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静解析モジュール (F-MAG-ST) 適用例

磁場/磁界 有限要素法 過渡応答

平面型ボイスコイルモータ(VCM) の駆動力解析

磁界解析には、磁石あるいは直流電磁石などを対象とした静磁界解析、コイルに交流を流した時に導体に発生する渦電流を対象とした動磁界解析がありますが、今回は右図のような平面型ボイスコイルモータ ( VCM ) に交流電流を印加した時に、コイルに働く駆動力が時間とともにどのように変化するのかF-MAGで過渡応答解析を行いました。

※ ヨーク部に使用した非線形磁化特性は右図の通りです。

※ コイルに印加する電流は、右図グラフのように時間的に変化するものとします。

解析結果は下図の通りです。

平面型ボイスコイルモータ 磁束密度分布コンター図

磁束密度分布コンター図
(通電後0.002秒後
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁束密度ベクトル線図

磁束密度ベクトル線図
(通電後0.002秒後
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁力線図

磁力線図
(通電後0.002秒後
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁束密度分布コンター図

磁束密度分布コンター図
(通電後0.006秒後
電流最大
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁束密度ベクトル線図

磁束密度ベクトル線図
(通電後0.006秒後
電流最大
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁力線図

磁力線図
(通電後0.006秒後
電流最大
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁束密度分布コンター図

磁束密度分布コンター図
(通電後0.016秒後
電流逆方向に最大
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁束密度ベクトル線図

磁束密度ベクトル線図
(通電後0.016秒後
電流逆方向に最大
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 磁力線図

磁力線図
(通電後0.016秒後
電流逆方向に最大
:コイルは非表示)
平面型ボイスコイルモータ 電磁力解析 磁束密度分布

磁束密度ベクトル線図
(通電後0.016秒後
電流逆方向に最大
:コイルは非表示)
コイルに働く駆動力


駆動力:最大値を[1]と した場合の相対値

磁石により発生する磁場が、コイルにより発生するものより大きく電流の大きさ、方向が変化しても、全体の磁場にはあまり影響がないことがわかります。