

 

モータ特性ファイル作成

MATLAB形式のモータ特性ファイルの作成を実行します。

 

  1. [モデル]タブ[解析実行] をクリックします。
    PCスペックによりますが、本チュートリアルの計算は30分程度で終了します。

    • 計算の進捗はFemtetの画面下部のパラメトリック解析の進捗状況よりできます。
      (右図では全体で121ケースの計算条件があり、そのうちの2ケース目が進捗中であることを示しています。)

    • 本解析条件にて作成したモータ特性ファイル(MotorTable.m )を用意しています、
      こちらより取得いただけます。
      (.EXEを実行すると、MotorTable.mが生成されます。)

 

 

 

  1. 計算が終了しますとメッセージが表示されます。
    (ここでは計算結果を開く必要はありません。)
    プロジェクトファイルと同じ位置の「プロジェクト名.Results」フォルダに
    MotorTable.m というファイルが保存されていることを確認してください。

 

    • Femtetが扱う各種ファイルの保存場所についてはこちらを参照ください。

 

 

Femtetでの作業はこれで終了です、プロジェクトファイルを保存してください。

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