電磁石の吸引力解析事例

プランジャーモデル

電気学会で提案されている電磁力検証用プランジャモデルで、コイルに直流電流を流した時にセンターポールに働く吸引力およびモデル各部の磁束密度分布を磁界解析ソフトウェアF-MAGで評価解析しました。

今回解析しましたプランジャ形直流電磁石は、ロの字形の角形ヨーク付き 直流電磁石で、その外観形状は下図の通りです。

今回使用しているモデルは、形状的にも磁界分布の面からも[1/4]対称ですので、[１/4]モデルで解析します。

下図は[１/４]のメッシュモデルです。

解析仕様は以下の通りです。

[解析条件]

・コイルの電流： 1 [A]
・コイルの巻数： 1000 [turn]

[物性条件]

	比透磁率
空　　　　　気	1.0
コ　　イ　　ル	1.0
磁　　性　　体	非線形( B-H ) ※
センターポール	1000

※ 磁性体に使用した非線形磁化特性は下図の通りです。

計算結果、センターポールに働く電磁力は[ 2.046 N ]になりました。
今回は、１／４モデルで計算していますので、センターポール全体に作用する電磁力は[ 8.184 N ] となります。

実測値は[ 8.23 N ] ですので、計算誤差は[ -0.56％ ]となります。

構成部材各部の磁束密度分布のコンター図およびベクトル線図は以下の通りです。

磁束密度分布コンター図 (磁性体とセンターポール)

磁束密度ベクトル線図 (センターポール上部近傍)

磁束密度ベクトル線図 (センターポール下部近傍)

磁束密度ベクトル線図 (センターポール上部近傍)

磁束密度ベクトル線図 (センターポール下部近傍

この評価解析は磁界解析ソフトウェア F-MAG で行いました。

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