直流渦電流場解析の代表的のものとして、リターダの解析を示します。Fig.1 の様にコイルの巻かれた鉄ヨークからなる固定子の周りを鉄のロータが回転します。ロータ上に渦電流が発生し、ロスが生じブレーキ力が発生します。図のモデルは上半分３０度モデルです。３０度ごとにコイル電流が反転するものとします。境界条件は、 z=0で Ht=0とし、３０度周期反対称条件とします。ここでの鉄材は非線形特性を持つとします。代表的な SS400の特性を与えています。

まず、直流渦電流場解析で求められた、回転数に対する発生トルクをFig.2 に示します。発生トルクは低速度でほぼ回転数に比例して増加し、 100 回転 /src 程度で減少に転じます。このような解析を過渡計算で行いますと、各計算点を求めるだけで多大の時間を要します。本計算は５．６万程度の要素数ですが、 Pentium 500MHz 機で一点計算するのに1 時間程度かかっていますが、過渡計算で行うのに比べて格段に計算時間は小さいと思われます。

Fig.3には、１００回転 /sec時の磁束分布矢印図を示します。ヨーク中を流れる磁束が回転するロータにはいると、渦電流により磁場が表面に集中し、磁場強度が高くなります。Fig.4 に、このときの渦電流を示します。ロータ前面に集中して流れています。

Fig.5には、 0.1〜 1000回転 /secでのロータ内の磁場強度分布を示します。高速回転につれて磁場が表面に集中します。 1000回転 では磁場は表面の要素１層に限られており、解析精度は疑問です。このくらい高速になりますと、表面をもっと薄い層で分割する必要がありそうです。

本モデルの作成に当たりましては、（株）いすゞ中央研究所殿の協力を頂きました。