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朝倉電気電子工学大系 3 磁気工学の有限要素法
高橋 則雄(著)
内容紹介
モータなど電磁機器の設計・開発に不可欠の磁界解析法を,磁気工学の知見も導入しつつ体系的に解説。〔内容〕基礎方程式/2次元静磁界/3次元静磁界/渦電流・永久磁石・非線形問題/境界条件/磁性材料の磁気特性モデリング/応用/他
編集部から
目次
1基礎方程式の導出および解析的手法
1.1解析する場・問題の選択
1.2基礎方程式の導出
1.2.1静磁界の式
1.2.2時間依存場の式
1.2.3ポテンシャルを未知数として磁界解析を行う理由
1.3磁気回路の等価回路を用いる方法
1.3.1磁気回路法
1.3.2リラクタンスネットワーク解析法
1.4解析的手法
1.4.1ビオ・サバール法
1.4.2磁気モーメント法
[コラム1]真空の透磁率mが4p×10-[7H/m]である理由
[コラム2]並列磁気回路では磁束波形がひずむ理由
2二次元静磁界解析法
2.1変分原理とガラーキン法
2.1.1変分原理を用いる方法
2.1.2ガラーキン法
2.2二次元静磁界解析法
2.3手計算で解いてみよう(一次三角形要素を用いた例題)
3三次元静磁界解析法
3.1一次四面体要素
3.1.1一次四面体節点要素
3.1.2一次四面体辺要素
3.2辺要素を用いた静磁界解析法
3.3手計算で解いてみよう(四面体辺要素を用いた例題)
3.4大次元行列の解法
3.4.1対称大次元行列の解法
3.4.2非対称大次元行列の解法
4渦電流,永久磁石,非線形問題の解析法
4.1渦電流問題の解析法
4.1.1概要と定式化の要点
4.1.2渦電流解析におけるgradfの物理的意味
4.1.3高速に定常周期解を得る方法
4.1.4積層鋼板の取り扱い方
4.1.5導電率の異方性
4.1.6表面インピーダンス法
4.1.7一次元有限要素法による渦電流解析法
4.2永久磁石を含む磁界の解析法
4.2.1永久磁石の取り扱い
4.2.2着磁器の解析法
4.3非線形問題の解析法
4.3.1非線形解析の考え方
4.3.2各種反復計算法
[コラム]表皮深さの例
5境界条件
5.1完全導体での境界条件
5.1.1電気壁条件
5.1.2磁気壁条件
5.2固定境界条件
5.2.1ベクトルポテンシャルと磁束量の関係
5.2.2ベクトルポテンシャルの不定性をなくすための固定境界条件
5.2.3対称条件より与えられる固定境界
5.2.4B=0となる境界
5.3自然境界条件
5.4周期境界条件
5.5無限領域の取り扱い
5.5.1外部有限要素を用いる方法(Ballooning)
5.5.2半無限要素を用いる方法
6磁性材料の磁気特性のモデリングと解析法
6.1磁性材料の磁気特性
6.1.1各種磁性材料
6.1.2磁性材料の基礎理論
6.1.3電磁鋼板
6.2異方性のモデリング
6.2.1 2本のB-H曲線を用いる方法
6.2.2多数のB-H曲線を用いる方法
6.2.3E&SSモデル
6.3ヒステリシス特性のモデリング
6.3.1補間法
6.3.2プライザッハモデル
6.3.3Jiels-Athrtonモデル
6.3.4Stoner-Wohlfarthモデル
6.3.5LLG方程式
6.3.6フィッティング係数を用いる方法
6.4鉄損
6.4.1鉄損について
6.4.2渦電流損
6.4.3ヒステリシス損
6.4.4鉄損の推定法
6.5磁気特性に及ぼす諸因子
6.5.1切断による残留応力
6.5.2圧縮応力
6.5.3直流偏磁
6.5.4温度
[コラム1]磁束波形のn次調波成分の振幅は電圧波形のそれの1/nになる理由
[コラム2]消磁方法
[コラム3]古典的渦電流によって発生する磁界がd2d/12・dB(t)/dtになる理由
[コラム4]PWMインバータ励磁下の渦電流損推定法
7電気電子機器への適用上のテクニック
7.1電圧源の考慮
7.1.1電圧が与えられた有限要素法
7.1.2インバータ駆動永久磁石モータの負荷時の解析
7.1.3励磁突入現象の解析
7.2ギャップ要素
7.3連成問題
7.3.1磁界・熱の連成解析
7.3.2磁界・応力の連成解析
7.4電流などによる磁界を与えて計算する方法
[コラム]PWMインバータの波形
付録
[付録1]電磁界数値解析のアーカイブ
[付録2]磁気特性測定法
[付録3]構造材などの応力印加時の磁気特性
参考文献
索引




























