モータ開発における課題と
サイバネットの
モータソリューション
電動車両のパワートレイン用モータはもちろんのこと、近年の自動車の変化に伴う車載用モータ、また自動車産業以外でも様々な産業で使用されるモータの需要は増大しており、将来的にも成長基調が予想されております。市場が広がるにつれ、新規モータの開発の増加や製品ライフサイクルの短縮など、より効率的な設計開発が求められることも増えているのではないでしょうか。
モータ設計にはトルクなどの基本的なモータ特性要求に加えて発熱や温度特性、小型軽量化、高効率化、振動騒音の低減など多岐に渡る性能が要求されるため、多くの設計項目を検討する必要があります。そこでシミュレーションによって実機を作成せずに多数のモデルを検討することが、高性能化や低コスト化、工数削減および開発期間短縮にとても効果的です。
前述のように多岐に渡る性能をシミュレーションで検討するためにはさまざまな物理現象を複合的に考慮する必要があり、一般的に煩雑な解析作業になりがちです。サイバネットでは初期検討段階である上流設計からその後の詳細設計まで、優れた操作性で複合的な物理現象を解析できるAnsysによる各種モータ解析ソリューションをご提供しております。
特徴
初期開発段階で
簡単・高速な解析を実現
初期開発段階では多数のモデルを検討することが効果的ですが、そのためにはシミュレーションモデルの作成や解析作業に時間をかけることができません。Ansys Motor-CADではテンプレートベースのモータ設計でモデル作成工数を削減することが可能です。また電磁界の高速な解析のみならず、熱解析や構造解析との連成解析が可能であり、初期段階でより多くの事象を検討することで手戻りや開発工数を削減できます。
直感的な操作による
簡単な詳細解析
Ansys MaxwellやAnsys Mechanicalでは有限要素法ベースの詳細な電磁界解析や構造/音響/伝熱解析が可能です。Ansys社の有限要素ソルバーは世界中で多数使用されている信頼性の高いものです。また煩雑になりがちな電磁場-構造連成解析なども直感的な操作環境で簡単に実現できます。
システム設計における
多彩なモデル化
駆動回路や制御システムなど様々な要素で構成されるモータでは、システムを考慮したモータ設計検討やモータ特性を考慮したシステム設計が求められる場合があります。Ansys Twin BuilderではAnsys Maxwellの3D電磁界モデルと連成させた1D-3Dシステム連成や、他のAnsysツールで解析された3Dモデルを1D化して高速な物理環境-回路連成が可能です。またDynamic ROMにより非定常・非線形の複雑な現象のシステムモデル化も可能になります。
解析事例
初期開発における
放熱設計の検討
Ansys Motor-CADでは、ウォータジャケットやハウジングなど、冷却機構を備えた放熱設計検討が可能です。例えば右記のように、A:初期検討モデル、B:ウォータジャケットを装着した場合、C:アルミハウジングを使用した場合の各放熱設計を検討すると、右表のようにアルミハウジングが最も放熱できていることが確認できます。
モータ電磁力に起因する
振動騒音解析
モータ電磁力による起因する騒音評価解析では、まず電磁界解析によりステータに生じる電磁力を解析し、その結果を使用して構造振動解析、その後必要に応じて音響解析を実施して振動や音の評価をします。電磁界解析にAnsys Maxwell、構造解析にAnsys Mechanicalを使用することで電磁力のマッピングやFFT（高速フーリエ変換）はユーザが意識することなく実施されます。あるいは他の電磁界解析ツールで計算された電磁力を用いて、Ansys Mechanicalの優れた操作環境で構造解析を実施されているお客様も多数いらっしゃいます。
システム制御
シミュレーション
モータの実際の稼働状態ではモータを回路等で制御するため、制御システムも含めてモデル化を行った方が実現象をより正確に再現できます。
右図のシステムシミュレーションではMaxwellモデルも1D化して全て1Dで解析を行い、回転数が1000RPMになるように制御を行っています。
導入までの流れ
ベンチマーク
トライアル利用
受託解析
ご要望に応じて、目的の結果が得られるかどうか導入前に無償/有償で弊社が解析を実施して検討します（ベンチマーク,受託解析）。また無償のトライアルライセンスによるお客様ご自身での試用も可能です。
トレーニング
立ち上げ支援
各種ツールや理論のトレーニングをご用意しております。また①でお客様のモデルに対する受託解析をご依頼いただいた場合、必要に応じてお客様のモデルに対する解析ノウハウをご提供いたします。
充実したサポートや
カスタマイズ
弊社専門技術スタッフによるお問合せ対応やFAQ閲覧、セミナーテキストのダウンロードなど充実したサポートが利用可能です。また導入後も、内容に応じて有償となりますがお客様モデルでのトレーニングコンテンツ作成や解析の請負、特定の用途に応じた製品カスタマイズにも対応いたします。
