均質化された電磁機器の低次元モデル生成による高速時間応答解析法の開発

通过生成均质电磁设备低维模型开发高速时间响应分析方法

基本信息

  • 批准号:
    19J20541
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-04-25 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

2020年度においては「電磁機器の低次元モデル生成」について新しい進展が見られた.従来,電磁機器の解析において変位電流を無視し,渦電流のみを考慮した解析が行われてきた.これは低周波数において金属中における変位電流が導電電流よりも無視できるほどに小さいことが近似の根拠とされてきた.しかしながら,近年の電磁機器の駆動周波数の高周波化にともない巻線間に存在する浮遊容量の影響が懸念されている.変位電流を考慮可能なfullマクスウェル方程式を電磁機器の駆動周波数帯で時間領域解析するためにはNewmarkβ法などがあるが,この手法には数値安定性の面で議論が残っている.また有限要素方程式のような大規模な方程式を時間ステップごとに何度も解くことは計算コストの観点からも望ましくない.そこで本年度は当初の計画にはなかったが,このような変位電流を含むマクスウェル方程式の低次元モデル生成に取り組んだ.渦電流と変位電流の両方を考慮するためにダーウィン近似と呼ばれる準定常近似のひとつを取り扱った.ダーウィン近似を適用する場合,有限要素方程式は非対称になるため,申請者らが提案したモデル低次元化法の適用が難しいことが判明した.この問題を解決するために,2020年9月に行われた電気学会静止器回転機合同研究会(オンライン)において新しい低次元化法を提案した.しかしながら,この提案した手法も低次元モデルの受動性が担保されず,低次元モデルの発散による不安定化が懸念された.そこで2021年2月に電気学会静止器回転機合同研究会(オンライン)にて時間領域解析における受動性の問題を解決するためのアーノルディ法を用いた低次元化法を提案した.これにより時間領域においても安定に解を得ることができることを示した.これらの結果は今後論文として成果をまとめて発表する予定である.
In 2020, the new progress of "low-dimensional electromagnetic machine generation" will be seen. In recent years, the analysis of electromagnetic machines has been carried out in consideration of potential currents and eddy currents. In the case of low frequency metals, the potential current is conductive, and the current is negligible. In recent years, the high frequency of electromagnetic machine vibration cycle and the influence of floating capacity between lines have become a suspense. The time domain analysis of the cycle number of electromagnetic machines is based on the Newmark beta method, and the method is based on the numerical stability of the electromagnetic machine. A finite element equation is a large-scale equation. It is a time equation. This year's original plan is to create a low-dimensional equation for current generation. Eddy currents and potential currents are considered in the quasi-steady approximation. When approximation is applicable, the finite element equation is not symmetrical. This problem was solved in September 2020 by the Institute of Electrical Engineering, the Stationary Equipment Contract Research Association, and the New and Low-dimensional Method. The motion of low-dimensional objects is guaranteed by the motion of low-dimensional objects, and the instability of low-dimensional objects is guaranteed by the motion of low-dimensional objects. February 2021 Electric Society Stationary Machine Contract Research Conference (TDS) The time domain is stable. The results of this paper are expected to be published later.

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Time-Domain Analysis of Magnetically Shielded Wire Coils Using Homogenized Finite-Element Method
使用均质有限元法对磁屏蔽线圈进行时域分析
  • DOI:
    10.1109/tmag.2019.2950497
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Fujita Shogo;Hiruma Shingo;Igarashi Hajime
  • 通讯作者:
    Igarashi Hajime
Homogenization Method Based on Cauer Circuit via Unit Cell Approach
基于考尔电路的晶胞方法均质化方法
  • DOI:
    10.1109/tmag.2019.2946402
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Hiruma Shingo;Igarashi Hajime
  • 通讯作者:
    Igarashi Hajime
Novel Hybridization of Parameter and Topology Optimizations: Application to Permanent Magnet Motor
  • DOI:
    10.1109/tmag.2021.3078435
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    S. Hiruma;M. Ohtani;S. Soma;Yoshihisa Kubota;H. Igarashi
  • 通讯作者:
    S. Hiruma;M. Ohtani;S. Soma;Yoshihisa Kubota;H. Igarashi
Synthesis of Equivalent Circuit from Homogenized FE Equation using Model Order Reduction
使用模型降阶从齐次有限元方程合成等效电路
Time-Domain Analysis of Homogenized Finite-Element Method for Eddy Current Analysis With Reduced Unknown Variables
减少未知变量的涡流分析均质有限元法的时域分析
  • DOI:
    10.1109/tmag.2019.2948886
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Hiruma Shingo;Igarashi Hajime
  • 通讯作者:
    Igarashi Hajime
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