電磁界解析

解析機能

  • 静磁場解析
    • 線形(異方性可)
    • 非線形(B-H曲線、減磁曲線)
  • 動磁場解析(※1)
    • 交流磁場
    • 過渡磁場
  • 静電場解析(※1)
  • 動電場解析(※1)
    • 交流電場
    • 過渡電場
  • 電気回路解析(※1)
  • 高周波電磁場解析(※2)
※1 ANSYS Mechanical APDL(旧Classic)環境またはANSYS Maxwell 3Dで利用可能な機能です。
※2 ANSYS Mechanical APDL(旧Classic)環境またはANSYS HFSSで利用可能な機能です。

適用事例

電磁界と熱流体ツールの連成によるマイクロ波液体加熱の事例

電磁波(マイクロ波)により加熱される液体の温度を確認した事例です。マイクロ波で求めた発熱分布を流体ツールで解析し温度分布を求めます。得られた温度分布を電磁界ツールにフィードバックすることで、より詳細な発熱量と温度分布を求めています。
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バスバーのインダクタンス・熱流体・熱応力解析事例

モータやインバータに使用されるバスバーの解析例です。ANSYSを使うことで、電気特性、周囲の流れ場による熱特性、 変形量を見積もることが可能です。
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電子機器の放射イミュニティ解析事例

解析対象物に電波を照射し電磁界の振る舞いを可視化します。外来ノイズに弱い箇所を見極めることにより、耐性を高める回路・筺体設計に貢献します。
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バスバーのインダクタンス・熱応力解析事例

モータやインバータに使用されるバスバーの解析例です。ANSYSを使うことで 1つの3次元CADモデルで電気特性、発熱分布、変形量を見積もることが可能です。
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プリント基板 めっきを含めた高速伝送線路の解析事例

プリント基板の製造工程では、はんだ付け性の向上や銅箔部の酸化、腐蝕防止を目的として、表面にめっき処理が施されます。高速伝送線路の動作を保障するには、このめっき部分の厚みや材質を考慮した特性確認が必要です。
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ANSYSによるモーターの連成解析事例

「ANSYS」製品を活用して、モータの温度上昇による永久磁石の減磁や、振動による音の問題をシミュレーションした解析事例を紹介します。
ANSYSによるモーターの連成解析事例

基板の近傍・遠方界解析を活用した放射ノイズ抑制事例

回路シミュレータで解析した波形結果をノイズ源とし、基板近傍の電磁界分布、遠方界の電界強度[dBuV/m]を確認します。デバイスの動作特性を考慮した波形を給電でき、且つ複数の信号にノイズ源を設定することができるため、より実動作に近い条件での解析が可能です。
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PCB電源プレーンの電流密度・IRDrop解析事例

供給源となる電圧レギュレータモジュール(VRM)から供給先IC間の電源プレーンとGNDプレーンの電流密度分布を可視化します。また、パターンやビアなど導体の抵抗成分による電圧降下=IRDropを求め、デバイスの推奨動作電圧に対するマージンを確認します。
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温度安定性を考慮した誘電体共振器フィルタの設計

近年、限られた時間の中で電気特性と温度特性のトレードオフを分析し、高品質な設計を行うには、複合領域を跨ぐ解析、いわゆるマルチフィジックス解析が不可欠になってきています。ここでは誘電体共振器フィルタを例に解析事例をご紹介します。
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感度解析を活用したバイパスコンデンサ最適化事例

電源プレーンインピーダンス(Z11)に対するバイパスコンデンサの影響度=効果を、 感度(Sensitivity)解析を実施することにより確認します。
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PI Advisor解析を活用したバイパスコンデンサ最適化事例

コンデンサのメーカ、価格、容量、チップサイズに重みづけをした最適化機能により、デバイスのターゲットインピーダンスを満足するバイパスコンデンサの組合せを自動算出します。
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電気機器のシステム(基板、ケーブル、筺体)のEMI抑制設計事例

基板、ケーブル、筺体を含んだシステムレベルの電磁界の振る舞いを可視化することにより、設計段階におけるEMI対策検討事例をご紹介します。
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人体近傍におけるスマートフォン内蔵アンテナの解析

人体頭部近傍におけるスマートフォン内蔵アンテナについて解析し、人体に近接したときの入力インピーダンス特性、放射特性、および人体頭部におけるSAR分布を明らかにしています。
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プリント逆F型アンテナの小型化設計

小型アンテナを設計する際には、構造値に対する特性の変化を把握することが重要です。ここでは、プリント板逆F型アンテナの構造値を変数として与え、アンテナ形状を変化させたときの特性の変化を明らかにしています。
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給電回路を含むアンテナ設計

プリント八木アレーアンテナに分配器、増幅器を含む給電回路を接続し、回路特性を考慮したアンテナの放射特性、利得を解析することが可能です。
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自動車のシャーシとフロント・サイドガラスがアンテナに与える影響

アンテナは、周囲の構造物の影響によって、特性が大きく変化します。ここでは、GPSパッチアンテナを自動車内に取り付けた場合のアンテナ特性の変化について解析しています。
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筺体を考慮したアンテナ設計

アンテナを筺体に組み込むと特性が大きく変化します。そのため、筺体組み込み時の特性変化を考慮してアンテナ設計を行うことが重要です。ここでは、GPSパッチアンテナについて、筺体を含めて解析した事例についてご紹介いたします。
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電磁界解析を活用したESD(静電気放射)による電磁界分布の可視化

近年、スマートフォンやノートパソコンを代表するモバイル端末や電子機器は、機器に接続しているケーブルや機器そのものが人体に触れ、静電気による破壊や誤作動の機会が増え、対策が必須です。ここでは電磁界解析を使って、PCBに接続しているコネクタにESD波形を入力し、その電界分布を確認することで、電気の流れを可視化しています。
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電気めっき解析

パーツをめっき液に浸して電圧をかけたときに得られる電流密度分布を解析しています。パーツの形はすべて同じですが、部位およびパーツの置かれた位置によっても電流密度分布が異なる様子が観察できます。
これによりパーツの形状、個数, および配置を考慮した電気めっきの解析が可能です。
「電気めっき解析」の詳細

PCBをノイズ源とした筺体の放射ノイズ抑制効果の検討

PCBの放射ノイズと筺体にPCBを組み込んだ放射ノイズを比較し、筺体での放射ノイズの比較をしています。また筺体そのものがもつ固有振動数と放射ノイズの影響も検討しています。
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PCBに実装したSMAコネクタ伝送特性

SMAコネクタの伝送特性の解析例です。PCBに実装した状態で電磁界解析を行うことでPCBとの不連続の影響を考慮した解析や、電磁界特性を可視化することが可能です。
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プリント基板と筐体のグランド接続時のESDノイズ解析

PCBの外側にある導体ケースの右上部に ESDガンノイズを印加したときの、各部の電界強度分布をシミュレーションし、各信号線のポートに発生するノイズ波形解析結果を紹介します。
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容量主体のコモンモードフィルタ(CMF)解析事例

容量主体のコモンモードフィルタの解析例です。
「容量主体のコモンモードフィルタ(CMF)解析事例」の詳細

インダクタンス主体のコモンモードフィルタ(CMF)解析事例

高速信号回路設計に於いて、EMIノイズの発生源となるコモンモード成分を抑えるために、コモンモードフィルタがよく用いられます。本事例ではトロイダルコアにペア線を巻いたコモンモードフィルタのSパラメータ伝達特性を求め、コイル近傍に発生する磁界強度分布を表示します。
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差動ビアを含む2組の差動線路間のクロストーク解析2

アンチパッドの径やグランドビアの位置を変化させたときの、2組の差動信号間のクロストークノイズに与える影響を調べたものです。
「差動ビアを含む2組の差動線路間のクロストーク解析2」の詳細

マイクロ波加熱による電磁界解析と熱流体解析/伝熱解析の連成解析

電子レンジを例にしたマイクロ波加熱の例です。電磁界解析から誘電体の損失を求め、熱解析へ結果を渡すことで温度上昇を検証することができます。
「マイクロ波加熱による電磁界解析と熱流体解析/伝熱解析の連成解析」の詳細

三相誘導モータの二次元可変速過渡磁場解析

二次元の三相誘導モータの解析では分布巻コイルに三相交流電圧を与えてステータに回転磁界を生成させロータのかごに誘導電流を発生させます。この誘導電流によって回転磁界に追従するトルクが形成されロータが回転します。
「三相誘導モータの二次元可変速過渡磁場解析」の詳細

ACソレノイドアクチュエータの解析

ANSYS Maxwellを使用してACソレノイドアクチュエータを2次元でモデル化し、過渡電磁場解析を実施します。コイルへの電流印加にはMaxwell Circuit Editorを使用して回路を構成します。
「ACソレノイドアクチュエータの解析」の詳細

トランス・チョークコイルの直流重畳インダクタンスの評価

チョークコイルに流れる電流値、ギャップ量が変化した際のコイル巻き数1本当たりのインダクタンス値(AL値)を評価する事例です。
「トランス・チョークコイルの直流重畳インダクタンスの評価」の詳細

ソレノイドの設計と半導体デバイスやと負荷を考慮したシステムシミュレーション

SPMブラシレスDCモータの過渡解析

SPMブラシレスDCモータ(集中巻きコイル、12スロット、8極)の2次元過渡解析事例です。
「SPMブラシレスDCモータの過渡解析」の詳細

バスバーのインダクタンス検証

バスバーは、発熱やノイズの観点から低損失、低インダクタンスが求められています。実測では難しい抵抗値やインダクタンスの周波数特性や電流 分布のシミュレーション事例について紹介します。
「バスバーのインダクタンス検証」の詳細

同軸型バンドパスフィルタの伝送特性

1GHzの帯域を持つ同軸型バンドパスフィルタの解析例です。伝送特性はもちろんのこと、電界、磁界を視覚的に確認することも可能です。
「同軸型バンドパスフィルタの伝送特性」の詳細

国際宇宙ステーション Sバンドアンテナ解析例

国際宇宙ステーションに搭載されているSバンドアンテナの解析例です。
「国際宇宙ステーション Sバンドアンテナ解析例」の詳細

PCBに実装したSMAコネクタ伝送特性

SMAコネクタの伝送特性の解析例です。
「PCBに実装したSMAコネクタ伝送特性」の詳細

同期式リニアモーターのモーション解析

可動磁石の動きを加味したモーターのモーション解析を行うことで、推力やコイルの入力電流の時間変化を詳細に評価できます。
「同期式リニアモーターのモーション解析」の詳細

IPMモーターの3次元過渡磁場解析

IPMモータの3次元化と磁場解析の例です。モータ設計に必要となる誘起電圧、トルク、インダクタンスなどの基本特性を3次元モデルで精度よく把握することが可能です。
「IPMモーターの3次元過渡磁場解析」の詳細

フォワード・コンバータ用トランスの過渡磁場解析

フォワードコンバータ用の回路と連携させたトランスの過渡磁場解析の例です。
「フォワード・コンバータ用トランスの過渡磁場解析」の詳細

キャパシタ・アレイの電場解析

複数のキャパシタが直列しているモデルにおける電場解析の例です。
「キャパシタ・アレイの電場解析」の詳細

IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)の基本特性および磁場-熱-構造連成解析

IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)の静磁場解析と熱応力解析の例です。IGBTの基本特性であるインダクタンス等を算出しつつ、IGBTに発生 する電流密度や吸引力を考慮した熱分布や応力分布を確認することが可能です。
「IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)の基本特性および磁場-熱-構造連成解析」の詳細

荷電粒子の軌道

荷電粒子の軌道をシミュレーションした静磁場解析と静電場解析です。アニメーションは、左側が一様な磁場内、右側が一様な電場内における荷電粒子の軌道を表示しています。
「荷電粒子の軌道」の詳細

ANSYS Workbenchとの連携

Maxwell 3DとANSYS Workbenchとのリンク機能により、Maxwellの電磁場解析で得られた損失分布データを、ANSYS Workbenchによる伝熱解析の熱源(発熱)として利用可能です。
「ANSYS Workbenchとの連携」の詳細

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