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定電流、定電圧電源の交互使用

EMSolutionでは、静磁場解析の結果を初期状態とし、リスタート機能を用いてコイルに定電流あるいは定電圧電源を接続し過渡解析を行うことができます。 また、定電圧電源を接続したコイルの解析で示しましたように、前の過渡解析の結果を初期状態とし、解析を続ける事ができます。こととき、定電流電源を定電圧電源に変更する事ができました。r7.1より、この逆の定電圧電源を定電流電源に変更してのリスタートが可能となりました。 このことにより、種々のスイッチ機構を含む解析が可能になると思われます。ここでは、簡単な例で定電流電源と定電圧電源が時間的に交互に使用される場合について紹介いたします。

例では、定電圧電源を接続したコイルの解析で使用した同じモデルを用います。すなわち、ELMCURを用いた静磁場解析で用いた線形磁性体ブロックが中心にある方形コイルのモデルを使用します。3000Tのコイルに、まず、定電圧電源で電流を0Aから1Aに直線的に0.1秒で立ち上げます。続いて、0.1secの間、電源を定電圧回路とし、電圧を0V(短絡状態)として電流を立ち下げます。時刻0.2秒で再び電源を定電圧とし、同じようなサイクルが繰り返されるとします。結果をFig.1に示します。0から0.1secおよび0.2secから0.3secの間の定電流フェーズでは電流が入力となり、電圧が求まります。0.1から0.2secおよび0.3から0.4secの定電圧フェーズではその逆となります。定電圧電源を接続したコイルの解析で示したのと同様に回路計算から求めたものとよく一致しています(図には示していません)。
この解析では4フェーズのそれぞれに対して実行を行っています。入力データはそれぞれ(input.1,input.2,input.3,inpuit.4)です。二番目の実行以降はpre_processingは必要ありません。各実行でステップ番号が1から始まりますので、注意ください。 形状ファイルpre_geom2D.neuおよび2D_to_3Dは前のものと同じものを使用します。定電圧電源に対しては、電流初期値として前の実行結果の電流値を入力してください。定電流電源に対しては電圧初期値は必要としません。
時間微分量を出すために、計算ステップは必要な各10ステップに対し、11ステップ解析しています。前実行の10ステップの状態を初期条件とします。また、出力されるsolutionsファイルをold_solutionsとリネームして、次の実行に使用します。

Fig.1 コイル電流、電圧の時間変化

使用データ:input.1,input.2,input.3,input.4

過渡解析
簡単な平板上の渦電流解析
定電圧電源を接続したコイルの解析
定電流、定電圧電源の相互使用

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