スライド面が中心軸を含む場合の解析

ロータが中心回転軸を含むような場合、中心軸をスライド面に含める必要があります。その一例を紹介します。

Fig.1のように導体円盤が磁石の磁場を受けて回転する場合を考えます。このとき、スライド面は赤線で示すスライド辺で定義されます。スライド辺の両端は回転軸上にあります。スライド法においては、スライド辺を中心軸の周りに回転し、その面内に規則メッシュを生成します。運動方向には等間隔に分割(Ndiv分割)されます。中心軸からは放射状にメッシュを生成します。このため、回転子、固定子のスライド面両側のメッシュは中心軸から放射状に分割され、その分割数はNdivに近い数である必要があります。必ずしも、等分割でなくてもよいのですが、できるだけNdiv等分割に近い方が計算精度は良いように思われます。Fig.1ではスライド面と同様に回転子、固定子の分割を行っています。

Fig.2に円盤を１０回転/秒で回転させた場合の直流場渦電流解析の結果を示します。次にこの状態を初期状態として、トルクを加えない状態で回転させた場合を考えます。円盤は慣性により回転を続けますが、渦電流ロスにより回転速度が遅くなってゆきます。この解析には、EMSolutionの運動連成解析機能(Dynamic module)を使用します。その解析結果をFig.3に示します。回転速度が落ちると電磁力トルクも減少し（ほぼ回転速度に比例）、その変化率が小さくなってゆきます。

(a) 鳥瞰図

(b) 側面図

Fig.1 解析モデル

(a) 磁束密度分布

(b) 電流密度分布

Fig.2.直流場渦電流解析による定常状態

(a) 回転数

(b) 回転速度

Fig.3 円盤回転運動

使用データ

input.steady (10回転/sの定常状態を求めるときのinput)
input.dynamic (過渡解析のinput, この実行には、input.steadyの実行後、solutionsをold_solutionsと名前を変更して実行する。）
pre_geom.neu, rotor_mesh.neu (data.ZIP内に格納）