|
ホーム / 例題集 / 磁場解析[Gauss、静解析/調和解析] / 例題３５ ステッピングモータのコギングトルク
例題３５ ステッピングモータのコギングトルク
本例題について
-
ステッピングモータに発生するコギングトルクの解析例を示します。
-
モータ回転解析機能を使用して、ロータの回転角度とトルクの関係を算出します。
モータ回転解析機能についての詳細は「モータ回転解析」を参照してください。
-
静解析の計算ですので、誘導電流などの過渡現象（動磁場）は考慮されません。
また、外部回路との連成解析はできません。
過渡現象を考慮したい場合、外部回路との連成解析を行いたい場合は、過渡解析(Luvens)をご利用ください。
-
トルクカーブ、磁束密度ベクトルなどを解析結果として見ることができます。
-
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。
-
Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
解析モデルダウンロード
-
プロジェクトファイルをダウンロード（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。）
解析空間
|
項目 |
条件 |
|
解析空間 |
3次元 |
|
モデル単位 |
mm |
解析条件
|
項目 |
条件 |
|
磁場解析[Gauss] |
|
|
解析の種類 |
静解析 |
|
解析オプション |
トルクの計算を行うをチェック |
トルク計算タブの設定を以下のように行っています。
トルク計算の中心軸を磁石（Mag）の中心に設定しています。
|
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
|
トルク計算 |
軸上の座標 |
X=0, Y=0, Z=0 |
|
軸のベクトル |
X=0, Y=0, Z=-1 |
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：3[mm] |
モデル図
空気中に鉄のStatorを配置し、その内周部にコイルのボディ（Coil)を配置しています。
中央に磁石（Rotor)を配置し、その中心をモータの回転軸としています。
Coilには電流を流していない状態です。
ボディ属性および材料の設定
|
ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
|
19/Solid |
Rotor |
Mag |
|
12/Solid |
Shaft |
SM |
|
14/Solid |
Stator |
SM |
|
25/Solid |
Coil |
008_銅Cu※ |
|
26/Solid |
Coil |
008_銅Cu※ |
|
27/Solid |
Coil |
008_銅Cu※ |
|
28/Solid |
Coil |
008_銅Cu※ |
※材料データベースを利用
磁石を構成するボディ属性（Rotor)の磁化の方向を以下のように設定しています。
|
ボディ属性名 |
タブ |
設定 |
|
Rotor |
方向 |
ベクトル：X=0, Y=-1, Z=0 |
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 |
|
SM |
透磁率 |
比透磁率： 3000 |
|
Mag |
透磁率 |
材料タイプ：永久磁石 |
|
磁石 |
磁化の強さ： 1 |
境界条件
設定なし
モータ回転解析条件
|
タブ |
項目 |
設定 |
|
回転設定 |
回転させるボディ |
Rotor Shaft |
|
回転角度 |
スタート角：0 ストップ角：360 ステップ角：30 |
-
変数値条件タブで変数値を回転角度毎に変更することができますので
コイルに電流を流し、その電流を回転角度毎に変えることも可能です。
解析結果
本例題で解析を実行するには、[モデル]タブ
の
[解析実行] 
下▼をクリックし、[モータ回転解析] 
をクリックします。
表示されたダイアログで[計算開始]ボタンをクリックすることで解析が始まります。
解析結果はCSVで以下のように出力されます。
横軸：回転角度、縦軸：トルクのグラフを描くと以下のようになります。
