インダクタンスマトリックスの計算

概要

バージョン2020以降、Fluxでは、より線導体回路コンポーネントを含む各デバイスの自己インダクタンスおよび相互インダクタンス（皮相および増分）の時間発展を計算できます。以前はユーザーがPythonスクリプトを開発する必要があったこの計算が、自動化されました。

Transient Magneticアプリケーションで使用できるようになったこの新機能は、Fluxによって自動的にバッチ処理される一連の静磁気シミュレーションを含み、ユーザーが追加で介入する必要はありません。こうして、これらのシミュレーションで実行されるコイルにリンクされる磁束の評価から、デバイスの自己インダクタンスと相互インダクタンスのセットが得られます。

インダクタンスが計算されると、生成された値がエクスポート可能なFluxの入出力パラメータとして格納されます。ユーザーは、これらを容易に利用して、時間発展を表示したり、経時変化するインダクタンスマトリックスをアセンブルすることができます。

この新しいツールの一般的な用途としては、回転電気機器の制御が挙げられます。たとえば、Fluxによって計算されるインダクタンスマトリックスを使用して、Altair Activate®などのシステムシミュレーションソフトウェアでマシンを表現することができます。

使用方法

この機能は、Fluxの2Dモジュールにおいて、ポスト処理モードの際に、解析済みTransient Magneticプロジェクトで使用できます。このような状況において、Fluxでインダクタンスの計算を開始するには：

ComputationメニューでComputation of Inductance Matrixコマンドを選択します。
評価するインダクタンスタイプとして、apparent、incremental、apparent and incrementalから選択します。
皮相インダクタンスL_appと増分インダクタンスL_incrの定義を図 1に示します。

図 1. 動作ポイント(φ₀, i₀)におけるその特性関数φ(i)から得られる、電磁デバイスの皮相インダクタンスLappと増分インダクタンスLincr。
ソースコイル（つまり、磁束を生成するより線導体コイル）を選択します。
ターゲットコイル（つまり、磁束を受けるより線導体コイル）を選択します。
注: たとえば、プロジェクトに2つのコイルがある場合、インダクタンスマトリックスには次の4つの項が含まれます：L₁₁、M₁₂、M₂₁、L₂₂ユーザーが1番目の項をソースコイルとして選択し、1番目と2番目をターゲットコイルとして選択すると、Fluxは次の2つの項を評価します：L₁₁、M₁₂
結果を格納する、Fluxによって作成される入出力パラメータの名前に含まれる文字列（PREFIXなど）を指定します。
OKをクリックして計算を実行します。
注: 一連の静磁気シミュレーションは、Supervisorのオプションに設定されたコアの数に従って自動的に決定される、特定数のFluxインスタンス間に分散されます。使用されるコア数を設定するには、Supervisor > Options > System Options > Parallel computingに移動します。
計算が終わるまでに、結果が 入出力パラメータのリストにPREFIX_APP_X_Y（皮相インダクタンス計算の場合）またはPREFIX_INCR_X_Y（増分インダクタンス計算の場合）という名前で表示されます。
注: ユーザーは、入出力パラメータから2D曲線を描画し、結果の時間発展を確認できます。また、これらをファイルにエクスポートして、他のソフトウェアで利用することもできます。

アプリケーション例

この新しい機能を使用したインダクタンス計算は、図 2に示すデバイスのケースで実行されています。これは、Flux Supervisorの例のカタログ（Technical tutorials、Brushless IPM motorの下）で参照できます。このデバイスは永久磁石回転子を有する3相8極の同期機です。