低周波電磁界解析 Altair Flux製品情報

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低周波電磁界解析

Altair Fluxは、低周波数域での電磁現象を対象とする解析ソフトウェアです。電磁環境の適合性評価や寄生インピーダンスの抽出、絶縁破壊経路の推定等、商用周波数等の低周波領域における電気的／磁気的現象に関する問題の解決に有用です。

商用周波数等の低周波領域における電磁現象の解析
電界／磁界に関する、静解析／定常AC解析／非定常解析
FEM & PEEC（Partial Element Equivalent Circuit）
寄生成分の抽出、寄生効果を考慮した解析および等価回路モデル生成
外部回路の考慮
パワーエレクトロニクスデバイス、バスバーシステムや電力ケーブル等の評価
モーター、トランス、センサー、アクチュエーター等の電磁デバイスの解析

Altair FluxによるEMC解析

規格や技術要求への適合性の評価

電磁界レベルの公衆曝露規制やEMC規格への適合性、あるいは予想される性能や特性について、設計の比較的早期の段階からの評価が必要となることも少なくありません。

また、接地についても、EMC/EMIの観点からは、ノイズ防止を目的とするノイズをコントロールするEMC接地システムの考え方が重要となります。これは、感電防止あるいは落雷による電気装置の損傷のリスクを低減させる等の保安用接地の考え方とは異なる、電流還流経路の最適化問題といえます。

Fluxを用いた解析によって得られる磁界分布、電流密度分布等により、こうした評価・検討を行うことができます。

3相架空線による放射磁界のEMC規格への適合性
（左図：適合、右図：不適合）

3Dモデルへのケーブルおよび外部回路の接続

車体上の電流分布

変電所壁面における放射磁界分布

寄生効果の考慮

寄生インピーダンスは、特にパワーエレクトロニクスデバイスでは、EMC性能に大きな影響を及ぼします。そのため、より正確な性能・特性の予測には、寄生成分を抽出し、それを解析に盛り込むことが重要です。

Fluxでは、PEEC Partial Element Equivalent Circuit ）解析により、次のような検討が可能です。

電子サブシステムのコモンモード電流の分布

寄生成分の抽出
コモンモード電流の推定
共振現象の存在の確認
RLC等価マクロモデル（SPICE等）の生成

寄生容量を考慮した解析イメージ

Altair Fluxによる現象の予測

導体間にその耐電圧（絶縁耐力）を超える高い電圧が加わると、導体間に放電現象が起こり絶縁破壊が生じます。 Fluxが有する専用ツールにより、絶縁破壊を引き起こす電圧レベルを予測し、起こり得る絶縁破壊経路を推定することが可能です。

また、バスバー等の電流が流れている導体に磁界が作用することにより、ラプラス力が発生します。高電流であればラプラス力も大きくなり、その作用によって構造的な変化や損傷をきたす恐れもあります。 Fluxでは、ラプラス力を導出し、その影響を予測することができます。

ワイヤー間に生ずる絶縁破壊経路の推定

3相ケーブル内の磁束密度

ラプラス力の分布