JP2000268061A - Method and device for analyzing electromagnetic field - Google Patents

Method and device for analyzing electromagnetic field

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JP2000268061A
JP2000268061A JP11069172A JP6917299A JP2000268061A JP 2000268061 A JP2000268061 A JP 2000268061A JP 11069172 A JP11069172 A JP 11069172A JP 6917299 A JP6917299 A JP 6917299A JP 2000268061 A JP2000268061 A JP 2000268061A
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JP
Japan
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electromagnetic field
magnetic
finite element
conductor
calculating
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JP11069172A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shiraki
康博 白木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately calculate an electromagnetic field in a short time while decreasing the number of unknown variables by avoiding an adverse influence caused by the oblateness of a finite element in electromagnetic field analysis based on a finite element method. SOLUTION: Concerning a method for calculating an eddy current to be generated in a non-magnetic conductor thinner than the depth of penetration while using a computer, this electromagnetic field analyzing method is provided with a process for calculating the electromagnetic field of an analytic object area, in which the characteristics of the non-magnetic conductor is assumed as air, through the finite element method using a magnetic vector potential. This analyzing method is also provided with a process for calculating the eddy current to be generated in the non-magnetic conductor through the finite element method using the current vector potential and a magnetic scalar potential for the electromagnetic field defining only the non-magnetic conductor and the periphery thereof as the analytic object area while defining a magnetic flux density distribution perpendicularly crossing a non-magnetic conductor part found by this calculation as initial conditions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トランス、リアク
トル、モータ等の電磁気現象を利用した電子・電気機器
を設計するために有用な電磁場解析方法およびその装置
に関し、特に計算対象に薄板導体が含まれる場合の計算
精度の改善および計算時間の短縮に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic field analysis method and apparatus useful for designing electronic and electrical equipment utilizing electromagnetic phenomena such as transformers, reactors and motors, and an apparatus therefor. To improve the calculation accuracy and shorten the calculation time when the calculation is performed.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明の電磁場解析で使われる基礎方程
式として、(式1)〜(式3)の一連の式、または(式
3)〜(式7)の一連の式が用いられる。
2. Description of the Related Art A series of equations (Equation 1) to (Equation 3) or a series of equations (Equation 3) to (Equation 7) are used as basic equations used in the electromagnetic field analysis of the present invention.

【0003】 rotH=Jo (式1) B=rotA (式2) B=μH (式3) Je=σE (式4) rotE=−(∂B/∂t) (式5) E=(1/σ)rotT (式6) H=T−gradΩ (式7)RotH = Jo (Equation 1) B = rotA (Equation 2) B = μH (Equation 3) Je = σE (Equation 4) rotE = − (∂B / ∂t) (Equation 5) E = (1 / σ) rotT (Equation 6) H = T-gradΩ (Equation 7)

【0004】これらの式中、太字で斜体の文字又は記号
は、空間の3方向成分を有するベクトルを表す(以下同
様。但し、明細書の文章中では、斜体では示さな
い。)。また、Aは磁気ベクトルポテンシャル、Joは
強制電流密度ベクトル(A/m2)、σは導電率(S/
m)、μは透磁率(H/m)、Tは電流ベクトルポテン
シャル、Ωは磁気スカラポテンシャルである。
[0004] In these formulas, bold italic characters or symbols represent vectors having three-directional components of space (the same applies hereinafter, but are not shown in italics in the text of the specification). A is a magnetic vector potential, Jo is a forced current density vector (A / m 2 ), and σ is conductivity (S / m 2 ).
m) and μ are magnetic permeability (H / m), T is current vector potential, and Ω is magnetic scalar potential.

【0005】これらの方程式を実際に解くためには、有
限要素法等の手法が用いられる。以下、有限要素法を用
いて、(式1)〜(式3)の一連の式を解く方法を磁気
ベクトルポテンシャルを用いた有限要素法(以下、A
法)と呼ぶ。一方、有限要素法を用いて、(式3)〜
(式7)の一連の式を解く方法を電流ベクトルポテンシ
ャルと磁気スカラポテンシャルを用いた有限要素法(以
下、T−Ω法)と呼ぶ。
In order to actually solve these equations, a technique such as the finite element method is used. Hereinafter, a method of solving a series of equations (Equations 1) to (Equation 3) using the finite element method is referred to as a finite element method (hereinafter, A
Mod). On the other hand, using the finite element method,
A method of solving a series of equations (Equation 7) is called a finite element method (hereinafter, T-Ω method) using a current vector potential and a magnetic scalar potential.

【0006】以下に有限要素法の基本的考え方について
述べる。
The basic concept of the finite element method will be described below.

【0007】有限要素法とは、解析対象領域を「有限要
素」と呼ばれる比較的単純な形状の多数の副領域に空間
分割し、各要素上で、求めたい未知変数を比較的簡単な
関数、例えば一次関数で近似する。具体的には、各要素
上で、求めたいポテンシャルを近似関数で展開し、変分
原理を用いて解析対象内のエネルギ−が最小となるよう
にポテンシャルを求める。
The finite element method is a method in which an analysis target area is spatially divided into a plurality of sub-areas having relatively simple shapes called "finite elements", and an unknown variable to be obtained is calculated on each element by a relatively simple function. For example, it is approximated by a linear function. Specifically, on each element, the potential to be obtained is developed by an approximation function, and the potential is obtained using the variational principle such that the energy in the analysis target is minimized.

【0008】上述の近似関数として、各有限要素の節点
上に未知変数を課すような関数を用いた近似法を節点要
素近似という。節点要素近似関数を用い、電磁場の基礎
方程式の離散化を、変分原理と同等な方法であるGalerk
in法を用いて行う。Galerkin法については、例えば、
「マトリックス有限要素法」(1984年培風館発行)
に述べられている。
As the above-mentioned approximation function, an approximation method using a function that imposes an unknown variable on a node of each finite element is called node element approximation. Galerk, a method equivalent to the variational principle, uses the nodal element approximation function to discretize the fundamental equation of the electromagnetic field.
This is performed using the in method. For the Galerkin method, for example,
"Matrix finite element method" (published by Baifukan in 1984)
It is described in.

【0009】有限要素毎に離散化された方程式を作成
し、これらを全有限要素について足し合わせ、解析初期
条件として、物性データ、時間データ、境界条件デー
タ、解析対象領域に含まれる導線に与える強制電流密度
ベクトル等を代入すると、解くべき連立一次方程式を得
られる。この方程式は、例えば、直接法の一つであるガ
ウスの消去法や、反復法の一つである不完全コレスキー
共役勾配法などを用いて解かれ、最終的に求めるポテン
シャルが算出される。ガウスの消去法や不完全コレスキ
ー共役勾配法等については、“村田、小国、唐木:スー
パーコンピュータ;1985”等に述べられている。
An equation discretized for each finite element is created, and these equations are added together for all finite elements, and physical properties data, time data, boundary condition data, and forcing given to a conductor included in the analysis target area as initial conditions for analysis. By substituting a current density vector or the like, a simultaneous linear equation to be solved can be obtained. This equation is solved using, for example, a Gaussian elimination method, which is one of the direct methods, or an incomplete Cholesky conjugate gradient method, which is one of the iterative methods, to finally calculate a potential to be obtained. The Gaussian elimination method, the incomplete Cholesky conjugate gradient method, and the like are described in "Murata, Oguni, Karaki: Supercomputer; 1985".

【0010】有限要素法の解析精度および計算時間は、
有限要素の大きさ、有限要素数、有限要素の扁平率に大
きく左右される。特に解析対象領域中に表皮厚さに比べ
て薄い非磁性導体(以下、薄板導体と呼ぶ)がある場合
に、高精度な解を得るためには、薄板導体内を多数の有
限要素で分割しなければならず、未知変数が増えること
により計算機メモリおよび計算時間が増加する。また、
前記、不完全コレスキー共役勾配法を用いた場合には、
収束した解が得られない可能性がある。さらに、薄板導
体の形状が複雑な場合には、有限要素の座標データ、有
限要素を構成する節点番号の作成が困難になる。
The analysis accuracy and calculation time of the finite element method are as follows.
It depends greatly on the size of the finite element, the number of finite elements, and the oblateness of the finite element. In particular, when there is a non-magnetic conductor thinner than the skin thickness (hereinafter referred to as a thin conductor) in the analysis target area, in order to obtain a highly accurate solution, the inside of the thin conductor is divided by many finite elements. Computer memory and calculation time due to the increase in unknown variables. Also,
When the incomplete Cholesky conjugate gradient method is used,
A converged solution may not be obtained. Further, when the shape of the thin plate conductor is complicated, it is difficult to create the coordinate data of the finite element and the node numbers constituting the finite element.

【0011】なお、表皮厚さδ(m)とは以下の式で決
定される量であり、例えば“卯本:電磁気学;1985
年”に述べられている。
The skin thickness δ (m) is a quantity determined by the following equation, for example, “Umoto: Electromagnetics; 1985
Year ".

【0012】 δ=SQR(1/π×f×σ×μo) (式8)Δ = SQR (1 / π × f × σ × μo) (Equation 8)

【0013】ここで、f:周波数(Hz)、σ:導電率
(S/m)、μo:真空の透磁率(=4π×107)であ
る。
Here, f: frequency (Hz), σ: conductivity (S / m), μo: vacuum magnetic permeability (= 4π × 10 7 ).

【0014】このような問題点を解決するための手段と
して、“A.KAMEARI:Applied Electromagnetic in Mate
rial:p225,1989”等に辺要素近似を用いた電磁場解析
について述べられている。辺要素近似で用いられる近似
関数は文献“藤原:辺要素を用いた三次元磁界解析;第
2回電磁界数値解析に関するセミナ講演論文集、199
1”に述べられているように、電磁場が満たすゲージ変
換が成立する関数空間に属しているので、磁気ベクトル
ポテンシャルを用いるA法の場合にはグラフ理論によ
り、一部の磁気ベクトルポテンシャルを未知変数から除
くことができる。
As a means for solving such a problem, "A. KAMEARI: Applied Electromagnetic in Mate"
rial: p225, 1989 ”etc. describes electromagnetic field analysis using edge element approximation. The approximate function used in edge element approximation is the literature“ Fujiwara: 3D magnetic field analysis using edge element; 2nd electromagnetic field Proceedings of Seminar on Numerical Analysis, 199
As described in 1 ”, since the magnetic field belongs to a function space in which the gauge transformation is satisfied, in the case of the method A using the magnetic vector potential, a part of the magnetic vector potential is converted into an unknown variable by graph theory. Can be excluded from

【0015】T−Ω法の場合には、(式7)の磁気スカ
ラポテンシャルΩを零とするゲージをとることができ
る。従って、Ω=0となる。このような辺要素近似を用
いて、解析対象領域中に薄板導体やコイル導体がある場
合の電磁場解析を行うと、前記節点要素近似を用いた場
合に比べて、未知変数を減少させることができ、計算機
メモリおよび計算時間を節約することができる。
In the case of the T-Ω method, it is possible to take a gauge that makes the magnetic scalar potential Ω of (Equation 7) zero. Therefore, Ω = 0. Using such a side element approximation, when performing an electromagnetic field analysis when there is a thin plate conductor or a coil conductor in the analysis target area, it is possible to reduce unknown variables as compared with the case of using the nodal element approximation. , Computer memory and calculation time can be saved.

【0016】また、“T.Nakata, N.Takahashi, K.Fujiw
ara and Y.Shiraki : 3-D MagneticField Analysis Usi
ng Special Element;IEEE Trans Magnetics, MAG-26,
5,2379(1990)”に示されている、三次元の非磁性導体や
コイル導体を2次元の有限要素で近似する方法を用いれ
ば、未知変数を減少させたり、有限要素の座標データ、
有限要素を構成する節点番号の作成を容易にすることが
できる。
Also, "T.Nakata, N.Takahashi, K.Fujiw
ara and Y.Shiraki: 3-D MagneticField Analysis Usi
ng Special Element; IEEE Trans Magnetics, MAG-26,
5,2379 (1990) ”, a method of approximating a three-dimensional non-magnetic conductor or coil conductor with a two-dimensional finite element reduces unknown variables,
It is possible to easily create the node numbers constituting the finite element.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、A.KAME
ARI氏や藤原氏の文献で用いられて辺要素近似では、未
知変数は減少させることができるが、薄板導体やコイル
導体内を多数の有限要素で分割しなければならない。そ
のために、有限要素が扁平であることによる計算の精度
と計算時間への不利な影響を解決することができず、ま
た、操作者が入力データ、例えば有限要素の座標デー
タ、有限要素を構成する節点番号の作成を容易にするこ
とはできない。
[Problems to be solved by the invention] However, A.KAME
In the edge element approximation used in ARI and Fujiwara's literature, unknown variables can be reduced, but the inside of a thin conductor or coil conductor must be divided by many finite elements. Therefore, it is not possible to solve the disadvantageous effects on the calculation accuracy and the calculation time due to the flatness of the finite element, and the operator configures the input data, for example, the coordinate data of the finite element and the finite element. The creation of node numbers cannot be facilitated.

【0018】また、T.Nakata氏の文献で用いられている
三次元の薄板導体を2次元の有限要素で近似する方法を
用いれば、上記のKAMEARI氏や羽野氏の文献で問題とな
る点を解決することができるが、最終的に解くべき連立
一次方程式の性質が悪くなり、不完全コレスキー共役勾
配法の収束に時間がかかったり、場合によっては収束し
ない可能性があった。
Also, if a method of approximating a three-dimensional thin plate conductor used in T. Nakata's document with a two-dimensional finite element is used, the problem in the above-mentioned KAMEARI and Hanno's documents can be solved. Although the problem can be solved, the properties of the system of linear equations to be finally solved are deteriorated, and the convergence of the incomplete Cholesky conjugate gradient method may take time or may not converge in some cases.

【0019】本発明は、有限要素の扁平率を低減し、解
くべき未知変数を減少させ、電磁場を高精度に短時間に
計算することを目的とする。
An object of the present invention is to reduce the oblateness of a finite element, reduce unknown variables to be solved, and calculate an electromagnetic field with high accuracy in a short time.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の電磁場解
析方法は、計算機を用いて表皮厚さに比べて薄い薄板導
体に発生するうず電流を計算する方法において、薄板導
体を空間と仮定した解析対象領域の電磁場を、磁気ベク
トルポテンシャルを用いた有限要素法により計算する工
程と、前記計算により求めた薄板導体部に垂直に鎖交す
る磁束密度分布を初期条件として、薄板導体およびその
近傍のみを解析対象領域とした電磁場を電流ベクトルポ
テンシャルと磁気スカラポテンシャルを用いた有限要素
法により、薄板導体に発生するうず電流を計算する工程
を備えたものである。
According to a first electromagnetic field analysis method of the present invention, in a method of calculating an eddy current generated in a thin plate conductor thinner than a skin thickness by using a computer, the thin plate conductor is assumed to be a space. Calculating the electromagnetic field of the analysis target region by the finite element method using the magnetic vector potential, and the magnetic flux density distribution perpendicular to the thin plate conductor portion obtained by the calculation as an initial condition, the thin plate conductor and its vicinity The method includes a step of calculating an eddy current generated in the thin plate conductor by a finite element method using an electromagnetic field having only the analysis target region as a current vector potential and a magnetic scalar potential.

【0021】本発明の第2の電磁場解析方法は、計算機
を用いて表皮厚さより薄い、コイル導体に発生する全電
流を求める方法において、コイル導体に均一な印加電流
を入力し、コイル導体を空間と仮定した解析対象領域の
電磁場を、磁気ベクトルポテンシャルを用いた有限要素
法により計算する工程と、前記計算により求めたコイル
導体に垂直に鎖交する磁束密度分布を初期条件として、
コイル導体およびその近傍のみを解析対象領域とした電
磁場を電流ベクトルポテンシャルと磁気スカラポテンシ
ャルを用いた有限要素法により、コイル導体に発生する
うず電流を計算する工程と、コイル導体に流れる印加電
流分布を有限要素法により計算する工程と、前記の工程
により計算した印加電流とうず電流をベクトル的に足し
合わせて、コイル導体に発生する全電流を計算する工程
を備えたものである。
According to a second electromagnetic field analysis method of the present invention, in a method of calculating a total current generated in a coil conductor which is thinner than a skin thickness by using a computer, a uniform applied current is input to the coil conductor, and the coil conductor is connected to a space. Assuming that the electromagnetic field in the analysis target area assumed by the finite element method using a magnetic vector potential and a magnetic flux density distribution perpendicular to the coil conductor obtained by the calculation as an initial condition,
The step of calculating the eddy current generated in the coil conductor by the finite element method using the current vector potential and the magnetic scalar potential in the electromagnetic field with only the coil conductor and its vicinity as the analysis target area, and the distribution of the applied current flowing through the coil conductor The method includes a step of calculating by the finite element method, and a step of calculating the total current generated in the coil conductor by adding the applied current and the eddy current calculated in the above-described steps in a vector manner.

【0022】本発明の第3の電磁場解析方法は、前記第
1または第2の電磁場解析方法において磁気ベクトルポ
テンシャルを用いた有限要素法により計算する解析対象
領域が三次元領域である。
In a third electromagnetic field analysis method according to the present invention, the analysis target area calculated by the finite element method using a magnetic vector potential in the first or second electromagnetic field analysis method is a three-dimensional area.

【0023】本発明の第4の電磁場解析方法は、前記第
1または第2の電磁場解析方法において磁気ベクトルポ
テンシャルを用いた有限要素法により計算する解析対象
領域が回転対称領域である。
According to a fourth electromagnetic field analysis method of the present invention, the analysis target region calculated by the finite element method using a magnetic vector potential in the first or second electromagnetic field analysis method is a rotationally symmetric region.

【0024】本発明の第5の電磁場解析方法は、前記第
1または第2の電磁場解析方法において、磁気ベクトル
ポテンシャルを用いた有限要素法により計算する解析対
象領域が二次元領域である。
According to a fifth electromagnetic field analysis method of the present invention, in the first or second electromagnetic field analysis method, an analysis target area calculated by a finite element method using a magnetic vector potential is a two-dimensional area.

【0025】本発明の第6の電磁場解析方法は、前記第
1または第2の電磁場解析方法において、電流ベクトル
ポテンシャルのX、Y、Z方向の3成分のうち、コイル
導体または薄板導体面に垂直な成分のみを未知変数とし
たものである。
According to a sixth electromagnetic field analysis method of the present invention, in the first or second electromagnetic field analysis method, of the three components in the X, Y, and Z directions of the current vector potential, the three components are perpendicular to the surface of the coil conductor or the thin plate conductor. Only the components that are unknown are used as unknown variables.

【0026】本発明の電磁場解析装置は、前記第1から
第6のいずれかの電磁場解析方法を実行する計算機手段
を備えたものである。
The electromagnetic field analyzing apparatus according to the present invention includes computer means for executing any one of the first to sixth electromagnetic field analyzing methods.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】実施の形態1 図1は本発明の電磁場解析方法を実行する計算機手段の
構成を示すブロック図である。図1において、1はキー
ボード、マウス、スキャナーなどを備えた入力装置であ
る。2は、CPUであり、プログラムに従い、後述する
有限要素データの作成、有限要素法による電磁場解析を
行い、バス7に接続された各構成要素を制御する。3
は、CRTなどの表示装置であり、データ入力作業時、
入力情報、電磁場解析の計算状況の確認などに使用す
る。4は、プログラムメモリであり、CPU2上で動作
する制御プログラムを格納するメモリである。5は、デ
ータメモリであり、各種処理で生じたデータを格納す
る。6は、作成された有限要素モデルのデータ、電磁場
解析によって得られたポテンシャルなどを保存するため
の外部記憶装置である。また、要素分割の対象となるデ
ータや処理プログラムをこの外部記憶装置6から読み出
すようにしてもよい。7は、CPU2の制御の対象とな
る構成要素を指示するアドレス信号、各構成要素を制御
するためのコントロール信号、各構成機器相互間でやり
とりされるデータの転送を行うためのバスである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of computer means for executing an electromagnetic field analysis method according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an input device including a keyboard, a mouse, a scanner, and the like. Reference numeral 2 denotes a CPU, which controls each component connected to the bus 7 according to a program, by creating finite element data to be described later and performing an electromagnetic field analysis by a finite element method. 3
Is a display device such as a CRT.
Used to check input information and calculation status of electromagnetic field analysis. Reference numeral 4 denotes a program memory, which is a memory for storing a control program operating on the CPU 2. Reference numeral 5 denotes a data memory for storing data generated in various processes. Reference numeral 6 denotes an external storage device for storing data of the created finite element model, potential obtained by electromagnetic field analysis, and the like. Further, data or a processing program to be subjected to element division may be read from the external storage device 6. Reference numeral 7 denotes a bus for transferring an address signal indicating a component to be controlled by the CPU 2, a control signal for controlling each component, and data exchanged between components.

【0028】次に前記実施の形態1の動作を図2〜図5
を参照しながら説明する。ここでは、表皮厚さに比べて
薄い非磁性導体に発生するうず電流を求める方法につい
て、説明する。図2は本方法の処理手順を示すフローチ
ャートである。ここでは、図3に示すような薄板導体8
とコイル9からなる解析対象領域の電磁場を解析する方
法について説明する。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. Here, a method of obtaining an eddy current generated in a nonmagnetic conductor thinner than the skin thickness will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the present method. Here, the thin plate conductor 8 as shown in FIG.
A method of analyzing the electromagnetic field in the analysis target area including the coil and the coil 9 will be described.

【0029】<ステップS1>コイル部分とそれ以外の
部分とで領域が分かれるように前記解析対象領域を多数
の小領域に分割した小領域群の節点の座標データおよび
有限要素を構成する節点番号データ、前記解析対象領域
内での各種物性データ、前記解析対象領域の境界条件デ
ータ、前記導線部分に初期条件として与える電流密度デ
ータを作成する。ここで、A法による解析に用いるモデ
ルでは薄板導体の物性は考慮せずに、空気と等価に扱っ
て解析する。したがって、薄板導体部分の領域は分ける
必要がない。解析対象領域はモデルの対称性より4分の
1領域として図4のように要素分割した。また、図4に
示すように非磁性導体の境界と節点を一致させておく
と、ステップ3で薄板導体部に鎖交する磁束密度分布を
求めるときに便利である。
<Step S1> Coordinate data of nodes of a small area group obtained by dividing the analysis target area into a number of small areas so that the area is divided into a coil part and other parts and node number data constituting a finite element Then, various physical property data in the analysis target area, boundary condition data of the analysis target area, and current density data to be given as initial conditions to the conductor portion are created. Here, in the model used for the analysis by the method A, the analysis is performed by treating the thin plate conductor as equivalent to air without considering the physical properties of the thin plate conductor. Therefore, it is not necessary to divide the region of the thin plate conductor portion. The analysis target region was divided into elements as shown in FIG. 4 as a quarter region due to the symmetry of the model. If the boundary of the non-magnetic conductor is made to coincide with the node as shown in FIG. 4, it is convenient to obtain the magnetic flux density distribution interlinking the thin-plate conductor in step 3.

【0030】<ステップS2>A法により、各有限要素
を構成する節点の磁気ベクトルポテンシャルを計算す
る。なお、図4は三次元形状なので三次元解析を行う
が、モデルが回転対称または二次元形状で近似できる場
合には、それぞれの領域で解析してかまわない。また、
A法は未知変数である磁気ベクトルポテンシャルを節点
に定義する節点要素近似を用いても、辺に定義する辺要
素近似のどちらを用いてもかまわない。辺要素近似を用
いる場合には磁気ベクトルポテンシャルを各有限要素を
構成する辺で求めることになる。
<Step S2> The magnetic vector potential at the nodes constituting each finite element is calculated by the A method. Since FIG. 4 has a three-dimensional shape, three-dimensional analysis is performed. However, when the model can be approximated by rotational symmetry or two-dimensional shape, analysis may be performed in each region. Also,
The method A may use either node element approximation that defines a magnetic vector potential, which is an unknown variable, as a node, or edge element approximation that defines an edge. When the edge element approximation is used, the magnetic vector potential is obtained by the sides constituting each finite element.

【0031】<ステップS3>前記(式2)を用いて、
磁気ベクトルポテンシャルから空気と仮定した薄板導体
部に垂直に鎖交する磁束密度分布を計算する。ステップ
S1、で空気と仮定した薄板導体部と節点を一致させて
おくと磁束密度分布は精度良く簡便に求まるが、一致さ
せておかなくても薄板導体部の近接する有限要素から近
似して磁束密度分布を求めてもかまわない。
<Step S3> Using the above (Equation 2),
From the magnetic vector potential, the magnetic flux density distribution perpendicular to the thin plate conductor assumed to be air is calculated. The magnetic flux density distribution can be easily obtained with high precision if the thin-plate conductor portion assumed to be air in step S1 is matched with the node, but even if it is not matched, the magnetic flux density is approximated from the finite element close to the thin-plate conductor portion. The density distribution may be obtained.

【0032】<ステップS4>薄板導体領域およびその
周辺を多数の小領域に分割した小領域群の節点の座標デ
ータおよび有限要素を構成する節点番号データ、薄板導
体の物性データを作成する。図5には薄板導体領域を含
む近傍を小領域群に要素分割した分割図を示す。薄板導
体周辺の空気領域は薄板導体のz方向の上下に各1層つ
くれば充分である。薄板導体のx,y方向には空気領域
を作成する必要はない。
<Step S4> The coordinate data of the nodes of the group of small regions obtained by dividing the thin-plate conductor region and its periphery into a number of small regions, the node number data constituting the finite element, and the physical data of the thin-plate conductor are created. FIG. 5 is a division view in which the vicinity including the thin plate conductor region is element-divided into small region groups. It is sufficient to form one layer above and below the thin conductor in the z direction of the air around the thin conductor. It is not necessary to create air regions in the x, y directions of the thin conductor.

【0033】<ステップS5>ステップS3で求まった
磁束密度Bから磁気スカラポテンシャルΩを以下の式で
求める。例えば図5の節点1の磁気スカラポテンシャル
Ω1は、図4に示す節点10の磁束密度のz方向成分B10
から、以下の式で求めることができる。
<Step S5> From the magnetic flux density B obtained in step S3, a magnetic scalar potential Ω is obtained by the following equation. For example, the magnetic scalar potential Ω1 at node 1 in FIG. 5 is the z-direction component B10 of the magnetic flux density at node 10 shown in FIG.
From the following equation.

【0034】 Ω1=−(B10×L)/μo (式9)Ω1 = − (B10 × L) / μo (Equation 9)

【0035】同様にして、薄板導体表面の磁気スカラポ
テンシャルをΩnまで求めて、薄板導体の上面の磁気ス
カラポテンシャルΩの値とする。さらに、図5に示すよ
うに薄板導体の下面の磁気スカラポテンシャルΩの値を
零とする。
Similarly, the magnetic scalar potential on the surface of the thin plate conductor is obtained up to Ωn, and the value of the magnetic scalar potential Ω on the upper surface of the thin plate conductor is determined. Further, as shown in FIG. 5, the value of the magnetic scalar potential Ω on the lower surface of the thin plate conductor is set to zero.

【0036】<ステップS6>T−Ω法により、各有限
要素を構成する節点の電流ベクトルポテンシャルTおよ
び磁気スカラポテンシャルΩを計算する。なお、T−Ω
法は未知変数である電流ベクトルポテンシャルTを節点
に定義する節点要素近似を用いても、辺に定義する辺要
素近似のどちらを用いてもかまわない。辺要素近似を用
いる場合には電流ベクトルポテンシャルTを各有限要素
を構成する辺で求めることになる。
<Step S6> The current vector potential T and the magnetic scalar potential Ω of the nodes constituting each finite element are calculated by the T-Ω method. In addition, T-Ω
The method may use either node element approximation that defines the current vector potential T, which is an unknown variable, as a node, or edge element approximation that defines an edge. In the case where the edge element approximation is used, the current vector potential T is obtained from the side constituting each finite element.

【0037】また、低圧コイルでは磁束がx方向にしか
存在しないので、うず電流はy−z方向にしか発生しな
い。そのために、電流ベクトルポテンシャルTのx方向
成分のみを未知変数にしても、解析精度は変わらず、未
知変数を減少させることができるので、計算時間を削減
できる。
In the low-voltage coil, since the magnetic flux exists only in the x direction, an eddy current is generated only in the yz direction. Therefore, even if only the x-direction component of the current vector potential T is set as an unknown variable, the analysis accuracy does not change and the unknown variables can be reduced, so that the calculation time can be reduced.

【0038】<ステップS7>各有限要素を構成する節
点で求まる電流ベクトルポテンシャルを、(式4)およ
び(式6)に代入することにより、各有限要素のうず電
流密度を求めることができる。
<Step S7> The eddy current density of each finite element can be obtained by substituting the current vector potential obtained at the nodes constituting each finite element into (Equation 4) and (Equation 6).

【0039】ここで、A法による解析において非磁性導
体を空気とみなし、磁界とうず電流との相互作用を無視
しているが、非磁性導体の厚さが表皮厚さより薄い場合
は、非磁性導体中での磁界の変化は少ない。この事実
は、磁界とうず電流との相互作用が小さいことを意味
し、相互作用の無視による計算精度の低下は小さくです
む。本発明では、この事実を利用して、A法による解析
段階で有限要素の扁平率が問題となる計算対象部分のモ
デル化を避けている。
Here, in the analysis by the method A, the nonmagnetic conductor is regarded as air, and the interaction between the magnetic field and the eddy current is ignored. However, when the thickness of the nonmagnetic conductor is smaller than the skin thickness, the nonmagnetic The change in the magnetic field in the conductor is small. This fact means that the interaction between the magnetic field and the eddy current is small, and the reduction in calculation accuracy due to the neglect of the interaction is small. In the present invention, using this fact, modeling of the calculation target portion where the flatness of the finite element becomes a problem in the analysis stage by the A method is avoided.

【0040】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、非磁性導体が薄いシート形状であっても有限要素
の扁平率による不利な影響を避けることができ、未知変
数の数が少ないので、電磁場を高精度に短時間に計算す
ることができる。また、計算の安定な収束性が保証され
る。
As described above, according to this embodiment, even if the non-magnetic conductor has a thin sheet shape, it is possible to avoid the adverse effect of the flatness of the finite element, and the number of unknown variables is small. In addition, the electromagnetic field can be calculated with high accuracy in a short time. In addition, stable convergence of the calculation is guaranteed.

【0041】実施の形態2 図6に示すような変圧器について、低圧コイルの電流取
り出し口付近の電流分布を解析する方法について説明す
る。低圧コイルはz方向に幅広なシート状のコイルを円
周方向に巻いているとする。
Embodiment 2 A method for analyzing a current distribution near a current outlet of a low-voltage coil for a transformer as shown in FIG. 6 will be described. It is assumed that the low-voltage coil is formed by winding a sheet-shaped coil wide in the z direction in the circumferential direction.

【0042】電流挿入口と電流取り出し口の電流は、コ
イルに鎖交する磁束に与える影響が少ないので、電流挿
入口と電流取り出し口を除いた円筒形のコイルについ
て、図2のステップ1の方法と同様にA法の入力データ
を作成する。
Since the currents at the current insertion port and the current extraction port have little effect on the magnetic flux linked to the coil, the method of step 1 in FIG. 2 is applied to a cylindrical coil excluding the current insertion port and the current extraction port. In the same manner as above, the input data of the method A is created.

【0043】電流挿入口と電流取り出し口を除くと、コ
イルは完全に円筒形になり、コイルに流れる印加電流は
完全に均一になる。よって、低圧コイルと高圧コイルに
は、互いに逆向きで大きさが等しい定常状態の電流密度
×ターン数を、低圧コイル領域と高圧コイル領域に一様
に入力する。解析領域はz軸を中心とする回転対称と
し、図7には、解析に用いた要素分割図をZ軸方向断面
図として示す。本実施の形態のモデルは回転対称ではな
いが、鉄心12の外側部分(リターンヨーク)の形状は
同一断面積の円筒におきかえても電流分布は変化しない
ので、回転対称の解析対象領域で解析を行う。
Excluding the current inlet and the current outlet, the coil is completely cylindrical, and the applied current flowing through the coil is completely uniform. Therefore, in the low-voltage coil and the high-voltage coil, the current density in the steady state and the number of turns in the opposite directions and equal in magnitude are uniformly input to the low-voltage coil region and the high-voltage coil region. The analysis region is rotationally symmetric about the z-axis, and FIG. 7 shows a sectional view of the element used for the analysis in the Z-axis direction. Although the model of the present embodiment is not rotationally symmetric, the current distribution does not change even if the outer portion (return yoke) of the iron core 12 is replaced with a cylinder having the same cross-sectional area. Do.

【0044】ステップ2では、図7の解析領域につい
て、A法を用いた各有限要素を構成する節点の磁気ベク
トルポテンシャルAを計算する。また、A法は未知変数
である磁気ベクトルポテンシャルAを節点に定義する節
点要素近似を用いても、辺に定義する辺要素近似のどち
らを用いてもかまわない。辺要素近似を用いる場合には
磁気ベクトルポテンシャルAを各有限要素を構成する辺
で求めることになる。
In step 2, the magnetic vector potential A of each node constituting each finite element is calculated using the A method for the analysis region of FIG. In the method A, either a node element approximation that defines the magnetic vector potential A, which is an unknown variable, as a node, or a side element approximation that defines an edge may be used. When the edge element approximation is used, the magnetic vector potential A is obtained from the side constituting each finite element.

【0045】ステップ3では、実施の形態1と同様に磁
気ベクトルポテンシャルAから低圧コイルに垂直に鎖交
する磁束密度(低圧コイルに鎖交する磁束密度の径方向
成分)を計算する。このとき、電流取り出し口部に垂直
に鎖交する磁束密度も計算する。
In step 3, as in the first embodiment, the magnetic flux density perpendicular to the low-voltage coil (radial component of the magnetic flux density linked to the low-voltage coil) is calculated from the magnetic vector potential A. At this time, the magnetic flux density perpendicular to the current outlet is also calculated.

【0046】ステップ4では、電流取り出し口付近のコ
イル導体領域周辺を多数の小領域に分割した小領域群の
節点の座標データおよび有限要素を構成する節点番号デ
ータ、薄板導体の物性データを作成する。図8にはコイ
ル導体領域を含む近傍を小領域群に要素分割した分割図
を示す。低圧コイルのy方向の長さはシートコイルの1
巻程度の長さでよい。
In step 4, coordinate data of nodes of a small area group obtained by dividing the periphery of the coil conductor area near the current outlet into a large number of small areas, node number data constituting a finite element, and physical property data of a thin plate conductor are created. . FIG. 8 is a division diagram in which the vicinity including the coil conductor region is divided into small region groups. The length of the low-voltage coil in the y direction is 1 of the sheet coil.
It may be about the length of a winding.

【0047】ステップ5では、実施の形態1と同様にス
テップS3で求まった磁束密度Bから磁気スカラポテン
シャルΩを求める。ただし、ステップ1〜ステップ3ま
ではモデルを回転対称として計算しているので、図8に
示した分割図において磁束密度はy方向に変化しない。
よって、磁気スカラポテンシャルΩはy方向に変化しな
いとする。つまり、磁気スカラポテンシャルには、例え
ばΩ1=Ω2=‥‥‥=Ω11の関係がある。
In step 5, as in the first embodiment, a magnetic scalar potential Ω is determined from the magnetic flux density B determined in step S3. However, in steps 1 to 3, the calculation is performed with the model being rotationally symmetric, so that the magnetic flux density does not change in the y-direction in the division diagram shown in FIG.
Therefore, it is assumed that the magnetic scalar potential Ω does not change in the y direction. That is, the magnetic scalar potential has, for example, a relationship of Ω1 = Ω2 = ‥‥‥ = Ω11.

【0048】ステップ6では、実施の形態1と同様にT
−Ω法により、各有限要素を構成する節点の電流ベクト
ルポテンシャルTおよび磁気スカラポテンシャルΩを計
算する。なお、T−Ω法は未知変数である電流ベクトル
ポテンシャルTを節点に定義する節点要素近似を用いて
も、辺に定義する辺要素近似のどちらを用いてもかまわ
ない。辺要素近似を用いる場合には電流ベクトルポテン
シャルTを各有限要素を構成する辺で求めることにな
る。
In step 6, as in the first embodiment, T
The current vector potential T and the magnetic scalar potential Ω of the nodes constituting each finite element are calculated by the −Ω method. Note that the T-Ω method may use either node element approximation that defines the current vector potential T, which is an unknown variable, as a node, or edge element approximation that defines an edge. In the case where the edge element approximation is used, the current vector potential T is obtained from the side constituting each finite element.

【0049】また、図8において磁束がx方向にしか存
在しないので、うず電流はy−z方向にしか発生しな
い。そのために、電流ベクトルポテンシャルTのx方向
成分のみを未知変数にしても、解析精度は変わらず、未
知変数を減少させることができるので、計算時間を削減
できる。
In FIG. 8, since the magnetic flux exists only in the x direction, an eddy current is generated only in the yz direction. Therefore, even if only the x-direction component of the current vector potential T is set as an unknown variable, the analysis accuracy does not change and the unknown variables can be reduced, so that the calculation time can be reduced.

【0050】ステップ7では、実施の形態1と同様に各
有限要素のうず電流密度を求める。
In step 7, the eddy current density of each finite element is obtained as in the first embodiment.

【0051】低圧コイルでは電流取り出し口での印加電
流の総計は既知であるが、電流取り出し口付近の印加電
流密度分布は未知である。
In the low-voltage coil, the total applied current at the current outlet is known, but the distribution of the applied current density near the current outlet is unknown.

【0052】ステップ8では、図9のような要素分割図
とφの境界条件において、以下の式について、有限要素
法を用いた二次元解析を行い、印加電流密度分布を求め
る。
In step 8, under the element division diagram as shown in FIG. 9 and the boundary condition of φ, the following equation is subjected to a two-dimensional analysis using the finite element method to obtain an applied current density distribution.

【0053】 div(σ・gradφ)=0 (式10)Div (σ · gradφ) = 0 (Equation 10)

【0054】断面Aにおける印加電流を計算し、低圧コ
イルに流れる定常電流に対する比をαとする。図9の各
有限要素で求まっている印加電流密度をα倍することに
より、低圧コイルに流れる印加電流密度を求める。
The applied current in the section A is calculated, and the ratio of the applied current to the steady current flowing through the low-voltage coil is defined as α. The applied current density flowing through the low-voltage coil is obtained by multiplying the applied current density obtained by each finite element in FIG. 9 by α.

【0055】ステップ9では、ステップ7で求まったう
ず電流とステップ8で求まった印加電流をベクトル的に
足し合わせることにより、全電流を求める。図10に求
まった全電流密度分布を示す。矢印の長さが電流密度の
大小を表す。低圧コイル上下部でうず電流により全電流
密度が高くなっていること、電流取り出し口に向かっ
て、電流が流れていることがわかる。
In step 9, the eddy current obtained in step 7 and the applied current obtained in step 8 are vector-wise added to obtain a total current. FIG. 10 shows the total current density distribution obtained. The length of the arrow indicates the magnitude of the current density. It can be seen that the total current density is increased by the eddy current in the upper and lower portions of the low-voltage coil, and that the current is flowing toward the current outlet.

【0056】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、非磁性導体が薄いシート形状であっても有限要素
の扁平率による不利な影響を避けることができ、未知変
数の数が少ないので、電磁場を高精度に短時間に計算す
ることができる。また、計算の安定した収束性が保証さ
れる。
As described above, according to this embodiment, even if the nonmagnetic conductor has a thin sheet shape, it is possible to avoid the disadvantageous effect of the flatness of the finite element, and the number of unknown variables is small. In addition, the electromagnetic field can be calculated with high accuracy in a short time. In addition, stable convergence of the calculation is guaranteed.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明においては、薄板状非磁性導体に
印加電流がない計算対象について、計算機を用いて表皮
厚さに比べて薄い非磁性導体に発生するうず電流を計算
する方法において、非磁性導体の物性を空気と仮定した
解析対象領域の電磁場を、磁気ベクトルポテンシャルを
用いた有限要素法により計算する工程と、前記計算によ
り求めた非磁性導体部に垂直に鎖交する磁束密度分布を
初期条件として、非磁性導体およびその周辺のみを解析
対象領域とした電磁場を電流ベクトルポテンシャルと磁
気スカラポテンシャルを用いた有限要素法により、非磁
性導体に発生するうず電流を計算する工程とを備え、ま
た、薄板状非磁性導体に印加電流が存在するコイルを含
む計算対象について、計算機を用いて表皮厚さに比べて
薄い非磁性コイル導体に発生する全電流を計算する方法
において、コイル導体に均一な印加電流を入力し、コイ
ル導体の物性を空気と仮定した解析対象領域の電磁場
を、磁気ベクトルポテンシャルを用いた有限要素法によ
り計算する工程と、前記計算により求めたコイル導体に
垂直に鎖交する磁束密度分布を初期条件として、コイル
導体およびその周辺のみを解析対象領域とした電磁場を
電流ベクトルポテンシャルと磁気スカラポテンシャルを
用いた有限要素法により、コイル導体に発生するうず電
流を計算する工程と、コイル導体に流れる印加電流分布
を有限要素法により計算する工程と、前記工程で計算し
た印加電流とうず電流をベクトル的に足し合わせて、コ
イル導体に発生する全電流を計算する工程とを備えてい
るので、表皮厚さより薄い非磁性導体を扱う電磁場解析
において、有限要素の扁平率による不利な影響を避ける
ことができ、電磁場を高精度に短時間に計算することが
できる。
According to the present invention, in a method of calculating an eddy current generated in a non-magnetic conductor thinner than a skin thickness by using a computer for a calculation object having no current applied to the thin non-magnetic conductor, Calculating the electromagnetic field of the analysis target area by assuming that the physical properties of the magnetic conductor are air by a finite element method using a magnetic vector potential, and calculating the magnetic flux density distribution perpendicular to the nonmagnetic conductor portion obtained by the calculation. As an initial condition, a step of calculating an eddy current generated in the non-magnetic conductor by a finite element method using a current vector potential and a magnetic scalar potential with an electromagnetic field having only the non-magnetic conductor and its periphery as an analysis target region, Also, for a calculation target including a coil in which a current is applied to a thin non-magnetic conductor, a non-magnetic coil thinner than the skin thickness was calculated using a computer. In the method of calculating the total current generated in the body, a uniform applied current is input to the coil conductor, and the electromagnetic field in the analysis target area is calculated by the finite element method using the magnetic vector potential, assuming that the physical properties of the coil conductor are air. And a magnetic flux density distribution perpendicular to the coil conductor obtained by the above calculation as an initial condition, and using the current vector potential and the magnetic scalar potential to generate an electromagnetic field using only the coil conductor and its surroundings as an analysis target region. A step of calculating the eddy current generated in the coil conductor by the element method, a step of calculating the distribution of the applied current flowing through the coil conductor by the finite element method, and adding the applied current and the eddy current calculated in the step in a vector manner. And the step of calculating the total current generated in the coil conductor. In the electromagnetic field analysis to be handled, it is possible to avoid the adverse effects due to flattening of the finite elements can be calculated in a short time an electromagnetic field with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1の動作シーケンスを示
す動作フローチャートである。
FIG. 2 is an operation flowchart showing an operation sequence according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態1に使用される対象物体
の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a target object used in the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態1に使用される解析対象
領域を小領域に分割した概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram in which an analysis target area used in the first embodiment of the present invention is divided into small areas.

【図5】 本発明の実施の形態1による磁気スカラポテ
ンシャルの境界条件を示した説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing boundary conditions of a magnetic scalar potential according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態2に使用される対象物体
の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a target object used in Embodiment 2 of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態2に使用される解析対象
領域を小領域に分割した概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram in which an analysis target area used in Embodiment 2 of the present invention is divided into small areas.

【図8】 本発明の実施の形態2による磁気スカラポテ
ンシャルの境界条件を示した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing boundary conditions of a magnetic scalar potential according to the second embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態2による電気スカラポテ
ンシャルの境界条件を示した説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a boundary condition of an electric scalar potential according to the second embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態2によって得られた全
電流密度分布を示す計算結果である。
FIG. 10 is a calculation result showing a total current density distribution obtained according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力部、2 CPU、3 出力部、4 プログラム
メモリ、5 データメモリ、6 外部記憶装置、8 薄
板導体、9 コイル、10,11,16 空気、12
鉄心、13 低圧コイル、14 高圧コイル、15 コ
イル導体。
1 input unit, 2 CPU, 3 output unit, 4 program memory, 5 data memory, 6 external storage device, 8 thin conductor, 9 coil, 10, 11, 16 air, 12
Iron core, 13 low voltage coil, 14 high voltage coil, 15 coil conductor.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 計算機を用いて表皮厚さに比べて薄い非
磁性導体に発生するうず電流を計算する方法において、
非磁性導体の物性を空気と仮定した解析対象領域の電磁
場を、磁気ベクトルポテンシャルを用いた有限要素法に
より計算する工程と、前記計算により求めた非磁性導体
部に垂直に鎖交する磁束密度分布を初期条件として、非
磁性導体およびその近傍のみを解析対象領域とした電磁
場を電流ベクトルポテンシャルと磁気スカラポテンシャ
ルを用いた有限要素法により、非磁性導体に発生するう
ず電流を計算する工程とを備えた電磁場解析方法。
1. A method for calculating an eddy current generated in a non-magnetic conductor thinner than a skin thickness using a computer,
Calculating the electromagnetic field of the analysis target region assuming that the physical properties of the nonmagnetic conductor are air by a finite element method using a magnetic vector potential; and a magnetic flux density distribution perpendicular to the nonmagnetic conductor portion obtained by the calculation. Calculating the eddy current generated in the non-magnetic conductor by the finite element method using the current vector potential and the magnetic scalar potential with respect to the electromagnetic field having only the non-magnetic conductor and its vicinity as the analysis target region as an initial condition. Electromagnetic field analysis method.
【請求項2】 計算機を用いて表皮厚さに比べて薄い非
磁性コイル導体に発生する全電流を計算する方法におい
て、コイル導体に均一な印加電流を入力し、コイル導体
の物性を空気と仮定した解析対象領域の電磁場を、磁気
ベクトルポテンシャルを用いた有限要素法により計算す
る工程と、前記計算により求めたコイル導体に垂直に鎖
交する磁束密度分布を初期条件として、コイル導体およ
びその近傍のみを解析対象領域とした電磁場を電流ベク
トルポテンシャルと磁気スカラポテンシャルを用いた有
限要素法により、コイル導体に発生するうず電流を計算
する工程と、コイル導体に流れる印加電流分布を有限要
素法により計算する工程と、前記工程で計算した印加電
流とうず電流をベクトル的に足し合わせて、コイル導体
に発生する全電流を計算する工程とを備えた電磁場解析
法。
2. A method for calculating a total current generated in a non-magnetic coil conductor thinner than a skin thickness using a computer, wherein a uniform applied current is input to the coil conductor, and the physical properties of the coil conductor are assumed to be air. Calculating the electromagnetic field in the analysis target region by the finite element method using the magnetic vector potential, and the magnetic flux density distribution perpendicular to the coil conductor obtained by the calculation as an initial condition, and only the coil conductor and its vicinity are used. Calculating the eddy current generated in the coil conductor by the finite element method using the current vector potential and the magnetic scalar potential using the electromagnetic field with the analysis target area, and calculating the applied current distribution flowing through the coil conductor by the finite element method Step, and adding the applied current and the eddy current calculated in the step in a vector manner to calculate the total current generated in the coil conductor. Electromagnetic field analysis method comprising a step of calculating.
【請求項3】 磁気ベクトルポテンシャルを用いた有限
要素法により計算する解析対象領域が三次元領域である
請求項1または2記載の電磁場解析方法。
3. The electromagnetic field analysis method according to claim 1, wherein the analysis target area calculated by the finite element method using the magnetic vector potential is a three-dimensional area.
【請求項4】 磁気ベクトルポテンシャルを用いた有限
要素法により計算する解析対象領域が回転対称領域であ
る請求項1または2記載の電磁場解析方法。
4. The electromagnetic field analysis method according to claim 1, wherein the analysis target region calculated by the finite element method using a magnetic vector potential is a rotationally symmetric region.
【請求項5】 磁気ベクトルポテンシャルを用いた有限
要素法により計算する解析対象領域が二次元領域である
請求項1または2記載の電磁場解析方法。
5. The electromagnetic field analysis method according to claim 1, wherein the analysis target area calculated by the finite element method using a magnetic vector potential is a two-dimensional area.
【請求項6】 電流ベクトルポテンシャルのX、Y、Z
方向の3成分の未知変数のうち、コイル導体または薄板
導体面に垂直な成分のみを未知変数とした請求項1から
5のいずれかに記載の電磁場解析方法。
6. X, Y, Z of current vector potential
The electromagnetic field analysis method according to any one of claims 1 to 5, wherein, of the three unknown components in the direction, only a component perpendicular to the surface of the coil conductor or the thin plate conductor is set as the unknown variable.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の電磁場
解析方法を実行する計算機手段を備えた電磁場解析装
置。
7. An electromagnetic field analysis apparatus comprising computer means for executing the electromagnetic field analysis method according to claim 1.
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