電気機械デバイス内のエネルギーバランス

概要

本項では、電気機械デバイス内のエネルギーバランス / 力バランスについて説明します。

例： 電気機械変換

ここでは、電気エネルギー源から供給を受けて力またはトルクを生み出すデバイスについて考えてみましょう。これは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換システムです。

このデバイスの効率を計算するために、エネルギー保存の法則（エネルギーが失われることも生じることもない）に基づいてエネルギーバランスを実行できます。エネルギーバランスは次のように記述できます：

供給源からの電気エネルギーが、完全に被駆動システムに提供される有効な機械エネルギーに変換されるわけではありません。このエネルギーの一部は磁気回路のボリューム内に磁気エネルギーとして蓄積され、一部は熱エネルギー（熱）に変換されます。この熱はデバイス内部に蓄積されたり、冷却システムに伝達されることもあります。

したがって、有効な機械エネルギーを算定するには、以下を計算する必要があります：

  • 蓄積される磁気エネルギー
  • 散逸熱エネルギー（熱損失）

概論

より一般的には、複雑なシステムのエネルギーバランスを実行するためには、以下を考慮する必要があります：

  • 蓄積された位置エネルギー（電気 / 磁気 / 機械）
  • 消散エネルギー（損失）（電気 / 磁気 / 機械）

これについて下図に示します。