電磁製品の一般的な設計方法
公開日時:
2023-11-02
電磁製品の設計では、電磁理論の分析方法やツールを利用することは避けられない。電場でも磁場理論でもマクスウェル方程式でもある。マクスウェル方程式の古典的な解析アルゴリズムを利用して電磁界の任意の点を記述できるので、理論的には全場特性を記述できる。しかし、実際には、限られた点で説明することはできません。そのため、このような気まずい局面に対して現代数学は有限要素アルゴリズムを発展させ、有限要素アルゴリズムは類似した工学アルゴリズムであり、大まかな理念は全体の計算対象を限られた複数の小さな領域に分割し、各セル領域内のある点の物理的性質がこの領域の物理的性質であると仮定して、重ね合わせ原理を利用して、すべての小さな領域を加算する全体的な物理的特性を得ることができます。これは古典的な微積分原理とよく似ている。それでも、人工計算はほとんど不可能だ。コンピュータ支援計算はこのような問題を解決する重要な案となる。多くの国で独自の電磁界有限要素解析ソフトが相次いで開発されています。
電磁製品の設計では、電磁理論の分析方法やツールを利用することは避けられない。電場でも磁場理論でもマクスウェル方程式でもある。マクスウェル方程式の古典的な解析アルゴリズムを利用して電磁界の任意の点を記述できるので、理論的には全場特性を記述できる。しかし、実際には、限られた点で説明することはできません。そのため、このような気まずい局面に対して現代数学は有限要素アルゴリズムを発展させ、有限要素アルゴリズムは類似した工学アルゴリズムであり、大まかな理念は全体の計算対象を限られた複数の小さな領域に分割し、各セル領域内のある点の物理的性質がこの領域の物理的性質であると仮定して、重ね合わせ原理を利用して、すべての小さな領域を加算する全体的な物理的特性を得ることができます。これは古典的な微積分原理とよく似ている。それでも、人工計算はほとんど不可能だ。コンピュータ支援計算はこのような問題を解決する重要な案となる。多くの国で独自の電磁界有限要素解析ソフトが相次いで開発されています。
優れた電磁分析ソフトをいくつか紹介します
(一) カナダInfolytica社が開発したマグネット、エレネットなど。
(二) 米国Ansoft社 (Ansys社に買収された) が開発したMaxwell
(3) 英国Cobham技術サービス会社が開発したOpera
これらの専門ソフトは有限要素解析に基づいており、機能が強く、すべて2Dと3D解析機能を持っており、使用方法も似ており、モデリング、メッシュ分割、充填材 (磁気特性、電気特性、熱学特性)、充填媒体 (磁気、電気、熱学特性)、計算出力結果、結果の整理と可視化などの手順。アルゴリズムの違いで計算速度と計算精度も異なる。
ソフトウェアを用いて有限要素解析を行う場合、モデリング方式、メッシュ分割、材料特性の把握、コンピュータハードウェアの配置は計算の最終結果と精度に影響する。そのため、私たちは有限要素解析をあまり使用していません。特定の設計や特別な要求の設計をこのように解析しない限り、解析結果も参考にしています。ほとんどの製品に対して比較的保守的な経験設計を採用したり、実物と実験の方法を絶えず修正したりするなどの方法で設計します。電磁製品の設計方法については、私たちは依然として向上しなければならず、興味のある友人が意見を出したり、共同で検討したりすることも歓迎している。私達に連絡してください。
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