JP2002006009A - Analyzing method for motor loss and information medium storing its instruction - Google Patents
Analyzing method for motor loss and information medium storing its instructionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータやジェネレ
ータとして用いられる3相同期モータの損失解析方法及
びその解析装置に係り 更に詳細には、電気自動車のモ
ータ又はジェネレータに好適なPMモータの損失解析方
法、解析装置及び当該解析方法に係る命令を記録した情
報媒体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a loss analysis method for a three-phase synchronous motor used as a motor or a generator and an analyzer thereof. More specifically, the present invention relates to a PM motor loss analysis suitable for a motor or a generator of an electric vehicle. The present invention relates to a method, an analysis apparatus, and an information medium on which instructions related to the analysis method are recorded.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、永久磁石式同期モータ(PM
モータ)では効率90%以上が達成されており、そのた
め電気自動車には好適であって既に実用化されている。
また、補助動力にモータを用いるハイブリッド電気自動
車にも用いれらている。近年、このようなモータ設計に
おいては、磁場解析が多用され、損失解析まで行われる
ようになってきており、試作品による実験を逐一行わな
くても性能予測がある程度可能となってきている。2. Description of the Related Art Conventionally, a permanent magnet type synchronous motor (PM
Motor) achieves an efficiency of 90% or more, and is therefore suitable for electric vehicles and already in practical use.
It is also used in hybrid electric vehicles that use a motor for auxiliary power. In recent years, in such motor design, magnetic field analysis has been frequently used, and even loss analysis has been performed, and it has become possible to predict performance to some extent without performing experiments with prototypes one by one.
【0003】かかるモータ損失解析の主要部分は鉄損解
析にあり、この鉄損解析は、磁場解析によりモータ各部
での磁束密度分布を求め、その磁束密度よりその部分の
鉄損を推定することで行われている。この場合、モータ
の鉄芯は積層電磁鋼板であるが、電磁鋼板の鉄損は磁束
密度の関数であることに基礎をおいており、磁束密度と
鉄損との関係は電磁鋼板そのものの鉄損測定データで求
められる。A major part of such motor loss analysis is iron loss analysis. In this iron loss analysis, magnetic flux analysis is used to obtain a magnetic flux density distribution in each part of the motor, and the iron loss in that portion is estimated from the magnetic flux density. Is being done. In this case, the iron core of the motor is a laminated magnetic steel sheet, but the iron loss of the magnetic steel sheet is based on the function of the magnetic flux density, and the relationship between the magnetic flux density and the iron loss is based on the iron loss of the magnetic steel sheet itself. Obtained from measurement data.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電磁鋼板の鉄損データは交番磁束下で測られたもので
あるが、実際のモータにおける各部の磁束は回転磁束に
なっていて交番磁束に近い状態で動作しているところは
あまりない。したがって、算出される鉄損はあくまでも
交番磁束下での結果を基に鉄損値を推定しているに過ぎ
ず、このような推定に係る鉄損は実際の値より小さめの
値になってしまう。そこで、過去のバックデータを基に
係数を算出し、補正することによって実機モータ効率等
のデータと整合をとることが行われることが多いが、解
析精度が未だ十分とは言えないという課題があった。However, the above-mentioned iron loss data of the electromagnetic steel sheet is measured under the alternating magnetic flux. However, the magnetic flux of each part in the actual motor is a rotating magnetic flux and is close to the alternating magnetic flux. There aren't many places that are operating in state. Therefore, the calculated iron loss only estimates the iron loss value based on the result under the alternating magnetic flux to the last, and the iron loss according to such estimation becomes a value smaller than the actual value. . Therefore, it is often the case that the coefficients are calculated based on the past back data and corrected to match the data such as the motor efficiency of the actual machine, but there is a problem that the analysis accuracy is not yet sufficient. Was.
【0005】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、鉄損解析の精度を向上
し得る、モータ損失の解析方法、解析装置及び当該解析
方法に係る命令を記録した情報媒体を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a motor loss analysis method, an analysis apparatus, and an instruction related to the analysis method, which can improve the accuracy of iron loss analysis. It is to provide a recorded information medium.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これまで
にモータの電磁鋼板の渦電流解析法を確立している。そ
の方法は、積層電磁鋼板解析モデルであって、実際の積
層状態を忠実にモデル化するための電気的な絶縁層を設
けたことを特徴とするモータ磁場解析モデルを用いる方
法である。これによればモータ内における渦電流損分布
を知ることができる。一方、従来行われている磁束密度
分布から鉄損分布を求めることも可能である。なお、鉄
損は渦電流損とヒステリシス損からなる(それらの和で
ある)。そこで、本発明者らは、両者の渦電流損を比較
することにより、鉄損解析精度を向上できないか鋭意検
討した結果、これまで推定の域をでなかった鉄損解析に
おいて精度向上が可能であることが判明し、本発明を完
成したものである。The present inventors have established an eddy current analysis method for a magnetic steel sheet of a motor so far. The method is a method using a motor magnetic field analysis model, which is an analysis model of a laminated electromagnetic steel sheet and provided with an electrical insulating layer for faithfully modeling an actual lamination state. According to this, the eddy current loss distribution in the motor can be known. On the other hand, it is also possible to obtain the iron loss distribution from the magnetic flux density distribution conventionally performed. The iron loss includes an eddy current loss and a hysteresis loss (the sum of them). Therefore, the present inventors have intensively studied whether or not the iron loss analysis accuracy can be improved by comparing the eddy current loss of the two, and as a result, the accuracy can be improved in the iron loss analysis which was not in the range of estimation so far. It has been found that the present invention has been completed.
【0007】即ち、本発明のモータ損失の解析方法は、
モータ損失の解析方法であって、ステータ部鉄損とロー
タ部鉄損と磁石部の渦電流解析結果からモータ損失を解
析することを特徴とする。That is, the motor loss analysis method of the present invention is as follows.
A method for analyzing motor loss, characterized in that the motor loss is analyzed from the results of analysis of the stator part iron loss, the rotor part iron loss, and the eddy current analysis of the magnet part.
【0008】また、本発明のモータ損失の解析方法の好
適形態は、モータの鉄損をモータに係る磁場解析結果か
ら解析する方法であって、モータに係る磁場解析結果を
基に磁束密度解析結果からヒステリシス損と渦電流損を
推定し、磁場解析によって、渦電流損を直接解析し、直
接求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損とを
比較して、前者が後者より大きい場合には、直接求めた
渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損から補正係数
を求め、しかる後、その補正係数を用いて磁束密度から
推定したヒステリシス損を補正して、直接求めた渦電流
損と補正したヒステリシス損との和を鉄損とする、こと
を特徴とする。A preferred embodiment of the motor loss analysis method according to the present invention is a method for analyzing iron loss of a motor from a magnetic field analysis result of a motor. If the former is larger than the latter, the eddy current loss is directly analyzed by magnetic field analysis, and the eddy current loss directly obtained is compared with the eddy current loss estimated from the magnetic flux density. The correction coefficient is calculated from the eddy current loss directly calculated from the eddy current loss and the eddy current loss estimated from the magnetic flux density.Then, the correction coefficient is used to correct the hysteresis loss estimated from the magnetic flux density. The sum of the loss and the corrected hysteresis loss is defined as iron loss.
【0009】更に、本発明のモータ損失の解析方法の他
の好適形態は、モータの鉄損をモータに係る磁場解析結
果から解析する方法であって、モータに係る磁場解析結
果を基に磁束密度解析結果からヒステリシス損と渦電流
損を推定し、磁場解析によって、渦電流損を直接解析
し、直接求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流
損とを比較して、前者が後者より小さい場合には、直接
求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損から補
正係数を求め、しかる後、その補正係数を用いて磁束密
度から推定した渦電流損とヒステリシス損の両方を補正
して、補正した渦電流損とヒステリシス損の和を鉄損と
する、ことを特徴とする。Further, another preferred embodiment of the method for analyzing motor loss according to the present invention is a method for analyzing iron loss of a motor from a magnetic field analysis result of a motor. Estimate the hysteresis loss and eddy current loss from the analysis results, directly analyze the eddy current loss by magnetic field analysis, compare the directly obtained eddy current loss with the eddy current loss estimated from the magnetic flux density, If it is smaller, a correction coefficient is calculated from the eddy current loss directly obtained and the eddy current loss estimated from the magnetic flux density, and then both the eddy current loss and the hysteresis loss estimated from the magnetic flux density are corrected using the correction coefficient. Then, the sum of the corrected eddy current loss and the hysteresis loss is defined as an iron loss.
【0010】また、本発明の解析方法の更に他の好適形
態は、鉄損解析部位がモータを構成するステータである
ことを特徴とする。[0010] Still another preferred embodiment of the analysis method of the present invention is characterized in that the iron loss analysis part is a stator constituting a motor.
【0011】更に、本発明の解析方法の他の好適形態
は、上記ステータ各部位での単位体積当たりの渦電流損
を、そのステータの歯部の中央での単位体積当たりの渦
電流損で規格化することにより、磁束密度から推定した
ステータ各部位での渦電流損規格値に対する、渦電流解
析より直接求めたステータ各部位の渦電流損規格値の比
を、ステータ各部位での補正係数とすることを特徴とす
る。In another preferred embodiment of the analysis method of the present invention, the eddy current loss per unit volume at each portion of the stator is defined by the eddy current loss per unit volume at the center of the teeth of the stator. The ratio of the eddy current loss standard value of each part of the stator directly obtained from the eddy current analysis to the eddy current loss standard value of each part of the stator estimated from the magnetic flux density is calculated as a correction coefficient for each part of the stator. It is characterized by doing.
【0012】更にまた、本発明の解析方法の他の好適形
態は、モータの鉄損をモータに係る磁場解析結果から解
析する方法であって、解析部位がモータを構成するロー
タ部であって、磁場解析によってロータ部の渦電流損を
直接解析し、上記ステータ部のヒステリシス損とステー
タ部の渦電流損の比からロータ部のヒステリシス損を推
定して、直接求めたロータ部渦電流損と推定したロータ
部ヒステリシス損との和をロータ部の鉄損とすることを
特徴とする。Still another preferred embodiment of the analysis method according to the present invention is a method for analyzing iron loss of a motor from a result of a magnetic field analysis on the motor, wherein an analysis part is a rotor part constituting the motor, By directly analyzing the eddy current loss of the rotor part by magnetic field analysis, the hysteresis loss of the rotor part is estimated from the ratio of the hysteresis loss of the stator part and the eddy current loss of the stator part. The sum of the calculated rotor part hysteresis loss and the rotor part iron loss is used as the core loss.
【0013】また、本発明の解析方法の他の好適形態
は、さらにモータの磁石部渦電流解析結果を加えてモー
タ損失を解析することを特徴とする。更に、他の好適形
態は、磁石の渦電流解析を磁石の実長の1/2モデルで
解析することを特徴とし、ロータ鉄芯がバルク材の場
合、ロータの実長の1/2モデルでロータ部渦電流損を
解析することを特徴とする。また、渦電流損失の直接解
析を電磁鋼板の1/2厚さモデルで行うことを特徴と
し、材料の電気導電率を直接用いて、渦電流解析するこ
とを特徴とする。Further, another preferred embodiment of the analysis method of the present invention is characterized in that the motor loss is analyzed by further adding the analysis result of the eddy current of the magnet part of the motor. Further, another preferred embodiment is characterized in that the eddy current analysis of the magnet is analyzed by a 1/2 model of the actual length of the magnet, and when the rotor core is a bulk material, the analysis is performed by a 1/2 model of the actual length of the rotor. The eddy current loss of the rotor is analyzed. Further, a direct analysis of the eddy current loss is performed using a half-thickness model of the magnetic steel sheet, and an eddy current analysis is directly performed using the electrical conductivity of the material.
【0014】また、本発明の解析方法の更に他の好適形
態は、磁場解析結果をもとに磁束密度からヒステリシス
損、渦電流損を推定する場合に用いる係数マップにおい
て、ヒステリシス損のモータに流れる電流基本周波数へ
の依存性は周波数の1乗に依存するとした係数マップで
あることを特徴とする。なお、上記係数マップにおい
て、材料の飽和磁束密度以上では鉄損は一定であるとす
ることを特徴とする。According to still another preferred embodiment of the analysis method of the present invention, in a coefficient map used for estimating a hysteresis loss and an eddy current loss from a magnetic flux density based on a magnetic field analysis result, a motor having a hysteresis loss flows. The dependence on the current fundamental frequency is a coefficient map that is based on the first power of the frequency. Note that the coefficient map is characterized in that the iron loss is constant at a saturation magnetic flux density of the material or higher.
【0015】また、本発明のモータ損失の解析装置は、
上述の如きモータ損失の解析方法を実行することを特徴
とする。更に、本発明の情報媒体は、上述の如き解析方
法を実行するコンピュータへの命令を格納して成ること
を特徴とする。[0015] The motor loss analysis device of the present invention comprises:
The method is characterized by executing the motor loss analysis method as described above. Further, the information medium of the present invention is characterized by storing instructions for a computer that executes the above-described analysis method.
【0016】[0016]
【作用】本発明のモータ損失解析方法及び解析装置で
は、モータ内の回転磁束及び磁束密度における高調波の
影響を正しく織り込んだ解析が可能になる。この結果、
推定の域をでなかった鉄損解析精度の向上が図れること
になる。併せて鉄損解析の根拠をより明確にできたの
で、確認のための試作回数も減らせることになり、時間
的や費用的な面での作業効率の向上が実現できる。According to the motor loss analysis method and analysis apparatus of the present invention, it is possible to perform an analysis in which the effects of harmonics on the rotating magnetic flux and the magnetic flux density in the motor are properly incorporated. As a result,
It is possible to improve the accuracy of iron loss analysis, which is not in the range of estimation. At the same time, the basis of the iron loss analysis can be made clearer, so that the number of trial productions for confirmation can be reduced, and the work efficiency can be improved in terms of time and cost.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する
が、まず、技術的な発明内容の説明の前に技術背景につ
き若干付加説明する。本発明者が用いている磁場解析ソ
フトは、(株)日本総合研究所のJ−MAGである。こ
れを使うと渦電流解析が可能である(ただし、さらに正
確な渦電流解析には3次元解析が必要である)が、残念
ながらヒステリシス損失の解析はできない。また、渦電
流解析ができれば磁石の発熱等の事前予測も可能となる
ので、ますます好都合である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail, but first, a technical background will be added a little before explaining the technical contents of the invention. The magnetic field analysis software used by the present inventors is J-MAG of the Japan Research Institute, Limited. If this is used, eddy current analysis can be performed (however, three-dimensional analysis is required for more accurate eddy current analysis), but unfortunately, hysteresis loss cannot be analyzed. In addition, if eddy current analysis can be performed, it is possible to predict the heat generation of the magnet in advance, which is more convenient.
【0018】かかる背景から、本発明者らは3次元での
モータの実解析に取り組み、渦電流解析法を確立した。
具体的には、ステータやロータとして使用されている積
層された電磁鋼板の解析モデルであって、実際の積層状
態を忠実にモデル化するための電気的な絶縁層を設けた
ことを特徴とするモータの磁場解析モデルによって確立
したものである。一方、鉄損解析も行うべく磁束密度分
布から鉄損分布の推定にも鋭意検討しながら取り組み、
その結果、本発明の技術内容に到達できたわけである。[0018] Against this background, the present inventors have worked on actual analysis of a motor in three dimensions and established an eddy current analysis method.
Specifically, it is an analysis model of laminated electromagnetic steel sheets used as a stator or a rotor, wherein an electric insulating layer for faithfully modeling an actual laminated state is provided. It was established by a magnetic field analysis model of a motor. On the other hand, we also worked hard on estimating iron loss distribution from magnetic flux density distribution to conduct iron loss analysis.
As a result, the technical content of the present invention has been reached.
【0019】[0019]
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の内容を
詳細に説明する。図1は、ブラシレスモータの一例を示
す断面図である。以下、本発明の技術内容もこの表面磁
石モータ(SPM)を例に採って説明していく。解析対
象のモータは、以下の構成を有するものである。即ち、
ステータは、12極で、分割コアで集中巻きのものであ
る。図2は、分割コアの一つのコマを示す図である。電
磁鋼板としては0.35mmのものを用いている。商品
名は35H360である。径が1.2mmのマグネット
ワイヤを使用し、54ターンになっている。分割コア技
術を使いステータを作製しており、内径は52mm、外
径は108mmである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of the brushless motor. Hereinafter, the technical contents of the present invention will be described using the surface magnet motor (SPM) as an example. The motor to be analyzed has the following configuration. That is,
The stator has 12 poles, a split core and concentrated winding. FIG. 2 is a diagram showing one frame of the split core. A 0.35 mm electromagnetic steel sheet is used. The product name is 35H360. A magnet wire having a diameter of 1.2 mm is used and has 54 turns. The stator is manufactured using the split core technology, with an inner diameter of 52 mm and an outer diameter of 108 mm.
【0020】図2に示すコマを342枚積み重ねたもの
が1つの極になる。巻線した後、レーザ溶接により組み
立てステータとした。積み厚さは119.7mmであ
る。ステータの歯の平行部長さは19.5mm、開口部
の寸法は1.1mm、ステータの歯の幅は8.2mm、
開口部の深さは1.0mm、歯の肩の角度は44.5度
である(図2参照)。エアギャップは0.65mmであ
る。One pole is formed by stacking 342 pieces shown in FIG. After winding, the stator was assembled by laser welding. The stack thickness is 119.7 mm. The length of the parallel portion of the teeth of the stator is 19.5 mm, the dimension of the opening is 1.1 mm, the width of the teeth of the stator is 8.2 mm,
The depth of the opening is 1.0 mm and the angle of the tooth shoulder is 44.5 degrees (see FIG. 2). The air gap is 0.65 mm.
【0021】ロータはかまぼこ状の平行着磁された磁石
をロータ表面に並べたものである。具体的には、半径2
2mmのロータ鉄(炭素鋼:S40C)の上に内半径が
22mm、外半径が14mmで最大厚さが3.35m
m、(高さが約4.96mm)、幅が16.5mmのか
まぼこ状磁石を8個並べたものでN,S交互に並べる。
また、使用した磁石はNd磁石である。商品名はNeo
max35EHである。かまぼこ状磁石を軸方向に3個
並べ、長さは119.7mmとなるようにした。なお、
モータの軸径(ロータ)は20mmである。The rotor is formed by arranging parallel-magnetized magnets in the shape of a cylinder on the rotor surface. Specifically, radius 2
The inner radius is 22 mm, the outer radius is 14 mm and the maximum thickness is 3.35 m on a 2 mm rotor iron (carbon steel: S40C).
m, (height is about 4.96 mm), and width is 16.5 mm.
The magnet used was an Nd magnet. Product name is Neo
max35EH. Three magnets were arranged in the axial direction, and the length was set to 119.7 mm. In addition,
The shaft diameter (rotor) of the motor is 20 mm.
【0022】図3は、結線図である。AがU相、BがV
相、CがW相であって、Y結線である。4極分が並列に
なっている。FIG. 3 is a connection diagram. A is U phase, B is V
The phase C is the W phase and the Y connection. The four poles are in parallel.
【0023】以上が解析対象とした表面磁石型(SP
M)のモータの構成である。一方、上記仕様のモータは
試作品であり、性能試験も行い出力効率等も評価済みで
ある。この評価結果を用いて、本発明に係るの磁場解析
結果及び鉄損解析結果の検証を行なった。2次元磁場解
析では電流対トルクの特性が実験結果と一致した。その
際の要素数は、1928個(ノード数は2041個)で
あった。以下、1928E(2041N)と記す。電気
角10度ステップの解析で十分な解析ができることもわ
かった。なお、モデルを図4に示す。図示したのは1/
4モデルである。これは実モータそのものの1/4横断
面を示したものでもある。The surface magnet type (SP
M) is the configuration of the motor. On the other hand, the motor having the above specifications is a prototype, and a performance test has been performed to evaluate the output efficiency and the like. Using the evaluation results, the results of the magnetic field analysis and the iron loss analysis according to the present invention were verified. In the two-dimensional magnetic field analysis, the current versus torque characteristics agreed with the experimental results. At this time, the number of elements was 1928 (the number of nodes was 2041). Hereinafter, it is described as 1928E (2041N). It has also been found that a sufficient analysis can be performed by analyzing the electric angle in steps of 10 degrees. The model is shown in FIG. What is shown is 1 /
There are four models. This also shows a quarter cross section of the actual motor itself.
【0024】3次元磁場解析は、2次元面を軸方向に積
み上げたものである。片表面には渦電流を絶縁するため
の空気層を張る。また、他表面には対称境界条件を張
る。そのようにすることで、電磁鋼板1枚の実厚さの1
/2の寸法で渦電流解析が可能となる。3次元解析にお
いてもトルクはもちろん正しく解析でき、厚さに応じた
大きさのトルク値が得られる。The three-dimensional magnetic field analysis is obtained by stacking two-dimensional surfaces in the axial direction. An air layer is provided on one surface to insulate eddy currents. In addition, symmetric boundary conditions are set on other surfaces. By doing so, the actual thickness of one electromagnetic steel sheet
Eddy current analysis becomes possible with a dimension of / 2. Even in the three-dimensional analysis, the torque can of course be correctly analyzed, and a torque value having a magnitude corresponding to the thickness can be obtained.
【0025】電磁鋼板の渦電流解析においては空気層を
含めて5層とし、厚さは0.18mmであった。このと
き空気層厚さは0.005mmであった。各要素層の厚
さの比は電磁鋼板の表面側から1:1:4:10:20
とした。また、磁石渦電流解析は6層とし、厚さは2
0.2mmであり、そのうち空気層厚さは0.25mm
であった。各要素層の厚さの比は空気層表面側から5:
5:10:20:50:314とした。また、ロータ渦
電流解析も6層とし、厚さは60.85mmであり、空
気層厚さは1.0mmであった。各要素層の厚さの比は
空気層表面側から20:20:40:80:200:8
57とした。In the eddy current analysis of the magnetic steel sheet, five layers including the air layer were formed, and the thickness was 0.18 mm. At this time, the thickness of the air layer was 0.005 mm. The ratio of the thickness of each element layer is 1: 1: 4: 10: 20 from the surface side of the electromagnetic steel sheet.
And In addition, the magnet eddy current analysis has six layers, and the thickness is two.
0.2 mm, of which the air layer thickness is 0.25 mm
Met. The ratio of the thickness of each element layer is 5:
5: 10: 20: 50: 314. The rotor eddy current analysis was also performed in six layers, the thickness was 60.85 mm, and the air layer thickness was 1.0 mm. The ratio of the thickness of each element layer is 20: 20: 40: 80: 200: 8 from the air layer surface side.
57.
【0026】Nd磁石特性はNeomax35EHの1
00℃での値を用い、電流は正弦波である。35H36
0電磁鋼板の電気伝導率は2.222*106[1/o
hmm]、S40Cは5.848*106[1/ohm
m],Nd磁石は6.944*10 5[1/ohmm]
であるので、渦電流解析においてはこれらの値を用い
た。The Nd magnet characteristics are the same as those of Neomax 35EH.
Using the value at 00 ° C., the current is sinusoidal. 35H36
0 Electrical conductivity of electrical steel sheet is 2.222 * 106[1 / o
hmm], 5.848 * 10 for S40C6[1 / ohm
m], Nd magnet is 6.944 * 10 5[1 / ohmm]
Therefore, these values are used in eddy current analysis.
Was.
【0027】<ステータの渦電流損解析>図4において
番号を付けた部分が解析部分に該当するが、ステータを
10個の部分に分割し、各部での渦電流損を解析した。
ステータはu、v、w相の3相に分かれるが、同じ位置
に対応するところは同じ番号を付した。なお、図面では
省略しているが、磁場解析の結果から、モータ内の磁束
の流れはほとんどの部位で回転磁束であり、ステータ歯
部の真中付近(図4中符号17、18の部位)のみが交
番磁束に近い。そこで、図4に示すような分割モデルを
用いて渦電流損を比較することを想到したものである。<Analysis of Eddy Current Loss of Stator> Although the numbered portions in FIG. 4 correspond to the analysis portion, the stator was divided into ten portions, and the eddy current loss in each portion was analyzed.
The stator is divided into three phases of u, v, and w phases, and portions corresponding to the same position are given the same numbers. Although not shown in the drawing, from the result of the magnetic field analysis, the flow of the magnetic flux in the motor is a rotating magnetic flux in most parts, and only near the center of the stator teeth (parts 17 and 18 in FIG. 4). Is close to the alternating magnetic flux. Therefore, the present inventors have conceived of comparing eddy current losses using a division model as shown in FIG.
【0028】歯部の先端の2、14では回転磁束による
渦電流損の増加が予想され、またロータの回転方向を考
慮すると、磁束密度が高い14、16、18、20及び
22の部位の方が、等価位置である2、15、17、1
9及び21の部位より損失が大きくなることが予測され
る。ここでは、10Aで50回転/sec.の場合につ
いて解析検討した(電流の周波数は200Hzに相当す
る。)。また、ステータ歯部真中である17、18の部
位では、磁束密度から推定する渦電流損に近い渦電流損
になるものと期待される。磁束密度からの推定渦電流損
は交番磁束下での測定結果に基づく渦電流損(鉄損)の
ためである。It is expected that eddy current loss is increased due to the rotating magnetic flux at the tip ends 2 and 14 of the tooth portions. Also, considering the rotating direction of the rotor, the portions 14, 16, 18, 20 and 22 where the magnetic flux density is high are higher. Are the equivalent positions 2, 15, 17, 1
It is expected that the loss will be greater than at sites 9 and 21. Here, 50 rotations / sec. Was analyzed (the frequency of the current is equivalent to 200 Hz). It is expected that eddy current loss near the eddy current loss estimated from the magnetic flux density is obtained at the portions 17 and 18 in the middle of the stator teeth. The estimated eddy current loss from the magnetic flux density is due to eddy current loss (iron loss) based on the measurement results under alternating magnetic flux.
【0029】<係数マップ作成>電磁鋼板データから磁
束密度の最大値Bpと鉄損Wとの関係を読み取る。デー
タはデータ集である“無方向性電磁鋼帯、新日鉄”より
読み取った。なお、磁束密度の高いところはデータがな
いので外挿により求めた。鉄損Wをヒステリシス損Wh
と渦電流損Weに分離するに当たっては、ヒステリシス
損Whがモータに流れる電流基本周波数の一乗に比例す
ると仮定する方法を適用した。なお、この内容も本発明
に含まれる。<Creation of Coefficient Map> The relationship between the maximum value Bp of the magnetic flux density and the iron loss W is read from the magnetic steel sheet data. The data was read from the data collection "Non-directional electromagnetic steel strip, Nippon Steel". In addition, since there was no data at a place where the magnetic flux density was high, it was determined by extrapolation. Hysteresis loss Wh
In order to separate the current into the eddy current loss We and the eddy current loss We applied a method assuming that the hysteresis loss Wh is proportional to the first power of the fundamental frequency of the current flowing through the motor. This content is also included in the present invention.
【0030】図5に、磁束密度の最大値Bpが0.7T
(テスラ)における、鉄損Wをヒステリシス損Whと渦
電流損Weに分離した結果を示した。鉄損Wを周波数f
で割った値を縦軸にし、周波数fを横軸にしたときに、
ヒステリシス損Whは図の縦軸切片であって、Wh/f
は一定という考え方である。したがって、図5のWh/
fの上側(各周波数におけるW/fとWh/fの差)は
全部渦電流損Weに相当することになる。このように分
離したことでヒステリシス損Whの定義が明瞭になる。
すなわち、直流BH曲線の囲む面積がヒステリシス損で
あり、電流周波数fが高くなっても変わらず、電流周波
数f倍されるだけであることになるからである。FIG. 5 shows that the maximum value Bp of the magnetic flux density is 0.7T.
(Tesla) shows the result of separating iron loss W into hysteresis loss Wh and eddy current loss We. Iron loss W to frequency f
Is the vertical axis, and the horizontal axis is the frequency f,
The hysteresis loss Wh is the intercept of the vertical axis in the figure, and Wh / f
Is the idea of constant. Therefore, Wh /
The values above f (the difference between W / f and Wh / f at each frequency) all correspond to the eddy current loss We. This separation clarifies the definition of the hysteresis loss Wh.
That is, the area surrounded by the DC BH curve is the hysteresis loss, which does not change even when the current frequency f increases, and is merely multiplied by the current frequency f.
【0031】この分離方法によって求まったヒステリシ
ス損Whと渦電流損Weの磁束密度(の最大値)Bp依
存性を、f=200Hzでの結果を例として図6に示
す。なお、飽和磁束密度以上ではヒステリシス損Wh、
渦電流損Weは一定とした。これも本発明の内容の一部
である。これは物理的に考えて、飽和磁束密度以上で鉄
損が増加する理由がないからである。この考え方の前例
(研究論文等)も本発明者の知る限りではない。FIG. 6 shows the dependence of the hysteresis loss Wh and the eddy current loss We on the magnetic flux density (the maximum value) Bp obtained by this separation method, with the result at f = 200 Hz as an example. When the saturation magnetic flux density is equal to or higher than the saturation magnetic flux density, the hysteresis loss Wh,
The eddy current loss We was constant. This is also a part of the content of the present invention. This is because there is no reason to physically increase the iron loss at or above the saturation magnetic flux density. Precedents (research papers and the like) of this concept are not limited to the inventor's knowledge.
【0032】以上の方法により、各種周波数ごとのヒス
テリシス損Whと渦電流損Weの磁束密度(の最大値)
Bp依存性を求め、各ブロックの磁束密度(の最大値)
Bpからヒステリシス損Whと渦電流損Weを求める際
に用いる係数マップを作成した。According to the above method, (the maximum value of the magnetic flux density of the hysteresis loss Wh and the eddy current loss We for each frequency)
Find the Bp dependency and (the maximum value of) the magnetic flux density of each block
A coefficient map used for obtaining the hysteresis loss Wh and the eddy current loss We from Bp was created.
【0033】<解析結果>表1に解析結果を示す。表1
において、「block No.」は図4中のステータ
各部の番号に対応する。表1中の「3d−ed」は、磁
場解析より直接求めた各ブロックの渦電流解析結果であ
る。また、「mapBp」は磁場解析から得られた各ブ
ロックの磁束密度と係数マップを用いて求めた渦電流損
である。「ratio」は両者の比である。<Analysis Results> Table 1 shows the analysis results. Table 1
, “Block No.” corresponds to the number of each part of the stator in FIG. “3d-ed” in Table 1 is the eddy current analysis result of each block directly obtained from the magnetic field analysis. “MapBp” is the eddy current loss obtained by using the coefficient map and the magnetic flux density of each block obtained from the magnetic field analysis. “Ratio” is the ratio of the two.
【0034】交番磁束に近いと考えられる図4中の1
7、18の部位でも、3d−edが約1割多くなってい
ることがわかる。磁束がやや回転磁束になっているこ
と、及び磁束密度に高調波分があることがその理由であ
ると考えられる。また、回転磁束となっている上記1
7、18以外の他の部位では、3d−edのmapBp
に比較した増加代が上記17、18の場合よりも大きく
なっている。特に14、22の部位で大きい。2の部位
ではratioが1より小さいが、ここでは磁束密度B
pが低いこと、回転磁束もスムーズな動きになっている
ためであると考えられる。なお、表1には図4中の各ブ
ロックの面積及び体積も示した。In FIG. 4, 1 is considered to be close to the alternating magnetic flux.
It can be seen that 3d-ed is increased by about 10% in the portions 7 and 18. It is considered that the reason is that the magnetic flux is slightly rotating magnetic flux and the magnetic flux density has a harmonic component. In addition, the above 1 which is a rotating magnetic flux
In other sites than 7 and 18, 3d-ed mapBp
Is larger than the cases of the above 17 and 18. In particular, it is large at portions 14 and 22. Although the ratio is smaller than 1 at the portion 2, here the magnetic flux density B
It is considered that this is because p is low and the rotating magnetic flux also moves smoothly. Table 1 also shows the area and volume of each block in FIG.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】各ブロックの単位体積当たりの渦電流損を
表2に示す。次いで、単位体積当たりの3d−ed値、
mapBp値をブロック17の値を基準にして規格化し
た。ここでの規格化とはブロック17の値を基準にして
他のブロックの値の比を求めることである。その規格化
した値が表2の「3d/17b」、「map/17b」
である。後者は各ブロックでの磁束密度の大きさを反映
した値になっている。Table 2 shows the eddy current loss per unit volume of each block. Then, a 3d-ed value per unit volume,
The mapBp value was normalized based on the value of the block 17. Here, the normalization means finding the ratio of the values of the other blocks with reference to the value of the block 17. The normalized values are “3d / 17b” and “map / 17b” in Table 2.
It is. The latter is a value reflecting the magnitude of the magnetic flux density in each block.
【0037】次に、この(3d/17b)値を(map
/17b)値で割ることで、本発明に係る補正係数「h
osei−f」が求められる。したがって、両者の比で
あるhosei−fは、各ブロックでの回転磁束の程度
を反映したものであることになる。この「回転磁束の程
度」には、交番磁束に対してどの位の回転磁束になって
いるかということと、回転磁束の動き方がどの位複雑に
なっているかということが含まれる。後の表現を換言す
ると、磁束にどの位の高調波分が含まれているかという
ことである。更に補足説明を追加すると、mapBpで
は磁場解析における各要素での1周期における磁束密度
の最大値を使って、その要素での鉄損を求めているので
あって、それ以外の解析上の操作は行っていない。した
がって、上述のことが言えるわけである。Next, this (3d / 17b) value is converted to (map
/ 17b) By dividing by the value, the correction coefficient “h
osei-f ”is required. Therefore, hosei-f, which is the ratio between the two, reflects the degree of the rotating magnetic flux in each block. The “degree of the rotating magnetic flux” includes how much the rotating magnetic flux is with respect to the alternating magnetic flux and how complicated the way of moving the rotating magnetic flux is. In other words, how much higher harmonic components are included in the magnetic flux. To add a further explanation, mapBp uses the maximum value of the magnetic flux density in one cycle in each element in the magnetic field analysis to determine the iron loss in that element. not going. Therefore, the above can be said.
【0038】[0038]
【表2】 [Table 2]
【0039】さて、表3には、係数マップ法によって求
めた鉄損値「map−he」を示す。渦電流損mapB
pを引くとヒステリシス損map−hになる。ヒステリ
シス損map−hに補正係数hosei−fを乗じて補
正した値が「r.h−loss」である。磁場解析によ
り直接求めた渦電流損3d−edと補正して求めたヒス
テリシス損r.h−lossとの和が鉄損r.he−l
ossである。以上によりステータ各部位の鉄損を解析
できたわけである。ステータの渦電流損は7.417m
W、ヒステリシス損は14.219mWで、鉄損は2
1.636mWとなる。さて、ヒステリシス損は渦電流
損の1.917倍になっている。なお、この比率は後述
するロータ鉄損を求めるときに使う。Table 3 shows iron loss values "map-he" obtained by the coefficient map method. Eddy current loss mapB
Subtracting p results in a hysteresis loss map-h. The value corrected by multiplying the hysteresis loss map-h by the correction coefficient hosei-f is “rh-loss”. Hysteresis loss r. Corrected by eddy current loss 3d-ed directly obtained by magnetic field analysis. h-loss is the sum of iron loss r. he-l
oss. As described above, the iron loss of each part of the stator can be analyzed. The eddy current loss of the stator is 7.417m
W, hysteresis loss is 14.219 mW, iron loss is 2
1.636 mW. The hysteresis loss is 1.917 times the eddy current loss. Note that this ratio is used when obtaining a rotor iron loss described later.
【0040】[0040]
【表3】 [Table 3]
【0041】ところで、以上の処理では、ステータを各
部位にわけて補正係数を求め、補正したが、ステータ全
体を1つのブロックとして補正するとどの程度になるか
も表1〜3には示してある。すなわちtotalの欄が
それである。それによると補正されたヒステリシス損は
14.212mWであってほとんど同じ値が求まってい
る。したがって、ステータ歯部中央部と全体とで補正係
数を求めるやり方でもよいわけであって、この内容も本
発明に含まれる。By the way, in the above processing, the correction coefficient is obtained by dividing the stator into each part, and the correction is performed. However, Tables 1 to 3 also show how much the correction becomes when the whole stator is corrected as one block. That is, the total column is that. According to this, the corrected hysteresis loss is 14.212 mW, which is almost the same value. Therefore, the correction coefficient may be obtained from the central portion of the stator tooth portion and the whole, and this content is also included in the present invention.
【0042】<磁石渦電流損、ロータ鉄損>そのような
背景から、3次元でのモータの実解析に取り組み渦電流
解析法を確立したものである。磁石の渦電流解析は、上
述したモデル、具体的には実モータの動作特性を磁場解
析によって解析するのに用いられ、ステータやロータと
して使用されている積層された電磁鋼板の解析モデルで
あって、実際の積層状態を忠実にモデル化するための電
気的な絶縁層を設けたことを特徴とするモータの磁場解
析モデルによって行った。<Magnet Eddy Current Loss, Rotor Iron Loss> From such a background, an eddy current analysis method has been established by working on an actual analysis of a motor in three dimensions. The eddy current analysis of the magnet is used to analyze the above-described model, specifically, the operating characteristics of an actual motor by a magnetic field analysis, and is an analysis model of laminated electromagnetic steel sheets used as a stator or a rotor. The magnetic field analysis model of the motor was provided with an electric insulating layer for faithfully modeling the actual laminated state.
【0043】厚さ0.175t当たりの渦電流損は2.
643mWであった(1/4モータ分)。磁石損失は渦
電流損のみで十分であるためここでも渦電流損のみとし
た。ロータの渦電流解析も同様の方法にて行い、厚さ
0.175t当たりの渦電流損は1.192mWであっ
た。ロータの渦電流損とヒステリシス損の比は、ステー
タにおける渦電流損とヒステリシス損の比と同じとする
と、1.192mW*1.917=2.285mWとな
る。よってロータの鉄損は渦電流損1.192mWとヒ
ステリシス損2.285mWの合計で3.477mWと
なる。The eddy current loss per 0.175 t of the thickness is 2.
It was 643 mW (for 1/4 motor). Since only the eddy current loss is sufficient for the magnet loss, only the eddy current loss is used here. Eddy current analysis of the rotor was performed in the same manner, and the eddy current loss per 0.175 t of the thickness was 1.192 mW. Assuming that the ratio of the eddy current loss to the hysteresis loss of the rotor is the same as the ratio of the eddy current loss to the hysteresis loss of the stator, the ratio is 1.192 mW * 1.917 = 2.285 mW. Therefore, the iron loss of the rotor is 3.477 mW in total of 1.192 mW of eddy current loss and 2.285 mW of hysteresis loss.
【0044】ここで、ロータにおける磁束は交番するこ
とはなく変動するのみであるため、その鉄損推定はでき
ない現状にある。ロータの渦電流損は磁場解析から求め
ることができるので、それをもとにヒステリシス損の推
定に想到したわけである。ステータにおける鉄損の発生
状況は前述した如くである。ロータにおいても同様な状
況にあると考えられるので、ここでの推定方法は妥当な
ものと考えられる。Here, since the magnetic flux in the rotor does not alternate but only fluctuates, it is presently impossible to estimate the iron loss. Since the eddy current loss of the rotor can be obtained from the magnetic field analysis, the estimation of the hysteresis loss was conceived based on the loss. The state of occurrence of iron loss in the stator is as described above. Since it is considered that the same situation occurs in the rotor, the estimation method here is considered to be appropriate.
【0045】<効率解析>表4及び表5に、モータ出力
効率の解析結果を示す。モータ1/4分、0.175t
モータのそれが表4である。ステータ鉄損、磁石渦電流
損、ロータ鉄損は上述の値である。出力、銅損は従来か
らの磁場解析より求めた結果である。表5は実モータに
換算したものである。但し、機械損60Wは推定値であ
る。実機でのモータ効率データが94%〜95%である
ので、表5の出力ratio[%]の結果とほぼ一致し
ており、解析の妥当性を示すものである。<Efficiency Analysis> Tables 4 and 5 show the analysis results of the motor output efficiency. Motor 1/4 minute, 0.175t
Table 4 shows that of the motor. The stator iron loss, magnet eddy current loss, and rotor iron loss are the values described above. Output and copper loss are the results obtained from conventional magnetic field analysis. Table 5 is converted to an actual motor. However, the mechanical loss 60W is an estimated value. Since the motor efficiency data in the actual machine is 94% to 95%, it almost matches the result of the output ratio [%] in Table 5, indicating the validity of the analysis.
【0046】[0046]
【表4】 [Table 4]
【0047】[0047]
【表5】 [Table 5]
【0048】<鉄損解析のフローチャート>本発明の鉄
損解析方法を更に明確にするために、図7に解析のフロ
ーチャートを示した。従来の方法では、磁場解析を行っ
て磁束密度分布を求め、電磁鋼板の鉄損データを使って
鉄損分布を求めるわけである。電磁鋼板の鉄損データは
交番磁束下で測られたものである。一方、実モータ内の
磁束は回転磁束である。本発明では、渦電流解析を行
い、渦電流損を直接解析し、従来法で求まる渦電流損と
比較し、補正係数を正しい考察のもとに求め、その補正
係数を使って、本来の鉄損値を求めるものである。この
解析方法の過程からして明白なように、解析精度の向上
が自ずとなされているわけである。<Flowchart of Iron Loss Analysis> In order to further clarify the iron loss analysis method of the present invention, a flowchart of the analysis is shown in FIG. In the conventional method, the magnetic flux density distribution is obtained by performing a magnetic field analysis, and the iron loss distribution is obtained by using the iron loss data of the electromagnetic steel sheet. The iron loss data of the magnetic steel sheet was measured under alternating magnetic flux. On the other hand, the magnetic flux in the actual motor is a rotating magnetic flux. In the present invention, the eddy current analysis is performed, the eddy current loss is directly analyzed, the eddy current loss is compared with the eddy current loss obtained by the conventional method, the correction coefficient is determined based on proper consideration, and the original iron The loss value is determined. As is clear from the process of this analysis method, the accuracy of the analysis is naturally improved.
【0049】さて、以上の実施例では磁場解析から直接
求めた渦電流損がマップによる渦電流損より大きい場合
であったが、逆の場合もありうる。一般に、出力の大き
なモータでは実施例のケースとなる。逆の場合は磁束密
度が低い場合である。電磁鋼板の鉄損には異常渦電流損
があるようで、古典的渦電流損より大きな値となる。磁
場解析より直接求まる渦電流損は古典的渦電流損であ
る。したがって、逆転する場合もあることになる。その
場合にはマップ法で求まる渦電流損をさらに補正して渦
電流損とすればよい。回転磁束及び高調波分の考慮の考
え方はまったく同じでよい(すなわち、補正係数の求め
かたは同じである)。フローチャートでは、その場合は
WemがWe*となる(実施例のような一般的な場合に
は、We3dがそのままWe*である。)。In the above embodiment, the eddy current loss directly obtained from the magnetic field analysis is larger than the eddy current loss obtained from the map. However, the reverse case is also possible. Generally, the case of the embodiment is applied to a motor having a large output. The opposite case is when the magnetic flux density is low. There seems to be an abnormal eddy current loss in the iron loss of the magnetic steel sheet, which is larger than the classical eddy current loss. Eddy current loss obtained directly from magnetic field analysis is classical eddy current loss. Therefore, it may be reversed. In this case, the eddy current loss obtained by the map method may be further corrected to be the eddy current loss. The concept of consideration of the rotating magnetic flux and the harmonic component may be exactly the same (that is, the method of obtaining the correction coefficient is the same). In the flow chart, in which case the We m is We * become (the general case, such as examples, We 3d is intact We *.).
【0050】以上の解析方法を実行することによりモー
タ損失解析が可能となるが、本発明のモータ損失解析装
置としては、上述の処理を実行できるような装置であれ
ばよく、具体的には、上述したような磁場解析モデル
と、磁場解析プログラムと演算処理装置を備えるもので
あればよい。また、本発明のモータ損失解析方法を実行
するコンピュータへの命令を格納した情報媒体を作製
し、かかる情報媒体を用いてコンピュータを使用すれ
ば、本発明の解析方法を実行できることになる。よっ
て、このような情報媒体自体も本発明の範囲に包含され
る。The motor loss analysis can be performed by executing the above analysis method. The motor loss analysis apparatus of the present invention may be any apparatus that can execute the above-described processing. What is necessary is just to have a magnetic field analysis model as described above, a magnetic field analysis program and an arithmetic processing unit. Further, if an information medium storing instructions to a computer for executing the motor loss analysis method of the present invention is prepared and a computer is used using the information medium, the analysis method of the present invention can be executed. Therefore, such an information medium itself is also included in the scope of the present invention.
【0051】以上、本発明を好適実施例により詳細に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本明細書の開示の範囲内には、請求項記載の技術内
容が包含される。また、当業者は上記開示の範囲内にお
いて種々の変形実施が可能である。Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the technical contents described in the claims fall within the scope of the disclosure of the present specification. Included. Also, those skilled in the art can make various modifications within the scope of the above disclosure.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、磁場解析より直接求めた渦電流損と、磁束密度分布
から得られる渦電流損を比較して適切に補正を行うこと
としたため、鉄損解析の精度を向上し得る、モータ損失
の解析方法、解析装置及び当該解析方法に係る命令を記
録した情報媒体を提供することができる。本発明のモー
タ損失解析システム及び装置では、モータ内の回転磁束
及び磁束密度における高調波の影響を正しく織り込んだ
鉄損解析が可能になるので、従来の推定の域を脱して、
モータ損失解析精度の著しい向上が図れる。そのため、
設計モータの試作回数を著しく減らせる効果という時間
的、経済的なメリットがもたらされることになる。ま
た、鉄損解析の中味が物理的にも極めて明瞭となるか
ら、この有効性に関してだけでも効果としては極めて大
きい。As described above, according to the present invention, the eddy current loss obtained directly from the magnetic field analysis and the eddy current loss obtained from the magnetic flux density distribution are compared and appropriately corrected. In addition, it is possible to provide a motor loss analysis method and an analysis device capable of improving the accuracy of iron loss analysis, and an information medium in which instructions related to the analysis method are recorded. In the motor loss analysis system and apparatus of the present invention, it is possible to perform iron loss analysis that properly incorporates the influence of harmonics on the rotating magnetic flux and the magnetic flux density in the motor.
The accuracy of motor loss analysis can be significantly improved. for that reason,
This provides a time and economical advantage that the number of prototypes of the designed motor can be significantly reduced. Further, since the contents of the iron loss analysis are extremely clear physically, the effect alone is extremely large.
【図1】ブラシレスモータの一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a brushless motor.
【図2】分割コアのコマを示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a top of a split core.
【図3】巻線の結線図である。FIG. 3 is a connection diagram of windings.
【図4】解析モデルの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an analysis model.
【図5】鉄損データ及び分離に関する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram relating to iron loss data and separation.
【図6】ヒステリシス損、渦電流損の磁束密度依存性を
示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the dependence of hysteresis loss and eddy current loss on magnetic flux density.
【図7】解析手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an analysis procedure.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G016 BA01 BA03 BB00 BB04 BC00 BD00 5H621 BB07 BB10 GA01 GA04 GB10 HH01 5H622 CA02 CA07 CA10 CA14 CB03 DD02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G016 BA01 BA03 BB00 BB04 BC00 BD00 5H621 BB07 BB10 GA01 GA04 GB10 HH01 5H622 CA02 CA07 CA10 CA14 CB03 DD02
Claims (15)
タ部鉄損とロータ部鉄損と磁石部の渦電流解析結果から
モータ損失を解析することを特徴とするモータ損失の解
析方法。1. A motor loss analysis method, comprising: analyzing a motor loss based on a result of analysis of an iron loss of a stator portion, an iron loss of a rotor portion, and an eddy current of a magnet portion.
果から解析する方法であって、 モータに係る磁場解析結果を基に磁束密度解析結果から
ヒステリシス損と渦電流損を推定し、 磁場解析によって、渦電流損を直接解析し、 直接求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損と
を比較して、前者が後者より大きい場合には、直接求め
た渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損から補正係
数を求め、 しかる後、その補正係数を用いて磁束密度から推定した
ヒステリシス損を補正して、直接求めた渦電流損と補正
したヒステリシス損との和を鉄損とする、ことを特徴と
する請求項1記載のモータ損失の解析方法。2. A method for analyzing iron loss of a motor from a magnetic field analysis result of a motor, comprising: estimating a hysteresis loss and an eddy current loss from a magnetic flux density analysis result based on the magnetic field analysis result of the motor; By directly analyzing the eddy current loss and comparing the directly obtained eddy current loss with the eddy current loss estimated from the magnetic flux density, if the former is larger than the latter, A correction coefficient is obtained from the estimated eddy current loss.After that, the hysteresis loss estimated from the magnetic flux density is corrected using the correction coefficient, and the sum of the directly obtained eddy current loss and the corrected hysteresis loss is determined as the iron loss. 2. The method for analyzing motor loss according to claim 1, wherein:
果から解析する方法であって、 モータに係る磁場解析結果を基に磁束密度解析結果から
ヒステリシス損と渦電流損を推定し、 磁場解析によって、渦電流損を直接解析し、 直接求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損と
を比較して、前者が後者より小さい場合には、直接求め
た渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損から補正係
数を求め、 しかる後、その補正係数を用いて磁束密度から推定した
渦電流損とヒステリシス損の両方を補正して、補正した
渦電流損とヒステリシス損の和を鉄損とする、ことを特
徴とする請求項1記載のモータ損失の解析方法。3. A method for analyzing iron loss of a motor from a magnetic field analysis result of a motor, wherein a hysteresis loss and an eddy current loss are estimated from a magnetic flux density analysis result based on the magnetic field analysis result of the motor. By directly analyzing the eddy current loss and comparing the directly obtained eddy current loss with the eddy current loss estimated from the magnetic flux density, if the former is smaller than the latter, A correction coefficient is obtained from the estimated eddy current loss, and thereafter, the correction coefficient is used to correct both the eddy current loss and the hysteresis loss estimated from the magnetic flux density. The method for analyzing motor loss according to claim 1, wherein the analysis is a loss.
タであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つ
の項に記載のモータ損失の解析方法。4. The motor loss analysis method according to claim 1, wherein the iron loss analysis part is a stator constituting a motor.
の渦電流損を、そのステータの歯部の中央での単位体積
当たりの渦電流損で規格化することにより、磁束密度か
ら推定したステータ各部位での渦電流損規格値に対す
る、渦電流解析より直接求めたステータ各部位の渦電流
損規格値の比を、ステータ各部位での補正係数とするこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載
のモータ損失の解析方法。5. An eddy current loss per unit volume at each portion of the stator is normalized by an eddy current loss per unit volume at the center of a tooth portion of the stator, so that each stator is estimated from magnetic flux density. The ratio of the eddy current loss standard value of each part of the stator directly obtained from the eddy current analysis to the eddy current loss standard value of the part is used as a correction coefficient for each part of the stator. The method for analyzing a motor loss according to any one of the above items.
果から解析する方法であって、 解析部位がモータを構成するロータ部であって、 磁場解析によってロータ部の渦電流損を直接解析し、 上記ステータ部のヒステリシス損とステータ部の渦電流
損の比からロータ部のヒステリシス損を推定して、 直接求めたロータ部渦電流損と推定したロータ部ヒステ
リシス損との和をロータ部の鉄損とすることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか1つの項に記載のモータ損失
の解析方法。6. A method for analyzing iron loss of a motor from a magnetic field analysis result related to the motor, wherein an analysis part is a rotor part constituting the motor, and an eddy current loss of the rotor part is directly analyzed by a magnetic field analysis. The rotor section hysteresis loss is estimated from the ratio of the stator section hysteresis loss and the stator section eddy current loss, and the sum of the directly obtained rotor section eddy current loss and the estimated rotor section hysteresis loss is calculated as the iron of the rotor section. The motor loss analysis method according to any one of claims 1 to 5, wherein the motor loss is determined.
加えてモータ損失を解析することを特徴とする請求項1
〜6のいずれか1つの項に記載のモータ損失の解析方
法。7. The motor loss is analyzed by further adding a result of analysis of a magnet eddy current of a motor.
7. The method for analyzing motor loss according to any one of Items 6 to 6.
モデルで解析することを特徴とする請求項1〜7のいず
れか1つの項に記載のモータ損失の解析方法。8. The eddy current analysis of the magnet is performed by using a half of the actual length of the magnet.
The motor loss analysis method according to any one of claims 1 to 7, wherein the analysis is performed using a model.
実長の1/2モデルでロータ部渦電流損を解析すること
を特徴とする請求項1〜8のいずれか1つの項に記載の
モータ損失の解析方法。9. The method according to claim 1, wherein when the rotor core is a bulk material, the rotor eddy current loss is analyzed using a half model of the actual length of the rotor. Motor loss analysis method.
/2厚さモデルで行うことを特徴とする請求項1〜9の
いずれか1つの項に記載のモータ損失の解析方法。10. The direct analysis of the eddy current loss is performed on the magnetic steel sheet.
The method for analyzing motor loss according to any one of claims 1 to 9, wherein the method is performed using a / 2 thickness model.
流解析することを特徴とする請求項1〜10のいずれか
1つの項に記載のモータ損失の解析方法。11. The motor loss analysis method according to claim 1, wherein the eddy current analysis is performed by directly using the electric conductivity of the material.
ステリシス損、渦電流損を推定する場合に用いる係数マ
ップにおいて、ヒステリシス損のモータに流れる電流基
本周波数への依存性は周波数の1乗に依存するとした係
数マップであることを特徴とする請求項1〜11のいず
れか1つの項に記載のモータ損失の解析方法。12. In a coefficient map used for estimating hysteresis loss and eddy current loss from magnetic flux density based on a magnetic field analysis result, the dependence of the hysteresis loss on the fundamental frequency of the current flowing through the motor is equal to the first power of the frequency. 12. The motor loss analysis method according to claim 1, wherein the coefficient map is dependent.
磁束密度以上では鉄損は一定であるとしたことを特徴と
する請求項12記載のモータ損失の解析方法。13. The motor loss analysis method according to claim 12, wherein in the coefficient map, iron loss is constant at a saturation magnetic flux density of the material or higher.
記載のモータ損失の解析方法を実行することを特徴とす
るモータ損失の解析装置。14. A motor loss analysis apparatus for executing the motor loss analysis method according to claim 1. Description:
記載の解析方法を実行するコンピュータへの命令を格納
して成ることを特徴とする情報媒体。15. An information medium storing instructions for a computer that executes the analysis method according to claim 1. Description:
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