電気機械は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換・分配したり(発電機)、電気エネルギーを機械エネルギーに変換したり(モーター)するための機械です。電気機械は実にさまざまな形で私たちの現代生活をサポートしており、より持続可能な未来に向けて、炭素排出量の削減と電化の促進を両立させるために欠かせないものです。資源消費を最小限に抑えるためには、電気機械のエネルギー効率を大幅に向上することが不可欠です。
電気機械シミュレーションのメリット
電磁界シミュレーションは、次のようなサポートを通して性能目標と持続可能性目標を実現します。
効率的な電気モーターを少ない材料で作れるよう支援します。
効率性を向上します。
騒音・振動を減らします。
エンジニアは、要求される動作範囲で最大効率を発揮するように電磁気設計を最適化し、競合する設計要因間の最適なトレードオフを見つけることができます。
電気エンジンのシミュレーション
電気エンジンは、その名が示すようにマルチフィジックス・シミュレーション能力を要する複雑な装置です。電磁力は電気モーター内でトルクに変換されます。逆に、発電機は機械的回転から電磁力を生み出します。最新の電気自動車では、同じ電気トラクション・モーターが発電機としても機能し、回生ブレーキを通してエネルギーを回収します。この 2 つの間の変換を解析するには、時間に沿って変化する機械の挙動をとらえるモーション解析が必要です。
トルク・リップルは機械に騒音や振動を生じさせることがあります。また、電気機械内部に大電流が流れると相当な熱が発生します。電気力と機械力の結合を正確に評価するには、包括的な材料モデリング・オプションが必要です。モデリング・オプションには、精密に作られた導体における従来の電気損失に加え、使用中の材料の着磁/消磁効果も含まれます。渦電流、ヒステリシス、過剰/回転損失などの鉄損を、シミュレーションの中で陽的に考慮することもできます。こうした損失は機械の熱解析に使用できます。