JP5090859B2 - Analysis model generation method, analysis model generation apparatus, computer program, and recording medium - Google Patents
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本発明は、コアに巻線を巻回してなる電磁部品の数値解析に用いる解析モデルを、三次元のコア形状を表現したコア形状モデルに基づいて生成する解析モデル生成方法、解析モデル生成方法を実施する解析モデル生成装置、コンピュータを前記解析モデル生成装置として機能させるコンピュータプログラム、該コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体に関する。 The present invention relates to an analysis model generation method and an analysis model generation method for generating an analysis model used for numerical analysis of an electromagnetic component formed by winding a winding around a core based on a core shape model representing a three-dimensional core shape. The present invention relates to an analysis model generation apparatus to be implemented, a computer program that causes a computer to function as the analysis model generation apparatus, and a recording medium that records the computer program in a computer-readable manner.
近年、ノートパソコン、ゲーム機等の電気機器に用いられる電源アダプタの小型化が要求されている。電源アダプタの大型化の主要因は変圧器にあり、変圧器の小型化が求められている。スイッチング電源用の変圧器は、スイッチング周波数を高周波化することで小型化可能であるが、スイッチング周波数が高くなる程、漏れ磁束、表皮効果、近接効果による渦電流損失が大きくなる。渦電流損失を抑え、且つ小型化が可能な変圧器を設計するためには、変圧器の動作を詳細に把握した上で、改良を繰り返す必要がある。 In recent years, miniaturization of power adapters used for electric devices such as notebook computers and game machines has been demanded. The main factor for the increase in the size of the power adapter is the transformer, and a reduction in the size of the transformer is required. The transformer for the switching power supply can be reduced in size by increasing the switching frequency. However, the higher the switching frequency, the larger the eddy current loss due to leakage flux, skin effect, and proximity effect. In order to design a transformer that can reduce eddy current loss and can be miniaturized, it is necessary to repeat the improvement after grasping the operation of the transformer in detail.
変圧器の設計は、例えばCAD( Computer Aided Design)を用いて行われており、特に三次元CADによれば、変圧器の組立手順、変圧器を構成するコア、巻線等の三次元形状、寸法、位置関係を含めた総合的な設計が可能である。設計された変圧器は、実機を用いた性能試験又は計算機を用いた数値解析により、性能が評価され、判明した欠点を修正すべく設計が繰り返される。計算機を用いて変圧器の性能を数値解析するCAE(Computer Aided Engineering)は、変圧器の実機を用いた性能試験に比べて、設計変更が容易であり、変圧器の開発コストを低減させることができる。 The transformer is designed using, for example, CAD (Computer Aided Design). In particular, according to the three-dimensional CAD, the assembly procedure of the transformer, the three-dimensional shape of the core and windings constituting the transformer, Comprehensive design including dimensions and positional relationships is possible. The designed transformer is evaluated for performance by a performance test using a real machine or a numerical analysis using a computer, and the design is repeated to correct the found defects. CAE (Computer Aided Engineering), which uses a computer to numerically analyze the performance of a transformer, is easier to change the design than the performance test using the actual transformer, and can reduce the development cost of the transformer. it can.
CAEとしては、例えば有限要素法が用いられる。有限要素法は、CADを用いて作成された変圧器の形状モデルを複数の多角形又は多面体の要素の組み合わせで表現したメッシュを生成することで、解析モデルを生成し、生成した解析モデルについて数値解析を行う手法である。
ただ、三次元のメッシュを生成し、数値解析を行う方法は、膨大な計算時間、例えば数時間から数日を要する上、解析モデルの生成にも時間を要するため、二次元で解析モデルを生成し、数値解析を行う手法も用いられている。例えば、変圧器を構成する三次元のコア形状を特定の切断面で切断して得られるコア断面を抽出し、コア断面を含む二次元平面上で巻線の仕様をモデル化し、数値解析を行う方法がある。
However, the method of generating a three-dimensional mesh and performing numerical analysis requires an enormous amount of calculation time, for example, several hours to several days, and it also takes time to generate an analysis model, so an analysis model is generated in two dimensions. However, a technique for performing numerical analysis is also used. For example, extract the core cross section obtained by cutting the three-dimensional core shape that constitutes the transformer at a specific cutting plane, model the winding specifications on the two-dimensional plane including the core cross section, and perform numerical analysis There is a way.
しかしながら、変圧器の動作、例えば巻線を構成する素線間の近接効果、素線の電流密度分布等を詳細に把握するためには、巻線の細部の仕様も反映させた詳細な解析モデルを生成する必要があるため、三次元の素線形状モデルはもちろん、二次元の素線形状モデルを用いる場合であっても、解析モデルの生成に手間を要し、変圧器を効率的に設計改良できないという問題があった。 However, in order to grasp in detail the operation of the transformer, for example, the proximity effect between the strands constituting the winding, the current density distribution of the strands, etc., a detailed analysis model that reflects the specifications of the winding details Therefore, even when using a 2D wire shape model as well as a 3D wire shape model, it takes time to generate an analysis model and design the transformer efficiently. There was a problem that it could not be improved.
例えば、二次元の素線形状モデルにおいては、素線の断面が周回毎に現れるため、素線の各断面の位置を一つ一つ指定することによって、巻線の仕様を二次元でモデル化することができるが、素線が10本の導線を撚った撚線で構成され、該巻線巻線の巻数が数十回であるような場合、二次元平面上で素線の各断面の位置を100箇所以上指定する必要があり、解析モデルの生成に手間を要していた。設計変更を行う場合も同様であり、素線の各断面の位置を指定し直す必要があり、手間を要する。
上述の問題は、変圧器の解析モデルを生成する場合のみならず、コアに巻線を巻回してなる電磁部品の解析モデルを生成する場合一般に生ずる。
For example, in a two-dimensional wire shape model, the cross section of the wire appears at each turn, so the winding specifications can be modeled in two dimensions by specifying the position of each cross section of the wire one by one. In the case where the strand is composed of a stranded wire formed by twisting 10 conductors and the number of turns of the winding is several tens of times, each cross section of the strand on the two-dimensional plane is possible. It is necessary to specify 100 positions or more, and it takes time to generate an analysis model. This is the same when the design is changed, and it is necessary to respecify the position of each cross section of the wire, which is troublesome.
The above-described problems generally occur not only when generating an analysis model of a transformer, but also when generating an analysis model of an electromagnetic component formed by winding a winding around a core.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさと、巻線空間における素線の巻回態様とを受け付け、受け付けた巻線空間及び巻回態様に基づいて、電磁部品の解析モデルを生成することにより、従来の解析モデル生成方法に比して、より少ない手順で巻線の仕様を受け付け、コア及び素線を含む電磁部品の詳細な解析モデル、特に素線の巻回態様を詳細に反映させた解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる解析モデル生成方法、解析モデル生成装置、コンピュータを該解析モデル生成装置として機能させるコンピュータプログラム及び該コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and accepts the position and size of the winding space in which the winding is to be disposed and the winding mode of the wire in the winding space, and the received winding space. And by generating an analysis model of the electromagnetic component based on the winding mode, the winding specification is received with fewer steps than the conventional analysis model generation method, and the electromagnetic component including the core and the strand An analysis model generation method and an analysis model generation apparatus that can easily generate a detailed analysis model, particularly an analysis model that reflects the winding state of the wire in detail, and that can easily change the design of the analysis model An object of the present invention is to provide a computer program for causing a computer to function as the analysis model generation device, and a recording medium on which the computer program is recorded so as to be readable by the computer.
本発明の他の目的は、巻線空間における素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、及び該素線の種類の少なくとも一つを受け付けるように構成することにより、従来の解析モデル生成方法に比して、巻線空間における素線の巻数、層数、素線の種類を反映させた電磁部品の詳細な解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる解析モデル生成方法及び解析モデル生成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to accept at least one of the number of turns of the strands in the winding space, the number of layers of the strands wound in layers in the direction of contact with and away from the winding axis, and the type of the strands. By configuring as described above, it is possible to easily generate a detailed analysis model of electromagnetic parts reflecting the number of turns, number of layers, and type of wire in the winding space, compared to the conventional analysis model generation method Another object of the present invention is to provide an analysis model generation method and an analysis model generation apparatus that can easily change the design of an analysis model.
本発明の他の目的は、素線の種類として丸線、角線及び撚線の少なくとも一つを受け付けることにより、従来の解析モデル生成方法に比して、巻線空間における素線の種類として丸線、角線及び撚線を反映させた電磁部品の詳細な解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる解析モデル生成方法及び解析モデル生成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to accept at least one of a round wire, a square wire, and a twisted wire as the type of the wire, and as a type of the wire in the winding space as compared with the conventional analysis model generation method. An analysis model generation method and an analysis model generation apparatus that can easily generate detailed analysis models of electromagnetic parts reflecting round wires, square wires, and stranded wires, and can easily change the design of analysis models. It is to provide.
本発明の他の目的は、並列結線される素線の数を受け付けることにより、巻線空間における並列結線の態様を反映させた電磁部品の詳細な解析モデルを生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる解析モデル生成方法及び解析モデル生成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to accept a number of strands connected in parallel, thereby generating a detailed analysis model of the electromagnetic component reflecting the parallel connection mode in the winding space. It is an object of the present invention to provide an analysis model generation method and an analysis model generation apparatus that can easily change a design.
本発明の他の目的は、巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付け、更に受け付けた各巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付けるように構成することにより、電磁部品の解析モデルにおいて前記方向に並置されるべき複数の巻線空間を簡単に指定することができ、かつ使用者に素線を意識させることなく該巻線空間の相対位置及び大きさを自由に変更することができる解析モデル生成方法及び解析モデル生成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to receive the position and size of a plurality of winding spaces that are to be juxtaposed in the winding axis direction and / or in the direction of contact with and away from the winding axis, By configuring to accept the change in size, it is possible to easily specify a plurality of winding spaces to be juxtaposed in the direction in the electromagnetic component analysis model and to make the user aware of the strands It is another object of the present invention to provide an analysis model generation method and an analysis model generation apparatus that can freely change the relative position and size of the winding space.
本発明の他の目的は、一の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付けた場合、受け付けた変更の内容に応じて、他の巻線空間の位置及び大きさを変更するように構成することにより、使用者に素線を意識させることなく電磁部品の解析モデルにおいて並置された一の巻線空間に連動させて他の巻線空間の位置及び大きさを自由に変更することができる解析モデル生成方法及び解析モデル生成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is such that when a change in the position and size of one winding space is received, the position and size of another winding space are changed in accordance with the contents of the received change. By doing so, it is possible to freely change the position and size of another winding space in conjunction with one winding space arranged in parallel in the analysis model of the electromagnetic component without making the user aware of the wire. An analysis model generation method and an analysis model generation apparatus are provided.
本発明の他の目的は、巻線空間が互いに離隔するように複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付けることにより、所定の法規又は規格等を使用者に意識させることなく、複数の巻線を有する電磁部品の詳細な解析モデルを生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる解析モデル生成方法及び解析モデル生成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to accept the position and size of a plurality of winding spaces so that the winding spaces are separated from each other, thereby making it possible to make a plurality of windings without making the user aware of predetermined regulations or standards. It is an object of the present invention to provide an analysis model generation method and an analysis model generation apparatus capable of generating a detailed analysis model of electromagnetic parts having lines and easily changing the design of the analysis model.
本発明の他の目的は、従来の解析モデル生成方法に比して、コアに巻線を巻回してなる変圧器の詳細な解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる解析モデル生成方法及び解析モデル生成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to easily generate a detailed analysis model of a transformer in which a winding is wound around a core as compared with a conventional analysis model generation method, and to change the design of the analysis model. An analysis model generation method and an analysis model generation apparatus that can be easily performed are provided.
本発明に係る解析モデル生成方法は、コアに巻線を巻回してなる電磁部品の数値解析に用いる解析モデルを、三次元のコア形状を表現したコア形状モデルに基づいて生成する解析モデル生成方法において、三次元のコア形状モデルに基づいて、巻線軸に略平行なコア断面を表現した二次元のコア形状モデルを生成する手順と、二次元のコア形状モデルが表現するコア断面に対して、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさと、巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、並びに該素線の断面形状及び寸法を含む巻回態様とを受け付ける手順と、受け付けた巻線空間の位置及び大きさと、巻回態様とに基づいて、コア断面に略平行な複数の素線断面を表現した素線形状モデルを生成する手順と、生成された二次元の素線形状モデル、及びコア形状モデルに基づいて、コア形状及び素線形状を複数の多角形の組み合わせで表現した電磁部品の解析モデルを生成する手順とを含むことを特徴とする。 An analysis model generation method according to the present invention generates an analysis model used for numerical analysis of an electromagnetic component obtained by winding a winding around a core based on a core shape model representing a three-dimensional core shape. In the procedure for generating a two-dimensional core shape model representing a core cross section substantially parallel to the winding axis based on the three-dimensional core shape model, and for the core cross section represented by the two-dimensional core shape model, The position and size of the winding space in which the winding is to be disposed , the number of turns of the wire constituting the winding to be disposed in the winding space, and the winding is laminated in the direction of contact with and away from the winding axis. number of layers of wires, as well as the procedure for receiving a winding manner, including a cross-sectional shape and dimensions of the plain line, and the position and size of the received winding space, on the basis of the winding embodiment, substantially to the core cross-section Wire shape expressing multiple cross-sections of parallel wires A step of generating a Dell, generated two-dimensional wire shape model, and based on the core shape model, generates an analysis model of the electromagnetic component representing the core shape and wire shape with a combination of a plurality of polygons Including a procedure.
本発明に係る解析モデル生成方法は、前記素線の断面形状は丸線、角線及び撚線の断面形状の少なくとも一つを含むことを特徴とする。 The analysis model generation method according to the present invention is characterized in that a cross-sectional shape of the strand includes at least one of a cross- sectional shape of a round wire, a square wire, and a stranded wire.
本発明に係る解析モデル生成方法は、素線の巻回態様を受け付ける手順は、並列結線される素線の数を受け付ける手順を含むことを特徴とする。 In the analysis model generation method according to the present invention, the procedure for receiving the winding mode of the strands includes a procedure for receiving the number of strands connected in parallel.
本発明に係る解析モデル生成方法は、巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手順は、巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手順と、受け付けた複数の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける手順とを含むことを特徴とする。 In the analysis model generation method according to the present invention, the procedure for receiving the position and size of the winding space is determined by the position of the plurality of winding spaces to be juxtaposed in the direction of the winding axis and / or the direction of contact with and away from the winding axis. And a procedure for receiving the size, and a procedure for receiving a change in the position and size of the plurality of received winding spaces.
本発明に係る解析モデル生成方法は、一の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付けた場合、受け付けた変更の内容に応じて、他の巻線空間の位置及び大きさを変更する手順を含むことを特徴とする。 In the analysis model generation method according to the present invention, when a change in the position and size of one winding space is received, a procedure for changing the position and size of another winding space according to the content of the received change. It is characterized by including.
本発明に係る解析モデル生成方法は、巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手順は、巻線空間が互いに離隔するように、複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手順を含むことを特徴とする。 In the analysis model generation method according to the present invention, the procedure of receiving the position and size of the winding space includes a procedure of receiving the position and size of the plurality of winding spaces so that the winding spaces are separated from each other. Features.
本発明に係る解析モデル生成方法は、前記電磁部品は変圧器であることを特徴とする。 The analysis model generation method according to the present invention is characterized in that the electromagnetic component is a transformer.
本発明に係る解析モデル生成装置は、コアに巻線を巻回してなる電磁部品の数値解析に用いる解析モデルを、三次元のコア形状を表現したコア形状モデルに基づいて生成する解析モデル生成装置において、三次元のコア形状モデルに基づいて、巻線軸に略平行なコア断面を表現した二次元のコア形状モデルを生成する手段と、二次元のコア形状モデルが表現するコア断面に対して、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさを受け付ける巻線空間受付手段と、巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、並びに該素線の断面形状及び寸法を含む巻回態様を受け付ける巻回態様受付手段と、前記巻線空間受付手段が受け付けた巻線空間の位置及び大きさと、前記巻回態様受付手段が受け付けた巻回態様とに基づいて、コア断面に略平行な複数の素線断面を表現した素線形状モデルを生成する手段と、生成された二次元の素線形状モデル、及びコア形状モデルに基づいて、コア形状及び素線形状を複数の多角形の組み合わせで表現した電磁部品の解析モデルを生成する手段とを備えることを特徴とする。 An analysis model generation apparatus according to the present invention generates an analysis model used for numerical analysis of an electromagnetic component obtained by winding a winding around a core based on a core shape model representing a three-dimensional core shape. In the above, on the basis of the three-dimensional core shape model, a means for generating a two-dimensional core shape model representing a core cross section substantially parallel to the winding axis, and a core cross section represented by the two-dimensional core shape model, The winding space receiving means for receiving the position and size of the winding space in which the winding is to be arranged , and the number of turns of the wire constituting the winding to be arranged in the winding space and the winding axis A winding mode receiving means for receiving a winding mode including the number of layers of the wire wound in a direction and a cross-sectional shape and dimensions of the wire, and a position of the winding space received by the winding space receiving unit and the size, before Kimaki times aspect Based on the winding manner urging means accepted, it means for generating a wire shape model representing a substantially parallel plurality of strands cross core cross-section, the generated two-dimensional wire shape model, and the core And a means for generating an analysis model of an electromagnetic component in which the core shape and the wire shape are expressed by a combination of a plurality of polygons based on the shape model.
本発明に係る解析モデル生成装置は、前記素線の断面形状は丸線、角線及び撚線の断面形状の少なくとも一つを含むことを特徴とする。 In the analysis model generation apparatus according to the present invention, the cross-sectional shape of the strand includes at least one of a cross- sectional shape of a round wire, a square wire, and a stranded wire.
本発明に係る解析モデル生成装置は、前記巻回態様受付手段は、並列結線される素線の数を受け付ける手段を備えることを特徴とする。 The analysis model generation apparatus according to the present invention is characterized in that the winding mode reception means includes means for receiving the number of strands connected in parallel.
本発明に係る解析モデル生成装置は、巻線空間受付手段は、巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手段と、受け付けた複数の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける手段とを備えることを特徴とする。 In the analysis model generation device according to the present invention, the winding space receiving means receives the position and size of a plurality of winding spaces that should be juxtaposed in the winding axis direction and / or in the direction of contact with and away from the winding axis. And means for accepting changes in the position and size of the accepted plurality of winding spaces.
本発明に係る解析モデル生成装置は、前記巻回態様受付手段が一の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付けた場合、受け付けた変更の内容に応じて、他の巻線空間の位置及び大きさを変更する手段を備えることを特徴とする。 In the analysis model generation device according to the present invention, when the winding mode reception unit receives a change in the position and size of one winding space, the position of another winding space depends on the content of the received change. And means for changing the size.
本発明に係る解析モデル生成装置は、前記巻線空間受付手段は、巻線空間が互いに離隔するように、複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付けるようにしてあることを特徴とする。 The analysis model generation apparatus according to the present invention is characterized in that the winding space receiving means receives positions and sizes of a plurality of winding spaces so that the winding spaces are separated from each other.
本発明に係る解析モデル生成装置は、前記電磁部品は変圧器であることを特徴とする。 In the analysis model generation device according to the present invention, the electromagnetic component is a transformer.
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、コアに巻線を巻回してなる電磁部品の数値解析に用いる解析モデルを、三次元のコア形状を表現したコア形状モデルに基づいて生成させるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、三次元のコア形状モデルに基づいて、巻線軸に略平行なコア断面を表現した二次元のコア形状モデルを生成させる手順と、コンピュータに、二次元のコア形状モデルが表現するコア断面に対して、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさと、巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、並びに該素線の断面形状及び寸法を含む巻回態様とに基づいて、コア断面に略平行な複数の素線断面を表現した素線形状モデルを生成させる手順と、コンピュータに、生成された二次元の素線形状モデル、及びコア形状モデルに基づいて、コア形状及び素線形状を複数の多角形の組み合わせで表現した電磁部品の解析モデルを生成させる手順とを含むことを特徴とする。 A computer program according to the present invention is a computer program that causes a computer to generate an analysis model used for numerical analysis of an electromagnetic component formed by winding a winding around a core based on a core shape model representing a three-dimensional core shape. Then, based on the three-dimensional core shape model, the computer generates a two-dimensional core shape model that represents the core cross section substantially parallel to the winding axis, and the computer expresses the two-dimensional core shape model. The position and size of the winding space in which the winding is to be arranged , the number of turns of the strands constituting the winding to be arranged in the winding space, and the winding axis with respect to the core cross section number of layers of strands wound laminated winding direction, and on the basis of the winding mode comprising a cross-sectional shape and dimensions of the plain line, wire shape model representing a substantially parallel plurality of strands cross core cross-section The Generating a procedure for made, the computer generated two-dimensional wire shape model, and based on the core shape model, the analysis model of an electromagnetic component representing the core shape and wire shape with a combination of a plurality of polygons And a procedure for making it happen.
本発明に係る記録媒体は、前記コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録したことを特徴とする。 The recording medium according to the present invention is characterized in that the computer program is recorded so as to be readable by a computer.
本発明にあっては、三次元のコア形状モデルに基づいて、巻線軸に略平行なコア断面を表現した二次元のコア形状モデルを生成する。そして、二次元のコア断面に対して、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさを受け付ける。また、巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻回態様を受け付ける。次いで、受け付けた巻線空間の位置及び大きさ、並びに巻回態様に基づいて、コア断面に略平行な複数の素線断面を表現した二次元の素線形状モデルを生成し、生成された二次元の素線形状モデル、及びコア形状モデルに基づいて、電磁部品の解析モデルを生成する。なお、解析モデルの生成に用いるコア形状モデルは、二次元又は三次元のいずれのコア形状モデルであっても良い。
従って、二次元のコア断面に対する複数の素線断面を一つ一つ受け付ける場合に比して、より少ない手順で巻線の仕様を受け付け、素線の巻回態様を詳細に反映させた電磁部品の解析モデルを生成することができる。
In the present invention, based on the three-dimensional core shape model, a two-dimensional core shape model expressing a core cross section substantially parallel to the winding axis is generated. And the position and magnitude | size of the coil | winding space where a coil | winding should be arrange | positioned are received with respect to a two-dimensional core cross section. Moreover, the winding mode of the strand which comprises the coil | winding which should be distribute | arranged to winding space is received. Next, based on the received position and size of the winding space, and the winding mode, a two-dimensional wire shape model representing a plurality of wire cross sections substantially parallel to the core cross section is generated, and the generated two An electromagnetic component analysis model is generated based on the three-dimensional wire shape model and the core shape model. The core shape model used for generating the analysis model may be either a two-dimensional or three-dimensional core shape model.
Therefore, compared with the case of accepting a plurality of strand cross sections for a two-dimensional core cross-section one by one, the specification of the winding is received with fewer steps, and the electromagnetic component reflecting the winding mode of the strand in detail An analysis model can be generated.
本発明にあっては、素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、及び該素線の種類の少なくとも一つに基づいて素線形状モデルを生成する。従って、複数の素線断面夫々の位置、断面形状等を一つ一つ受け付ける場合に比して、より少ない手順で特定の素線の巻数、層数、又は素線の種類で規定される巻線の仕様を受け付け、当該素線の巻回態様を詳細に反映させた電磁部品の解析モデルを生成することができる。 In the present invention, a wire shape model based on at least one of the number of turns of the wire, the number of layers of the wire wound in the direction of contact with and away from the winding axis, and the type of the wire Is generated. Therefore, compared with the case where each position, cross-sectional shape, etc. of each of the plurality of strand cross sections is received one by one, the number of turns of the specific strand, the number of layers, or the winding type specified by the strand type is reduced with fewer steps. It is possible to receive the wire specification and generate an analysis model of the electromagnetic component reflecting the winding mode of the wire in detail.
本発明にあっては、素線の種類として丸線、角線及び撚線の少なくとも一つを受け付けて、素線形状モデルを生成する。従って、複数の素線断面夫々の断面形状、寸法等を一つ一つ受け付ける場合に比して、より少ない手順で素線の断面形状が規定される巻線の仕様を受け付け、当該素線の巻回態様を詳細に反映させた電磁部品の解析モデルを生成することができる。 In the present invention, at least one of a round wire, a square wire, and a stranded wire is accepted as a type of the strand, and a strand shape model is generated. Therefore, compared to accepting the cross-sectional shape, dimensions, etc. of each of the plurality of strand cross-sections one by one, the specification of the winding in which the cross-sectional shape of the strand is defined with fewer steps is accepted, and It is possible to generate an analysis model of an electromagnetic component that reflects the winding mode in detail.
本発明にあっては、並列結線される巻線の数を受け付け、素線形状モデルを生成する。従って、巻線空間における素線の並列結線の態様を反映させた電磁部品の詳細な解析モデルを生成することができる。 In the present invention, the number of windings connected in parallel is received and a wire shape model is generated. Therefore, it is possible to generate a detailed analysis model of the electromagnetic component reflecting the parallel connection of the strands in the winding space.
本発明にあっては、巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付け、更に受け付けた巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける。従って、複数の巻線空間を簡単に指定することができ、かつ該巻線空間の相対位置及び大きさを自由に変更することができる。
なお、巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向は、巻線軸方向及び巻線軸に対して接離する方向、又は巻線軸方向若しくは巻線軸に対して接離する方向を意味する。
In the present invention, the position and size of a plurality of winding spaces to be juxtaposed in the direction of the winding axis and / or the direction close to and away from the winding axis are received, and the position and size of the received winding space are further received. Accept the change. Therefore, a plurality of winding spaces can be easily specified, and the relative position and size of the winding spaces can be freely changed.
Note that the direction of the winding axis and / or the direction of contact with and away from the winding axis means the direction of the winding axis and the direction of contact with or away from the winding axis, or the direction of the winding axis or the direction of contact with or away from the winding axis. .
本発明にあっては、一の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付けた場合、受け付けた変更内容に応じて、他の巻線空間の位置及び大きさも変更される。例えば、一の巻線空間を移動させた場合、他の巻線空間も連動して移動する。 In the present invention, when a change in the position and size of one winding space is received, the position and size of another winding space are also changed according to the received change content. For example, when one winding space is moved, the other winding spaces are also moved in conjunction with each other.
本発明にあっては、巻線空間が互いに離隔するように、複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付けるため、巻線空間同士が接触又は重複することは無い。従って、所定の法規又は規格等を使用者に意識させることなく、巻線の配置及び仕様に集中させて、電磁部品の解析モデルを生成することができ、設計変更を行うことができる。
なお、必ずしも全ての巻線空間が互いに離隔している必要は無く、少なくとも2つの巻線空間が離隔するように複数の巻線空間を受け付けるように構成すれば良い。
In the present invention, since the positions and sizes of the plurality of winding spaces are received so that the winding spaces are separated from each other, the winding spaces do not contact or overlap each other. Therefore, the analysis model of the electromagnetic component can be generated and the design can be changed by concentrating on the arrangement and specifications of the windings without making the user aware of predetermined laws or standards.
Note that it is not always necessary that all the winding spaces are separated from each other, and a plurality of winding spaces may be received so that at least two winding spaces are separated from each other.
本発明にあっては、変圧器を構成する巻線の仕様を受け付け、素線の巻回態様を詳細に反映させた変圧器の解析モデルを生成する。 In this invention, the specification of the coil | winding which comprises a transformer is received, and the analysis model of the transformer which reflected the winding aspect of the strand in detail is produced | generated.
本発明によれば、従来の解析モデル生成方法に比して、より少ない手順で巻線の仕様を受け付け、コア及び素線を含む電磁部品の詳細な解析モデル、特に素線の巻回態様を詳細に反映させた解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる。 According to the present invention, as compared with the conventional analysis model generation method, the specification of the winding is received with fewer steps, and a detailed analysis model of the electromagnetic component including the core and the strand, in particular, the winding mode of the strand. The analysis model reflected in detail can be easily generated, and the design of the analysis model can be easily changed.
本発明によれば、従来の解析モデル生成方法に比して、巻線空間における素線の巻数、層数、素線の種類を反映させた電磁部品の詳細な解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to easily generate a detailed analysis model of an electromagnetic component that reflects the number of turns, the number of layers, and the type of element wire in the winding space, as compared with the conventional analysis model generation method. The analysis model design can be easily changed.
本発明によれば、従来の解析モデル生成方法に比して、巻線空間における素線の種類として丸線、角線及び撚線を反映させた電磁部品の詳細な解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる。 According to the present invention, compared with the conventional analysis model generation method, a detailed analysis model of an electromagnetic component that reflects a round wire, a square wire, and a stranded wire as a kind of wire in the winding space is easily generated. The design of the analysis model can be easily changed.
本発明によれば、巻線空間における並列結線の態様を反映させた電磁部品の詳細な解析モデルを生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to generate a detailed analysis model of an electromagnetic component that reflects the manner of parallel connection in the winding space, and to easily change the design of the analysis model.
本発明によれば、使用者に素線を意識させることなく電磁部品の解析モデルにおいて巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の巻線空間を簡単に指定することができ、かつ該巻線空間の相対位置及び大きさを自由に変更することができる。 According to the present invention, a plurality of winding spaces to be juxtaposed in the direction of the winding axis and / or the direction of contact with and away from the winding axis in the electromagnetic component analysis model can be easily obtained without making the user aware of the wire. The relative position and size of the winding space can be freely changed.
本発明によれば、使用者に素線を意識させることなく電磁部品の解析モデルにおいて並置された一の巻線空間に連動させて他の巻線空間の位置及び大きさを自由に変更することができる。 According to the present invention, the position and size of another winding space can be freely changed in conjunction with one winding space juxtaposed in an analysis model of an electromagnetic component without making the user aware of the wire. Can do.
本発明によれば、所定の法規又は規格等を使用者に意識させることなく、複数の巻線を有する電磁部品の詳細な解析モデルを生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to generate a detailed analysis model of an electromagnetic component having a plurality of windings without making a user aware of predetermined laws or standards, and to easily change the design of the analysis model. be able to.
本発明によれば、従来の解析モデル生成方法に比して、素線の巻回態様を詳細に反映させた変圧器の解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to easily generate an analysis model of a transformer that reflects the winding state of the wire in detail, and to easily change the design of the analysis model, as compared with the conventional analysis model generation method. Can be done.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図1は、本発明の実施の形態に係る解析モデル生成装置の構成を示すブロック図である。図中1は、本発明の実施の形態に係る解析モデル生成装置である。解析モデル生成装置1は、変圧器を構成するコアの形状を表現した三次元のコア形状モデルを生成する三次元CAD装置の機能と、有限要素法により変圧器の性能を数値解析する解析装置の機能とを兼ね備えており、コンピュータを用いて構成されている。解析モデル生成装置1は、演算を行うCPU11と、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するRAM12と、CD−ROMドライブ等の外部記憶装置13と、ハードディスク等の内部記憶装置14とを備えている。CPU11は、CD−ROM等の記録媒体2から本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラム20を外部記憶装置13にて読み取り、読み取ったコンピュータプログラム20を内部記憶装置14に記憶させる。内部記憶装置14は、コンピュータプログラム20と共に、コアデータベース、ボビンデータベース、素線データベース、その他、変圧器の数値解析に必要な各種データを記憶している。コアデータベースは、三次元CADで作成された三次元のコア形状モデル、所定の規格に準拠した三次元のコア形状モデル、コア形状毎に規定された巻線軸A等を格納している。ボビンデータベースは、変圧器を構成するボビンの形状を表現した三次元のボビン形状モデルを格納している。素線データベースは、変圧器の巻線を構成する素線の形状に関する情報を格納している。CPU11は、RAM12にコンピュータプログラム20をロードし、ロードしたコンピュータプログラム20に基づいて、本発明の実施の形態に係る解析モデル生成方法に係る処理を実施する。具体的には、CPU11は、変圧器の数値解析に用いる解析モデルの生成、解析モデルに基づく数値解析等の処理を実行する。
また、解析モデル生成装置1は、キーボード又はマウス等の入力装置15と、液晶ディスプレイ又はCRTディスプレイ等の出力装置16とを備えており、データの入力を初めとする使用者からの操作を受け付ける構成となっている。
更に、解析モデル生成装置1は、通信インタフェース17を備え、通信インタフェース17に接続されている外部のサーバコンピュータ3から本発明に係るコンピュータプログラム20をダウンロードし、CPU11にて処理を実行する形態であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an analysis model generation apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure,
The analysis
Furthermore, the analysis
図2及び図3は、本発明に係る解析モデル生成方法を実施するCPU11の処理手順を示すフローチャートである。解析モデル生成装置1のCPU11は、解析モデルの生成及び数値解析の開始指示を入力装置15にて受け付けた場合、内部記憶装置14が記憶しているコンピュータプログラム20をRAM12へロードし、ロードしたコンピュータプログラム20に従って、以下の処理を実行する。CPU11は、変圧器の仕様として、電源から変圧器に供給される電流又は電圧に係る電源情報を入力装置15にて受け付け、RAM12に記憶させる(ステップS11)。電源情報は、変圧器を構成する1次巻線へ供給される電流又は電圧の最大値、電流又は電圧の実効値、電流又は電圧が正弦波であるかパルス波であるかの波形情報、周波数等の情報を含んでいる。
2 and 3 are flowcharts showing the processing procedure of the
次いで、CPU11は、変圧器を構成するコア形状の選択を受け付けるためのコア形状選択画面4を出力装置16にて表示し、コア形状を入力装置15にて受け付ける(ステップS12)。
Next, the
図4は、コア形状選択画面4の構成例を示す模式図である。コア形状選択画面4は、横方向に二分割された二つのフレーム、OKボタン44、キャンセルボタンを有し、一方のフレームには内部記憶装置14が記憶しているコアデータベースのツリー構造を示すコアデータベース表示画面41が配され、他方のフレームには仮選択されたコア形状に関する詳細情報を示すコア詳細情報表示画面42が配されている。
コアデータベース表示画面41に表示されるツリー構造は、例えば「ユーザ」フォルダ、「インポート」フォルダ、「テンプレート」フォルダ、「コア提供メーカ」フォルダ等を含む。「ユーザ」フォルダは、使用者が用意した三次元のコア形状モデルを格納しており、使用者は過去に作成したコア形状モデルを再利用することができる。「インポート」フォルダは、三次元CAD装置にて作成され、インポートされた三次元のコア形状モデルを格納している。「コア提供メーカ」フォルダは、特定のコア提供メーカが取り扱うコアのコア形状モデルを格納している。「テンプレート」フォルダは、所定の規格に準拠して予め用意された三次元のコア形状モデルを格納している。例えば、EE、EER、PQ、EPC、EI、RE、UU、UI型のコア形状モデルが格納されている。使用者は「テンプレート」フォルダに格納されたコア形状モデルを用いて寸法調整を行い、直ちに変圧器の設計を開始することができる。
コア詳細情報表示画面42は、例えばコア形状を三次元的に表した斜視図と、コア形状を二次元的に表した正面図、側面図等と、コア形状を規定する寸法を数値表記したコア寸法テーブル43とを含む。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the core
The tree structure displayed on the core
The core detailed
使用者は、入力装置15を操作することによって、コアデータベースに格納された一のコア形状モデルを仮選択することができる。仮選択されたコア形状モデルのファイル名、例えば「EE4」は明暗が逆転して表示され、仮選択されたコア形状モデル、例えばEE型のコア形状モデルの三次元形状、二次元形状、コア寸法テーブル43が表示される。また、使用者はコア寸法テーブル43に表示された数値を変更又は数値を入力することによって、コア形状の寸法を編集し、OKボタン44を選択することで、コア形状モデルを本選択することができる。
The user can temporarily select one core shape model stored in the core database by operating the
ステップS12で三次元のコア形状が選択された場合、CPU11は、選択されたコア形状を表現するコア形状モデルを内部記憶装置14からRAM12に読み出す(ステップS13)。
When a three-dimensional core shape is selected in step S12, the
以下、コア形状の一例としてEE型のコア形状が選択された場合を説明する。図5は、EE型のコアの斜視図である。EE型のコア5は断面E字状をなす2つのコア半体51、51からなり、各コア半体51、51が向かい合うように配されて変圧器のコア5を構成している。図中の破線で示した矢印は、図示しない巻線7が巻回されるべき巻線軸Aを示している。
Hereinafter, a case where an EE type core shape is selected as an example of the core shape will be described. FIG. 5 is a perspective view of an EE type core. The EE-
図6は、EE型のコア5を用いた変圧器の一例を示す模式図である。図6(a)は変圧器の模式的分解正面図、図6(b)は変圧器の模式的正面図、図6(c)は、図6(b)のVI−VI線断面図である。変圧器は、コア5に巻線7を巻回して構成されている。より詳細には、コア5に挿嵌可能なボビン6に巻線7を構成する素線7aを巻回し、素線7aが巻回されたボビン6をコア5に挿嵌することで変圧器が構成されている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a transformer using the
ステップS13の処理を終えた場合、CPU11は、巻線軸Aを決定する(ステップS14)。ステップS12で選択されたコア形状が規格に準拠するものである場合、CPU11は、予め内部記憶装置14が記憶している巻線軸AをRAM12に読み出すことで、巻線軸Aを決定する。ステップS12で選択されたコア形状が規格外である場合、CPU11は、巻線軸Aの選択を受け付けるための巻線軸選択画面(不図示)を出力装置16にて表示し、巻線軸Aを入力装置15にて受け付けることで、巻線軸Aを決定する。通常、CPU11は、互いに直行する3本の巻線軸A候補を出力装置16にて提示し、入力装置15にて巻線軸Aを受け付ける。
When the process of step S13 is completed, the
次いで、CPU11は、ボビンの選択を受け付けるためのボビン選択画面8及びステップS12で選択されたコアに挿嵌可能なボビンを出力装置16にて提示し、使用者が所望するボビンを入力装置15にて受け付ける(ステップS15)。
Next, the
図7は、ボビン選択画面8の構成例を示す模式図である。ボビン選択画面8は、ボビンの種類を受け付けるボビン受付部81と、ボビンの寸法を受け付けるボビン寸法受付部82と、ボビンの側断面を表示するボビン側断面表示画面83と、ボビンの巻線軸A断面を表示するボビン軸断面表示画面84と、OKボタン85とを有する。
ボビン受付部81は、例えばボビン選択画面8の上部に配され、複数のボビンの名称を表示して受け付けるプルダウンメニューを有している。プルダウンメニューには、ステップS12で選択されたコア形状を有するコアに挿嵌可能な形状及び寸法を有するボビンが表示される。具体的には、CPU11は、ステップS13でRAM12に読み出したコア形状モデルと、ステップS14で受け付けた巻線軸Aとに基づいて、巻線が巻回されるコアの断面寸法を算出し、内部記憶装置14が記憶している複数のボビン夫々の内径寸法をRAM12に読み出し、コアの断面寸法及びボビンの内径寸法を比較し、比較結果に基づいてコアに挿嵌可能なボビンを特定し、特定されたボビンの名称を出力装置16にてメニュー表示する。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the
The
ボビン寸法受付部82は、例えばボビン受付部81の下方に配されたテキスト入力フィールドである。
The bobbin
使用者は、入力装置15を操作することによって、ボビン受付部81のプルダウンメニューから所望のボビンを選択することができ、ボビン寸法受付部82のテキスト入力フィールドに数値を入力することによって、ボビンの寸法を編集することができる。また、選択されたボビンの形状を視覚的に確認することができる。ボビンの選択及び寸法調整を終えた場合、使用者はOKボタン85を操作することで所望のボビンの種類及び寸法を確定することができる。
The user can select a desired bobbin from the pull-down menu of the
図8は、複数種類のボビンを巻線軸A方向から見た模式図である。図8(a)は、短辺が湾曲した軸断面略長方形のトラック型ボビン、図8(b)は、軸断面が円形の円筒型ボビン、図8(c)は、軸断面略長方形の角型ボビン、図8(d)は頂点にアールを有する軸断面略長方形のフィレット付角型ボビンを示している。 FIG. 8 is a schematic view of a plurality of types of bobbins viewed from the winding axis A direction. 8A is a track type bobbin having a substantially rectangular axial section with a short side curved, FIG. 8B is a cylindrical type bobbin having a circular axial section, and FIG. FIG. 8 (d) shows a square bobbin with a fillet having a substantially rectangular axial section having a rounded corner.
ステップS15の処理を終え場合、CPU11は、RAM12が記憶している三次元のコア形状モデルに基づいて、二次元のコア形状モデルを生成するための切断面を決定し(ステップS16)、決定した切断面と、RAM12が記憶しているコア形状モデルとに基づいて二次元のコア形状モデルを生成する(ステップS17)。なお、生成された二次元のコア形状モデルは、RAM12又は内部記憶装置14に格納される。
When finishing the process in step S15, the
図9は、切断面の決定方法を概念的に説明するための説明図である。図9(a)は、変圧器を巻線軸Aに略垂直な面で切断して得られる断面図、図9(b)は、図9(a)のIX−IX線断面図である。但し、作図の便宜上、巻線は図示していない。まず、CPU11は、図9(a)に示すように、ステップS14で決定した巻線軸Aに略平行であり、且つステップS15で選択されたボビンの表面、即ち素線が巻回される面に略垂直な垂直面Bを選択し、RAM12に読み出した三次元のコア形状モデル及びボビンの形状に基づいて、コアウィンドウWの面積を算出し、算出した面積を記憶する。コアウィンドウWは、図9(b)に示すように、ボビンが挿嵌されたコアを垂直面Bで切断して得られる二次元平面において、巻線を配することが可能な空間部分を意味する。コアウィンドウWの面積は、例えば、巻線ボビンの巻線軸A方向の距離と、巻線軸Aから離隔する方向におけるボビン及びコア間の距離とを乗算して得られる。
次いで、CPU11は、ボビンの表面全周に亘って垂直面Bを選択し、コアウィンドウWの面積を算出したか否かを判定する。否と判定した場合、CPU11は、垂直面Bを巻線の巻回方向へ移動させ、同様にコアウィンドウWの面積を算出する処理を繰り返す。ボビンの表面全周に亘って垂直面Bの選択及びコアウィンドウWの面積を算出したと判定した場合、CPU11は、コアウィンドウWの面積が最小になる垂直面Bを特定し、特定した垂直面Bを切断面として決定する。
FIG. 9 is an explanatory diagram for conceptually explaining a method of determining a cut surface. 9A is a cross-sectional view obtained by cutting the transformer along a plane substantially perpendicular to the winding axis A, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 9A. However, the winding is not shown for convenience of drawing. First, as shown in FIG. 9A, the
Next, the
図10は、二次元のコア形状モデルの一例を示す模式図である。三次元のコア形状モデルを切断面で切断して得られる断面形状は、巻線軸Aに関して対称であるため、CPU11は、対称をなす一方の断面形状を二次元のコア形状モデルとして生成する。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a two-dimensional core shape model. Since the cross-sectional shape obtained by cutting the three-dimensional core shape model at the cutting plane is symmetric with respect to the winding axis A, the
ステップS17の処理を終えた場合、CPU11は、二次元のコア形状モデルを表示して巻線の仕様を受け付けるための巻線仕様受付画面9を出力装置16にて表示する(ステップS18)。
When the process of step S17 is completed, the
図11は、巻線仕様受付画面9の構成例を示す模式図である。巻線仕様受付画面9は、右上に配された巻線仕様表示画面91と、左上に配された空間選択受付部92と、下方に配されたテーブル表示画面93と、巻線仕様を確定するためのOKボタン94とを有している。
巻線仕様表示画面91には、コア断面の一部がボビン空間と共に表示される。また、巻線仕様表示画面91には、後述するように1次巻線が配されるべき1次巻線空間、2次巻線が配されるべき2次巻線空間、絶縁層が配されるべき絶縁空間が矩形枠画像で表示され、巻線仕様表示画面91上で各空間の位置及び大きさを編集することができる。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the winding
On the winding
空間選択受付部92は、1次巻線が配されるべき1次巻線空間の位置及び大きさを受け付けるための1次巻線ボタン92aと、2次巻線が配されるべき2次巻線空間の位置及び大きさを受け付けるための2次巻線ボタン92bと、絶縁バリア、絶縁テープ等が配されるべき絶縁空間の位置及び大きさを受け付けるための絶縁層ボタン92cと、既に配置された各空間を選択し、各スペースの上下左右の順番を入れ替えるための選択ボタン92dとを有している。
The space
テーブル表示画面93は、受け付けた1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間の大きさ、各1次巻線空間及び2次巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻回態様を示した巻線仕様テーブル93aを有する。巻線仕様テーブル93aは、空間毎に「名前」項目と、各空間が1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間のいずれであるかを示す「タイプ」項目と、各空間の図11における横方向の幅、即ち巻線軸A方向の長さを示す「高さ」項目と、各空間の図11における縦方向の幅、即ち巻線軸Aに対して接離する方向の長さを示す「幅」項目と、素線の種類を示す「ワイヤタイプ」項目と、巻線軸Aに対して接離する方向に積層巻回される素線の層数を示す「層数」項目と、並列結線される素線の数を示す「並列数」、素線の巻回数を示す「巻数」項目とを有している。
The
ステップS18の処理を終えた場合、CPU11は、入力装置15にて1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間を受け付ける(ステップS19)。
When the process of step S18 is completed, the
図12は、ステップS19のサブルーチンの手順を示すフローチャートである。CPU11は、入力装置15にて1又は複数の1次巻線空間の位置及び大きさ、又は既に配置された1次巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける(ステップS31)。次いで、CPU11は、1次巻線空間の配置矛盾の有無を判断する(ステップS32)。例えば、第1巻線空間が、他の2次巻線空間、絶縁空間又は巻線と重複しないか否かを判定する。配置矛盾が無いと判定した場合(ステップS32:YES)、CPU11は、1次巻線が他の2次巻線と所定距離以上離隔しているか否かを判定する(ステップS33)。所定距離は、例えば法規によって定められる距離である。内部記憶装置14は、1次巻線及び2次巻線夫々の電圧に応じた所定距離に関する情報を記憶しており、CPU11は、前記情報と、1次巻線及び2次巻線の電位差とに基づいて前記所定距離を特定する。所定距離未満であると判定した場合(ステップS33:NO)、又は配置矛盾があると判定した場合(ステップS32:NO)、CPU11は、各空間の位置又は大きさを変更する(ステップS34)。例えば、CPU11は、1次巻線の大きさを変更することで、配置矛盾を解消し、また他の2次巻線との距離が所定距離以上になるようにすることができる。また、他の2次巻線との距離が所定距離以上になるように、該2次巻線の位置又は大きさを変更するようにしても良い。更に、1次巻線空間の移動に連動するように2次巻線空間の位置を変更するようにしても良い。例えば、1次巻線空間の移動方向と同方向へ、同距離、2次コイル空間を移動させるようにする。更にまた、1次巻線空間が配置済みの他の2次巻線の方向へ移動し、所定面積以上重複した場合、1次巻線空間と2次巻線空間の位置を交換するように構成しても良い。なお、上述の1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間の位置及び大きさの変更方法は、一例であり、その他種々の変更方法を採用しても良い。
FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of the subroutine of step S19. The
ステップS34の処理を終えた場合、又は他の2次巻線と所定距離以上離隔していると判定した場合(ステップS33:YES)、CPU11は、1次巻線と同様、1又は複数の2次巻線の位置及び大きさ、又は既に配置された1次巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける(ステップS35)。
When the process of step S34 is completed, or when it is determined that it is separated from the other secondary winding by a predetermined distance or more (step S33: YES), the
次いで、CPU11は2次巻線空間の配置矛盾の有無を判断する(ステップS36)。配置矛盾が無いと判定した場合(ステップS36:YES)、CPU11は、2次巻線が他の1次巻線と所定距離以上離隔しているか否かを判定する(ステップS37)。所定距離未満であると判定した場合(ステップS37:NO)、又は配置矛盾があると判定した場合(ステップS36:NO)、CPU11は、各空間の位置又は大きさを変更する(ステップS38)。
Next, the
ステップS38の処理を終えた場合、又は他の1次巻線と所定距離以上離隔していると判定した場合(ステップS37:YES)、CPU11は、1又は複数の絶縁空間の位置及び大きさ、又は既に配置された1次巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける(ステップS39)。次いで、CPU11は、絶縁空間の配置矛盾の有無を判断する(ステップS40)。配置矛盾があると判定した場合(ステップS40:NO)、CPU11は、各空間の位置又は大きさを変更する(ステップS41)。配置矛盾が無いと判定した場合(ステップS40:YES)、又はステップS41の処理を終えた場合、CPU11はサブルーチンの処理を終える。
When the process of step S38 is completed, or when it is determined that it is separated from the other primary winding by a predetermined distance or more (step S37: YES), the
図13及び図14は、1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間の受付手順を示した巻線仕様受付画面9の構成例を示す模式図である。使用者は入力装置15、例えばマウスを操作して2次巻線ボタン92bをクリックし、巻線仕様表示画面91上にドラッグすることにより、2次巻線空間の作成を指示することができ、CPU11は、入力装置15にて2次巻線の作成を受け付け、図13に示すように、2次巻線空間を表す矩形枠画像を出力装置16にて表示する。矩形枠画像の適宜箇所、例えば矩形枠画像の内部の略中央部には2次巻線が配される空間であることを示す「S1」の文字が表示される。そして、CPU11は、出力装置16にて、巻線仕様テーブル93aにおける「ワイヤタイプ」項目の近傍に、素線の種類、寸法等の詳細を設定するための素線設定ボタン93bを表示する。
また、使用者は、入力装置15を操作して2次巻線空間の矩形枠画像の中央部分をクリックし、ドラッグすることにより2次巻線空間の移動方向及び移動量を指定することができ、CPU11は、入力装置15にて2次巻線空間の移動方向及び移動量、即ち移動後の位置を受け付け、変更された位置に2次巻線空間を表す矩形枠画像を出力装置16にて表示する。
更に、使用者は、入力装置15を操作して2次巻線空間の矩形枠画像の縁部分をクリックし、ドラッグすることにより2次巻線空間の大きさを指定することができ、CPU11は、入力装置15にて2次巻線の大きさ変更を受け付け、変更された大きさに応じた寸法を有する2次巻線空間の矩形枠画像を表示する。
更にまた、使用者は、入力装置15を操作して巻線仕様テーブル93aの「高さ」項目、「幅」項目に、2次巻線空間の寸法を入力することによって、2次巻線空間の大きさを詳細に指定することができ、CPU11は、入力装置15にて2次巻線の大きさを入力装置15にて受け付け、受け付けた大きさに応じた寸法を有する2次巻線空間の矩形枠画像を表示する。例えば、図13に示すように、CPU11は、2次巻線が配される空間として、高さが20mm、幅1mmの2次巻線空間を受け付ける。
FIGS. 13 and 14 are schematic diagrams illustrating a configuration example of the winding
Further, the user can specify the moving direction and moving amount of the secondary winding space by operating the
Further, the user can specify the size of the secondary winding space by operating the
Furthermore, the user operates the
CPU11は、同様に入力装置15にて1次巻線空間又は絶縁空間の位置及び大きさを入力装置15にて受け付け、図14に示すように、1次巻線空間又は絶縁空間を表す矩形枠画像を出力装置16にて表示する。なお、1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間を表す矩形枠画像は、互いに異なる色が付されており、使用者が各空間を視覚的に識別できるように構成されている。また、1次巻線空間を示す矩形枠画像の適宜箇所には、1次巻線であることを示す「P1」の文字が付されている。更に、図14に示すように、複数の1次巻線空間、2次巻線空間を受け付ける場合、第2の1次巻線空間を示す矩形枠画像には「P2」の文字が、第2の2次巻線空間を示す矩形枠画像には「S2」の文字が付されている。
なお、上述の1次巻線空間の作成及び受け付け方法は一例であり、他の方法で1次巻線空間の位置及び大きさを受け付けても良い。
Similarly, the
The above-described method for creating and receiving the primary winding space is an example, and the position and size of the primary winding space may be received by other methods.
ステップS19のサブルーチンの処理を終えた場合、CPU11は、素線の巻回態様を入力装置15にて受け付ける(ステップS20)。
When the processing of the subroutine of step S19 is completed, the
図15は、ステップS20のサブルーチンの手順を示すフローチャートである。CPU11は、素線設定ボタン93bの操作を入力装置15にて受け付けた場合、素線設定画面10を出力装置16にて表示し、入力装置15にて素線の種類及び素線の断面形状を受け付ける(ステップS51)。次いで、CPU11は、入力装置15にて素線の寸法を受け付け(ステップS52)、更に素線の絶縁被膜厚を受け付ける(ステップS53)。
FIG. 15 is a flowchart showing the procedure of the subroutine of step S20. When the operation of the
図16は、素線設定画面10の構成例を示す模式図である。素線設定画面10は、左側に配された登録素線一覧101と、右側の上方に配された素線名受付部102と、素線型受付部103と、素線寸法受付部104と、絶縁被膜厚受付部105と、素線軸断面表示画面106と、OKボタン107を有している。
登録素線一覧101は、過去に使用して登録された素線の名称を表示する。使用者は、一覧表示された名称のいずれか一つを入力装置15にて選択することで、過去に使用した素線を再利用することができる。素線名受付部102は、例えば特定の素線の名称が入力されるテキストフィールドである。素線型受付部103は、複数種類の素線、例えば丸線、角線、撚線の中から特定の素線を選択するためのプルダウンメニューである。なお、丸線は軸断面が円形の導線を有する素線、角線は軸断面が矩形の導線を有する素線、撚線は撚られた複数の導線を有する素線である。素線寸法受付部104及び絶縁被膜厚受付部105は例えばテキストフィールドである。
使用者は、素線型受付部103から所望の線種を選択することができ、素線寸法受付部104及び絶縁被膜厚受付部105に所望の寸法を入力することによって、素線及び絶縁被膜厚を編集することができる。素線が丸線又は撚線である場合、素線の直径を受け付ける。例えば、導線部分の直径0.9mm、絶縁被膜厚0.1mmを受け付ける。素線が角線である場合、素線の2辺の寸法を受け付ける。なお、絶縁被膜厚を受け付ける際、絶縁被膜の数を受け付け、複数の絶縁被膜夫々の絶縁被膜厚を受け付けるように構成しても良い。そして、使用者は、OKボタン107を選択することで、素線設定画面10で選択されている素線を本選択することができる。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the
The registered
The user can select a desired line type from the strand
なお、使用者は、入力装置15にて追加ボタンを操作することで、編集後の素線の登録を指示することができ、CPU11は、入力装置15にて編集後の素線の登録を受け付けた場合、素線を規定する各種情報を内部記憶装置14に記憶させることができる。そして、使用者は、入力装置15にて登録素線一覧101から所望の素線を選択することができ、CPU11は、入力装置15にて登録素線の選択を受け付けた場合、受け付けた素線を規定する情報を内部記憶装置14から読み出し、登録済みの素線を規定する情報を出力装置16にて表示する。
Note that the user can instruct the registration of the edited wire by operating the add button on the
次いで、CPU11は、選択された素線が撚線であるか否かを判定する(ステップS54)。撚線であると判定した場合(ステップS54:YES)、CPU11は、入力装置15にて撚線のピッチを受け付け(ステップS55)、素線の撚数を受け付ける(ステップS56)。
Next, the
ステップS56の処理を終えた場合、又は撚線でないと判定した場合(ステップS54:NO)、CPU11は、入力装置15にて素線の巻数を受け付ける(ステップS57)。
なお、素線の巻数を受け付ける際、CPU11は素線の寸法と、素線が巻回される1次巻線空間又は2次巻線空間の寸法とに基づいて、1次巻線空間又は2次巻線空間と素線情報との間に矛盾が無いか否かを判定し、矛盾がある場合、出力装置16にて警告を表示するように構成されている。また、巻回態様に応じて、当該素線が巻回される1次巻線空間又は2次巻線空間の寸法を変更するように構成しても良い。
次いで、CPU11は、入力装置15にて巻線軸Aに対して接離する方向に積層巻回される素線の層数を受け付ける(ステップS58)。また、CPU11は、入力装置15にて並列結線される素線の数を受け付け(ステップS59)、処理を終える。
When the process of step S56 is completed, or when it is determined that the wire is not a twisted wire (step S54: NO), the
When receiving the number of turns of the strand, the
Next, the
具体的には、使用者は、ステップS57〜59の処理で巻線仕様テーブル93aの「層数」項目、「並列数」項目及び「巻数」項目に数値入力して素線の層数、並列数及び巻数を指定することができ、CPU11は入力装置15にて前記巻数、並列数及び巻数を受け付ける。
Specifically, the user inputs numerical values in the “number of layers” item, the “number of parallel” item, and the “number of turns” item of the winding specification table 93a in the processes of steps S57 to S59 to input the number of strands of wires The number of turns and the number of turns can be specified, and the
ステップS20の処理を終えた場合、CPU11は、ステップS19で受け付けた1次巻線空間、2次巻線空間の位置及び大きさと、ステップS20で受け付けた素線の巻回態様とに基づいて、二次元の素線形状モデルを生成する(ステップS21)。素線形状モデルは、コア断面に略平行な複数の素線断面夫々の形状、位置、及び大きさを二次元的に表現したモデルである。
When the process of step S20 is completed, the
図17は、素線形状モデルの画像を含む巻線仕様受付画面9の構成例を示す模式図である。1次巻線空間に配されるべき1次巻線を構成する素線の種類が丸線、層数が1、並列数が1、巻数が10である場合、図17に示すように巻線軸A方向に1本の素線が同ピッチで10回、層数1でボビンに巻回されたときに表れる素線断面がコア断面と共に表示される。つまり、円形の素線断面が横方向に10個並んだ素線形状モデルが生成され、表示される。
図17に示すように、ステップS21で生成した二次元の素線形状モデルを表示することにより、使用者は素線の巻回態様を視覚的に確認することができる。
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the winding
As shown in FIG. 17, by displaying the two-dimensional wire shape model generated in step S21, the user can visually confirm the winding state of the wire.
図18は、他の巻回態様における素線形状モデルの一例を示す模式図である。図18(a)の左図は、1次巻線空間における素線の種類が丸線、層数が2、並列数が1、巻数が10の巻回態様を使用者が入力装置15にて指定し、CPU11が該巻回態様を入力装置15にて受け付けた場合に生成される素線形状モデルの一部を示す模式図、図18(a)の右図は並列数が1の並列結線状態、つまり直列結線状態を示す概念的図である。
図18(b)の左図は、1次巻線空間における素線の種類が丸線、層数が1、並列数が2、巻数が10の巻回態様を使用者が入力装置15にて指定し、CPU11が該巻回態様を入力装置15にて受け付けた場合に生成される素線形状モデルの一部を示す模式図、図18(b)の右図は並列結線状態を示す概念的図である。
FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an example of a wire shape model in another winding mode. The left figure of FIG. 18A shows a winding mode in which the type of wire in the primary winding space is a round wire, the number of layers is 2, the number of parallels is 1, and the number of turns is 10 by the user using the
The left figure of FIG. 18B shows the winding mode in which the type of the wire in the primary winding space is a round wire, the number of layers is 1, the number of parallels is 2, and the number of turns is 10 at the
図19は、各空間の巻回態様が設定された巻線仕様受付画面9の構成例を示す模式図である。図19に示す例では、第1の2次巻線空間にて素線が10回巻回され、第1及び第2の1次巻線空間にて素線が夫々10回巻回され、第2の2次巻線空間にて素線が5回巻回された素線形状モデルが表示されている。
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the winding
次いで、CPU11は、入力装置15にて巻線仕様の確定を受け付けたか否かを判定する(ステップS22)、巻線仕様の確定を受け付けていないと判定した場合(ステップS22:NO)、CPU11は、処理をステップS18に戻す。巻線仕様が確定したと判定した場合(ステップS22:YES)、CPU11は、変圧器に接続される回路を表現した回路モデル、例えばフライバックコンバータ、プッシュプルコンバータ、フォーワードコンバータ等を入力装置15にて受け付け(ステップS23)、受け付けた回路モデルに1次巻線及び2次巻線を接続する(ステップS24)。
使用者は、入力装置15にて所望の回路モデルを指定するのみで、変圧器に前記回路モデルを接続してなる変圧器のモデルを簡単に生成することができる。
Next, the
A user can easily generate a model of a transformer formed by connecting the circuit model to a transformer only by designating a desired circuit model with the
そして、CPU11は、二次元又は三次元のコア形状モデルと、二次元の素線形状モデルとに基づいて、変圧器の解析モデル、つまりコア形状及び素線形状を複数の多角形の組み合わせで表現したメッシュを生成する(ステップS25)。
なお、メッシュの生成方法は周知慣用技術であるため、詳細な説明は省略する。
Then, the
Since the mesh generation method is a well-known and commonly used technique, detailed description thereof is omitted.
次いで、CPU11は、生成された変圧器の解析モデルを用いて変圧器の性能を数値解析する(ステップS26)。例えば、変圧器の電磁界解析を行い、コア及び素線周辺の磁場、素線を流れる電流密度等を算出する。数値解析の手法は特に限定されない。
Next, the
そして、CPU11は、その計算の結果、例えば磁場分布、電流分布を示すコンター図、計算結果テーブル、グラフ等を出力装置16にて表示し(ステップS27)、処理を終える。なお、計算結果を表示する際、各素線間の電圧から、所定の法規制を満たすか否かを判定し、判定結果を出力装置16にて出力するように構成しても良い。
Then, as a result of the calculation, the
このように構成された実施の形態に係る解析モデル生成方法、解析モデル生成装置1、コンピュータプログラム20及び記録媒体2にあっては、従来の解析モデル生成方法に比して、より少ない手順で巻線の仕様を受け付け、素線の巻回態様を詳細に反映させた変圧器の解析モデルを簡単に生成することができ、解析モデルの設計変更も容易に行うことができる。
具体的には、巻線空間における素線の巻数、層数、素線の種類を反映させた変圧器の仕様をより少ない手順で受け付け、該変圧器の解析モデルを簡単に生成することができる。また、素線の種類として丸線、角線及び撚線を反映させた変圧器の解析モデルを簡単に生成することができる。
また、ステップS31,35,39の処理により、巻線軸A方向及び該巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間の配置及び大きさを簡単に指定することができ、かつ使用者に素線を意識させることなく該1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁空間の相対位置及び大きさを自由に変更することができる。
更に、ステップS34,38,41の処理により、使用者に素線を意識させることなく一の1次巻線空間、2次巻線空間又は絶縁空間に連動させて他の1次巻線空間、2次巻線空間又は絶縁空間の位置及び大きさを自由に変更することができる。
従って、使用者は、素線を意識することなく第1巻線空間、第2巻線空間及び絶縁空間の相対位置関係の設計変更、つまり各空間の相対位置、大きさ等に係る設計変更を短時間で繰り返すことができ、効率的に解析結果を設計作業にフィードバックすることができる。また、素線の巻回態様の設計変更も短時間で繰り返すことができ、効率的に解析結果を設計作業にフィードバックすることができる。複数の巻線の相対位置、素線の巻回態様を詳細に反映させた解析モデルを用いて電磁界解析することにより、例えばトランスを構成する素線内の電流分布の要因を特定し易くなり、小型且つ低損失のトランス設計を効果的に支援することができる。
In the analysis model generation method, the analysis
Specifically, the transformer specification reflecting the number of turns, the number of layers, and the kind of wire in the winding space can be received with fewer procedures, and an analysis model of the transformer can be easily generated. . Further, it is possible to easily generate an analysis model of a transformer reflecting a round wire, a square wire, and a stranded wire as types of strands.
In addition, by the processing of steps S31, 35, and 39, the arrangement of a plurality of primary winding spaces, secondary winding spaces, and insulating spaces that should be juxtaposed in the direction of the winding axis A and in the direction of contact with and away from the winding axis. The relative position and size of the primary winding space, the secondary winding space, and the insulating space can be freely changed without making the user aware of the wire. Can do.
Furthermore, by the processing of steps S34, 38, 41, the other primary winding space in conjunction with one primary winding space, secondary winding space or insulation space without making the user aware of the strands, The position and size of the secondary winding space or the insulating space can be freely changed.
Therefore, the user can change the design of the relative positional relationship between the first winding space, the second winding space, and the insulating space without being aware of the wires, that is, the design change related to the relative position and size of each space. It can be repeated in a short time, and the analysis result can be efficiently fed back to the design work. Moreover, the design change of the winding mode of the strand can be repeated in a short time, and the analysis result can be efficiently fed back to the design work. Electromagnetic field analysis using an analysis model that reflects in detail the relative positions of multiple windings and the winding manner of the wires makes it easier to identify the factors of current distribution in the wires that make up the transformer, for example. Therefore, it is possible to effectively support a small and low-loss transformer design.
また、並列結線された素線の数を簡単に指定することができ、変圧器の解析モデルを生成することができる。 In addition, the number of strands connected in parallel can be easily specified, and an analysis model of the transformer can be generated.
更に、使用者は、所定の法規又は規格等を意識することなく、1次巻線空間、2次巻線空間、及び絶縁空間の相対位置関係に集中して、変圧器の解析モデルを生成、該解析モデルの設計変更を行うことができる。 Furthermore, the user generates an analysis model of the transformer by concentrating on the relative positional relationship between the primary winding space, the secondary winding space, and the insulation space without being conscious of predetermined laws or standards. The design of the analysis model can be changed.
なお、上述の実施の形態にあっては、素線の巻数、層数等を受け付けて、素線形状モデルを生成するように構成してあるが、素線の他の巻回方法を受け付けて、素線形状モデルを生成するように構成しても良い。例えば、出力装置16にて巻線仕様受付画面9に、密巻きボタン、スペース巻きボタンを表示させ、CPU11は入力装置15にて密巻き、スペース巻き等の巻回方法を受け付けるように構成しても良い。
In the above-described embodiment, the wire shape model is generated by receiving the number of turns of the wire, the number of layers, etc., but other wire winding methods are accepted. The wire shape model may be generated. For example, the
図20は、密巻き及びスペース巻きした場合の二次元の素線形状モデルを概念的に示す模式図である。図20(a)は、密巻きされた二次元の素線形状モデルを示している。密巻きの場合、巻線軸A方向において素線が密着するようにボビンに巻回されるため、1次巻線空間又は2次巻線空間の寸法、素線の寸法、及び絶縁被膜厚に基づいて、素線の巻数を定めることができる。例えば、1次巻線空間又は2次巻線空間の巻線軸A方向の寸法が10mm、丸型の素線の直径が0.9mm、絶縁被膜厚保が0.1mmである場合、素線の巻数は10となり、図20(a)に示すような素線形状を特定することができる。
図20(b)は、スペース巻きされた二次元の素線形状モデルを示している。スペース巻きの場合、巻線軸A方向において素線が等間隔に所定距離隔てて離隔するようにボビンに巻回される。また、二次元空間における素線間の距離を受け付けるように構成しても良い。制御部は、素線間の距離、1次巻線空間又は2次巻線空間の寸法、素線の寸法、及び絶縁被膜厚に基づいて、素線の巻数を定めることができる。例えば、1次巻線空間又は2次巻線空間の巻線軸A方向の寸法が9mm、丸型の素線の直径が0.9mm、絶縁被膜厚保が0.1mm、素線間の距離が1mmである場合、素線の巻数は5となり、図20(b)に示すような素線形状を特定することができる。
FIG. 20 is a schematic diagram conceptually showing a two-dimensional wire shape model in the case of dense winding and space winding. FIG. 20A shows a closely wound two-dimensional wire shape model. In the case of dense winding, the wire is wound around the bobbin so that the wire is in close contact in the direction of the winding axis A. Based on the size of the primary or secondary winding space, the size of the wire, and the insulation coating thickness Thus, the number of turns of the wire can be determined. For example, when the dimension of the primary winding space or the secondary winding space in the direction of the winding axis A is 10 mm, the diameter of the round wire is 0.9 mm, and the insulation film thickness is 0.1 mm, the number of turns of the wire Becomes 10, and the wire shape as shown in FIG. 20A can be specified.
FIG. 20B shows a space-wound two-dimensional wire shape model. In the case of space winding, the wire is wound around the bobbin so that the strands are spaced apart at a predetermined distance at equal intervals in the direction of the winding axis A. Moreover, you may comprise so that the distance between the strands in a two-dimensional space may be received. The control unit can determine the number of turns of the wire based on the distance between the wires, the size of the primary winding space or the secondary winding space, the size of the wire, and the insulation coating thickness. For example, the dimension of the primary winding space or the secondary winding space in the direction of the winding axis A is 9 mm, the diameter of the round wire is 0.9 mm, the insulation film thickness is 0.1 mm, and the distance between the wires is 1 mm. , The number of turns of the strand becomes 5, and the strand shape as shown in FIG. 20B can be specified.
また、上述の実施の形態にあっては、素線の層数が複数である場合において各層の素線同士の位置関係を受け付けない構成であるが、各層の素線同士の位置関係を受け付けるように構成しても良い。例えば、出力装置16にて巻線仕様受付画面9に、対向配置ボタン、ずらし配置ボタン等を表示させ、CPU11は入力装置15にて各層の素線同士の位置関係を受け付けるように構成しても良い。
Moreover, in the above-described embodiment, when there are a plurality of strands, the positional relationship between the strands of each layer is not accepted, but the positional relationship between the strands of each layer is accepted. You may comprise. For example, the
図21は、素線を対向配置及びずらし配置した場合の二次元の素線形状モデルを概念的に示す模式図である。図21(a)は、各層の素線同士が巻線軸Aに対して略垂直な方向において対向配置した場合の二次元の素線形状モデルを示している。図21(b)は、各層の素線同士が巻線軸Aに対して略垂直な方向に位置しないようにずらし配置した場合の二次元の素線形状モデルを示している。なお、各層の素線をずらす距離は、特に限定されない。また、素線のずれ量を受け付けるように構成しても良い。
使用者は、入力装置15にて対向配置ボタン又はずらし配置ボタンを操作することにより、図21(a),(b)に示すような素線形状モデルの作成を指示することができ、CPU11は、入力装置15にて前記指示を受け付け、図21に示すような二次元の素線形状モデルを生成する。従って、解析モデル生成装置1は、より少ない手順で図21に示すような巻線仕様を受け付けて二次元の素線形状モデルを生成し、変圧器の数値解析を実行することができる。
FIG. 21 is a schematic diagram conceptually showing a two-dimensional wire shape model when wires are arranged oppositely and shifted. FIG. 21A shows a two-dimensional wire shape model when the wires of each layer are arranged to face each other in a direction substantially perpendicular to the winding axis A. FIG. FIG. 21B shows a two-dimensional strand shape model when the strands of each layer are arranged so as not to be positioned in a direction substantially perpendicular to the winding axis A. In addition, the distance which shifts the strand of each layer is not specifically limited. Moreover, you may comprise so that the deviation | shift amount of a strand may be received.
The user can instruct the creation of the wire shape model as shown in FIGS. 21A and 21B by operating the opposing placement button or the shifted placement button with the
なお、上述の実施の形態及び変形例にあっては、1次巻線空間、2次巻線空間及び絶縁層の各空間の位置及び大きさを個別に受け付けるように構成してあるが、一の空間を移動させた場合、他の空間も連動するように各空間の相対位置を拘束しながら、各空間の位置及び大きさを受け付けるように構成しても良い。 In the above-described embodiments and modifications, the primary winding space, the secondary winding space, and the insulating layer are individually configured to receive the position and size of each space. When the space is moved, the position and size of each space may be received while restraining the relative position of each space so that other spaces are also linked.
また、1次巻線空間又は2次巻線空間を設定した後に、素線の巻回態様を受け付けるように構成されているが、先に素線の巻回態様を受け付け、該巻回態様に応じた寸法を有する1次巻線空間又は2次巻線空間を提示し、次いで1次巻線空間又は2次巻線空間の位置及び大きさを受け付け、素線形状モデルを生成するように構成しても良い。 In addition, after setting the primary winding space or the secondary winding space, it is configured to receive the winding mode of the strand, but first accept the winding mode of the strand, It is configured to present a primary winding space or a secondary winding space having a corresponding dimension, and then accept the position and size of the primary winding space or the secondary winding space and generate a wire shape model You may do it.
更に、実施の形態にあっては、一例として変圧器の解析モデルを生成する場合を説明したが、コアに巻線を巻回してなる電磁部品、例えばリアクトル、誘導機、各種モータ、電磁リレー等の解析モデルの生成に本発明を適用しても良い。 Furthermore, in the embodiment, the case where an analysis model of a transformer is generated as an example has been described. However, electromagnetic parts formed by winding a winding around a core, for example, a reactor, an induction machine, various motors, an electromagnetic relay, etc. The present invention may be applied to the generation of the analysis model.
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 解析モデル生成装置
2 記録媒体
3 サーバコンピュータ
11 CPU
12 RAM
13 外部記憶装置
14 内部記憶装置
15 入力装置
16 出力装置
17 通信インタフェース
20 コンピュータプログラム
DESCRIPTION OF
12 RAM
13
Claims (16)
三次元のコア形状モデルに基づいて、巻線軸に略平行なコア断面を表現した二次元のコア形状モデルを生成する手順と、
二次元のコア形状モデルが表現するコア断面に対して、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさと、巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、並びに該素線の断面形状及び寸法を含む巻回態様とを受け付ける手順と、
受け付けた巻線空間の位置及び大きさと、巻回態様とに基づいて、コア断面に略平行な複数の素線断面を表現した素線形状モデルを生成する手順と、
生成された二次元の素線形状モデル、及びコア形状モデルに基づいて、コア形状及び素線形状を複数の多角形の組み合わせで表現した電磁部品の解析モデルを生成する手順と
を含むことを特徴とする解析モデル生成方法。 In an analysis model generation method for generating an analysis model used for numerical analysis of an electromagnetic component formed by winding a winding around a core based on a core shape model representing a three-dimensional core shape,
Based on the three-dimensional core shape model, a procedure for generating a two-dimensional core shape model representing a core cross section substantially parallel to the winding axis;
With respect to the core cross section expressed by the two-dimensional core shape model, the position and size of the winding space in which the winding is to be arranged , and the number of turns of the wire constituting the winding to be arranged in the winding space , a step of receiving the number of layers of strands wound laminated around the direction toward or away from, as well as a winding manner, including a cross-sectional shape and dimensions of the plain line relative to the winding shaft,
The position and size of the received winding space, a procedure based on the winding manner to produce a wire shape model representing a substantially parallel plurality of strands cross the core cross section,
Generating an analysis model of an electromagnetic component in which the core shape and the wire shape are expressed by a combination of a plurality of polygons based on the generated two-dimensional wire shape model and the core shape model. An analysis model generation method.
ことを特徴とする請求項1に記載の解析モデル生成方法。 Analysis model generating method according to claim 1 the cross-sectional shape of the strands, characterized in that it comprises at least one round wire, rectangular wire and stranded wire cross-sectional shape.
並列結線される素線の数を受け付ける手順を含む
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の解析モデル生成方法。 The procedure for accepting the winding mode of the wire is as follows:
Analysis model generating method according to claim 1 or claim 2, characterized in that it comprises the steps of accepting a number of strands in parallel connection.
巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手順と、
受け付けた複数の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける手順と
を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の解析モデル生成方法。 The procedure for receiving the position and size of the winding space is as follows:
A procedure for receiving the position and size of a plurality of winding spaces to be juxtaposed in the winding axis direction and / or in the direction approaching or separating from the winding axis;
The method for generating an analysis model according to any one of claims 1 to 3 , further comprising: a procedure for receiving a change in the position and size of the plurality of received winding spaces.
含むことを特徴とする請求項4に記載の解析モデル生成方法。 When receiving a change in the position and size of one of the winding space, claim, characterized in that it comprises the steps in accordance with the contents of the changes that have accepted to change the position and size of the other winding space 4 The analysis model generation method described in 1.
巻線空間が互いに離隔するように、複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手順を含む
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の解析モデル生成方法。 The procedure for receiving the position and size of the winding space is as follows:
The analysis model generation method according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a procedure of receiving positions and sizes of a plurality of winding spaces so that the winding spaces are separated from each other.
三次元のコア形状モデルに基づいて、巻線軸に略平行なコア断面を表現した二次元のコア形状モデルを生成する手段と、
二次元のコア形状モデルが表現するコア断面に対して、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさを受け付ける巻線空間受付手段と、
巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、並びに該素線の断面形状及び寸法を含む巻回態様を受け付ける巻回態様受付手段と、
前記巻線空間受付手段が受け付けた巻線空間の位置及び大きさと、前記巻回態様受付手段が受け付けた巻回態様とに基づいて、コア断面に略平行な複数の素線断面を表現した素線形状モデルを生成する手段と、
生成された二次元の素線形状モデル、及びコア形状モデルに基づいて、コア形状及び素線形状を複数の多角形の組み合わせで表現した電磁部品の解析モデルを生成する手段と
を備えることを特徴とする解析モデル生成装置。 In an analysis model generation device that generates an analysis model used for numerical analysis of an electromagnetic component formed by winding a winding around a core based on a core shape model representing a three-dimensional core shape,
Means for generating a two-dimensional core shape model representing a core cross section substantially parallel to the winding axis based on the three-dimensional core shape model;
Winding space receiving means for receiving the position and size of the winding space in which the winding is to be arranged with respect to the core cross section represented by the two-dimensional core shape model;
Including the number of turns of the wire constituting the winding to be arranged in the winding space, the number of layers of the wire wound in a direction in contact with and away from the winding axis, and the cross-sectional shape and dimensions of the wire A winding mode receiving means for receiving a winding mode;
The position and size of the winding space receiving unit winding space accepted, before on the basis of the Kimaki times aspect reception unit winding manner accepted, represent substantially parallel multiple strands cross core cross-section A means for generating a finished wire shape model;
And a means for generating an analysis model of an electromagnetic component in which the core shape and the wire shape are expressed by a combination of a plurality of polygons based on the generated two-dimensional wire shape model and the core shape model. Analysis model generation device.
ことを特徴とする請求項8に記載の解析モデル生成装置。 Analysis model generating apparatus according to claim 8, characterized in that it comprises at least one cross-sectional shape round wire, rectangular wire and stranded wire of a cross-sectional shape of the wire.
並列結線される素線の数を受け付ける手段を備える
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の解析モデル生成装置。 The winding mode reception means includes:
The analysis model generation device according to claim 8 or 9, comprising means for receiving the number of strands connected in parallel.
巻線軸方向及び/又は巻線軸に対して接離する方向に並置されるべき複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付ける手段と、
受け付けた複数の巻線空間の位置及び大きさの変更を受け付ける手段と
を備えることを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれか一つに記載の解析モデル生成装置。 Winding space reception means
Means for receiving the position and size of a plurality of winding spaces to be juxtaposed in the direction of the winding axis and / or in the direction close to or away from the winding axis;
The analysis model generation device according to any one of claims 8 to 10 , further comprising: a unit configured to receive a change in the position and size of the plurality of received winding spaces.
ことを特徴とする請求項11に記載の解析モデル生成装置。 When the winding mode reception means receives a change in the position and size of one winding space, it comprises means for changing the position and size of another winding space according to the content of the received change. The analysis model generation device according to claim 11 .
巻線空間が互いに離隔するように、複数の巻線空間の位置及び大きさを受け付けるようにしてある
ことを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれか一つに記載の解析モデル生成装置。 The winding space receiving means
The analysis model generation device according to any one of claims 8 to 12 , wherein positions and sizes of a plurality of winding spaces are received so that the winding spaces are separated from each other. .
コンピュータに、三次元のコア形状モデルに基づいて、巻線軸に略平行なコア断面を表現した二次元のコア形状モデルを生成させる手順と、
コンピュータに、二次元のコア形状モデルが表現するコア断面に対して、巻線が配されるべき巻線空間の位置及び大きさと、巻線空間に配されるべき巻線を構成する素線の巻数、巻線軸に対して接離する方向に積層巻回される素線の層数、並びに該素線の断面形状及び寸法を含む巻回態様とに基づいて、コア断面に略平行な複数の素線断面を表現した素線形状モデルを生成させる手順と、
コンピュータに、生成された二次元の素線形状モデル、及びコア形状モデルに基づいて、コア形状及び素線形状を複数の多角形の組み合わせで表現した電磁部品の解析モデルを生成させる手順と
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program for causing a computer to generate an analysis model used for numerical analysis of an electromagnetic component formed by winding a winding around a core based on a core shape model representing a three-dimensional core shape,
A procedure for causing a computer to generate a two-dimensional core shape model representing a core cross section substantially parallel to the winding axis based on the three-dimensional core shape model;
The position and size of the winding space in which the winding is to be arranged, and the wire constituting the winding to be arranged in the winding space with respect to the core cross section expressed by the two-dimensional core shape model turns, the number of layers of strands wound laminated wound toward or away from relative to the winding axis, and on the basis of the winding mode comprising a cross-sectional shape and dimensions of the plain lines, a plurality substantially parallel to the core cross section To generate a wire shape model representing a wire cross section of
And a step of causing the computer to generate an analysis model of an electromagnetic component in which the core shape and the wire shape are expressed by a combination of a plurality of polygons based on the generated two-dimensional wire shape model and the core shape model. A computer program characterized by the above.
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