JP2996586B2 - Calculation method of mutual force of motor - Google Patents
Calculation method of mutual force of motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、モータの相互力を演算
により求めるようにしたモータの相互力算出方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calculating a mutual force of a motor, which calculates the mutual force of the motors.
【0002】[0002]
【従来の技術】モータの数値解析を行うにあっては、モ
ータの基本形を相互に影響を及ぼし合う2つのコイルと
考えることができる。そしてこの2つのコイル間に働く
力を求める方法は、次の3つに大別でき、それぞれが適
宜採用されている。すなわち、 直接力により求める方法(ローレンツ力等)、 電磁場の応力分布から求める方法(マクスウェルの応
力法)、 エネルギー保存の法則から求める方法(エネルギー変
位法)である。2. Description of the Related Art In performing a numerical analysis of a motor, the basic form of the motor can be considered as two coils that mutually affect each other. The method of obtaining the force acting between the two coils can be roughly classified into the following three methods, each of which is appropriately adopted. In other words, there are two methods: direct force (Lorentz force etc.), electromagnetic field stress distribution (Maxwell's stress method), and energy conservation law (energy displacement method).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の算
出方法では、上記いずれの方法を用いても、磁石又はコ
イルの状態及び条件が変わる度に数値計算を行い求める
必要があった。例えば、 モータ1回転分のトルク波形を求めるには、1回転の
相対位置を数十に分割させ、その回数だけ数値計算を行
わなければ求めることができなかった。また、 B側磁石の形状(厚さ,巾,長さ,形など)、強さ、
着磁波形(磁極数や形など)等が変わった時の相互力を
求めるには、変わった回数だけの数値計算を行わなけれ
ば求めることができなかった。このときの数値計算に要
する時間は、要求数やコンピュータの能力にもよるが、
1回当たりに数時間かかることも珍しくない。そのた
め、例えば1回転のトルク波形を求めるだけでも数十回
の計算が必要となり、演算時間を短縮することが要請さ
れている。However, in the conventional calculation method, it is necessary to perform a numerical calculation every time the state or condition of the magnet or the coil changes, regardless of the above-mentioned method. For example, in order to obtain a torque waveform for one rotation of the motor, the relative position of one rotation is divided into several tens, and the calculation cannot be performed unless numerical calculations are performed for the number of times. The shape (thickness, width, length, shape, etc.), strength,
In order to find the mutual force when the magnetization waveform (number of magnetic poles, shape, etc.) changes, it was not possible to obtain the mutual force unless numerical calculations were performed for the number of times of change. The time required for the numerical calculation at this time depends on the number of requests and the capacity of the computer.
It is not unusual for it to take several hours each time. Therefore, for example, it is necessary to calculate several tens of times just to obtain the torque waveform of one rotation, and it is required to reduce the calculation time.
【0004】このような事情に鑑み本発明は、モータの
相互力を求めるための演算時間を大幅に短縮することが
できるようにしたモータの相互力算出方法を提供するこ
とを目的とする。[0004] In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a motor mutual force calculation method capable of greatly shortening a calculation time for obtaining a motor mutual force.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第1発明は、コイルと磁石、又はこれらの何れか一方ど
うしを、相対的に移動可能に配置して相互力を利用する
ように構成したモータの相互力算出方法において、一方
側のコイルまたは磁石による磁束密度分布を一度求める
だけで、他方側の磁石のあらゆる状態及び条件における
相互力、逆起電圧、有効磁束等を、相互インダクタンス
の性質及びエネルギー保存の法則を利用することにより
求めるようにした構成を有している。According to a first aspect of the present invention, a coil and a magnet, or any one of them, are arranged so as to be relatively movable and utilize mutual forces. In the method of calculating the mutual force of the motor described above, the magnetic flux density distribution of the coil or magnet on one side is obtained only once, and the mutual force, back electromotive force, effective magnetic flux, etc., in any state and condition of the magnet on the other side are calculated. It has a configuration that is determined by utilizing the laws of properties and energy conservation.
【0006】また第2の発明は、コイルと磁石、又はこ
れらの何れか一方どうしを、相対的に移動可能に配置し
て相互力を利用するように構成したモータの相互力算出
方法において、一方側のコイルまたは磁石による磁束密
度分布を一度求めるだけで、他方側のコアレスまたはス
ロットレス構造によるコイルのあらゆる状態及び条件に
おける相互力、逆起電圧、有効磁束等を、相互インダク
タンスの性質及びエネルギー保存の法則を利用すること
により求めるようにした構成を有している。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a mutual force of a motor in which a coil and a magnet or one of them is arranged so as to be relatively movable and the mutual force is utilized. Once the magnetic flux density distribution by the coil or magnet on the side is determined once, the mutual force, back electromotive force, effective magnetic flux, etc. in any state and condition of the coil with the coreless or slotless structure on the other side, the properties of mutual inductance and energy conservation The structure is designed to be obtained by utilizing the law of
【0007】このように本発明は、モータにおける相互
力を相互インダクタンスの性質及びエネルギー保存の法
則に基づいて求める方法に関するものである。以下、そ
の説明を行う。一般に、外部からのエネルギー授受がな
い状態で、保持しているエネルギーの大きさが変化した
場合には、エネルギー保存の法則より何らかの仕事が行
われたことになる。つまり、今2つの物体が相対的にd
x移動することによってエネルギーがdW変化したとす
ると、 dW=F・dx すなわち、 F=dW/dx の力が働いたことになる。この様に、エネルギーの変位
から力を求める方法をエネルギー変位法(または仮想変
位法)という。As described above, the present invention relates to a method for determining a mutual force in a motor based on the properties of mutual inductance and the law of conservation of energy. Hereinafter, the description will be made. In general, when the amount of stored energy changes in a state where there is no external energy transfer, some work has been performed according to the law of energy conservation. That is, the two objects are now relatively d
Assuming that the energy changes dW by moving x, dW = F · dx, that is, the force of F = dW / dx has been applied. Such a method of obtaining a force from an energy displacement is called an energy displacement method (or a virtual displacement method).
【0008】ところでモータの保持する磁気エネルギー
は、その形態の違いから2つの形により表すことができ
る。1つは、実際に磁気エネルギーが分布している状態
(部分)を表したものであり、もう1つは、磁気エネル
ギーを発生・保持している状態(部分)を表したもので
ある。前者は、影響を及ぼしている領域の磁気エネルギ
ー(H・B/2)を総て加え合わせてやれば求めること
ができるが、広い範囲に及んでいるため実際には困難で
ある。それに対して後者は、その形態からある部分に集
中しており、簡単に求めることができる。この発明は、
後者により求めた磁気エネルギーから、いろいろな状態
・条件における相互力を容易に算出する方法である。[0008] By the way, the magnetic energy held by the motor can be represented by two forms due to the difference in the form. One is a state (part) where magnetic energy is actually distributed, and the other is a state (part) where magnetic energy is generated and held. The former can be obtained by adding all the magnetic energies (H.B / 2) of the affected area, but it is actually difficult because it covers a wide range. On the other hand, the latter concentrates on a certain part from the form and can be easily obtained. The present invention
This is a method for easily calculating mutual forces in various states and conditions from the magnetic energy obtained by the latter.
【0009】まずモータの基本形は、相互に影響を及ぼ
し合う2つのコイルと考えることができ、その2つのコ
イルが発生・保持する磁気エネルギーWを表すと、 W= LJIJ 2/2 + MIJIC + LCIC 2/2 =ΦJIJ/2 + ΦMJIC +ΦCIC/2 =ΦJm/2 +ΦMJIC +ΦCIC/2 =ΦJm/2 +ΦMCm + ΦCIC/2 となる。ここでLは自己インダクタンス、Iは電流、M
は相互インダクタンス、Φは磁束、mは磁気モーメント
(磁化)であって、各式中の第1項は磁石自身の保持す
る(発生する)エネルギー、第3項は電機子コイル自身
の保持する(発生する)エネルギー、さらに第2項は2
つのコイル(または磁石)が相互に影響し合って保持し
ている(発生している)エネルギーである。[0009] The motor of the basic form initially, can be considered as two coils mutually affect each other, to represent the magnetic energy W of the two coils is generated and retained, W = L J I J 2 /2 + MI J I C + L C I C 2/2 = Φ J I J / 2 + Φ MJ I C + Φ C I C / 2 = Φ J m / 2 + Φ MJ I C + Φ C I C / 2 = Φ J m / 2 + Φ MC m + Φ C I C / 2. Where L is self-inductance, I is current, M
Is a mutual inductance, Φ is a magnetic flux, and m is a magnetic moment (magnetization). The first term in each equation is the energy held (generated) by the magnet itself, and the third term is held by the armature coil itself ( Energy), and the second term is 2
The energy that two coils (or magnets) interact with and hold (generate).
【0010】次にモータにおける各種電磁力の式を、エ
ネルギー変位法に基づいて表してみる。外部からのエネ
ルギー授受が無く、上記磁気エネルギー式中のI及びm
の値が固定状態である場合において、2つのコイルを相
対的にdx移動させることにより生じるエネルギーの差
をdWとすれば、dW=F・dxより、そのときに働く
力F(トータルの力T)は次式で表される。 F= dW/dx = (dΦJ/dx)・(m/2) + (dΦMJ/dx)・IC + (dΦC/dx)・(IC/2) = (dΦJ/dx)・(m/2) + (dΦMC/dx)・m + (dΦC/dx)・(IC/2)Next, equations of various electromagnetic forces in the motor will be expressed based on the energy displacement method. There is no external energy transfer, and I and m in the above magnetic energy formula
Is fixed, the difference between the energies caused by the relative movement of the two coils by dx is dW. From dW = F · dx, the force F (the total force T) acting at that time is obtained. ) Is represented by the following equation. F = dW / dx = (dΦ J / dx) · (m / 2) + (dΦ MJ / dx) · I C + (dΦ C / dx) · (I C / 2) = (dΦ J / dx) · (m / 2) + (dΦ MC / dx) ・ m + (dΦ C / dx) ・ (I C / 2)
【0011】上式中の第1項は磁石自身によって発生す
る力、すなわちコギングである。また第2項は磁石とコ
イルの相互作用による力(相互力)、すなわち通常のモ
ータの駆動力である。さらに第3項はコイル自身によっ
て発生する力、すなわち電磁石による吸引力である。The first term in the above equation is the force generated by the magnet itself, that is, cogging. The second term is a force due to interaction between the magnet and the coil (mutual force), that is, a driving force of a normal motor. The third term is a force generated by the coil itself, that is, an attractive force by the electromagnet.
【0012】この式より第2項の相互力は、相対位置当
たりの磁束(ΦMJまたはΦMC)の差に、ICまたはmをか
け合わすことにより求められることがわかる。従来のや
り方によれば、両側部材(以下、A側部材及びB側部材
とする。)の相対移動や、他方側のB側部材としての磁
石(またはコイル)の状態及び条件により、この第2項
を構成する要素の値が変化するため、変えた回数分だけ
数値計算を行う必要があった。しかしながら実際のモー
タの場合を考えてみると、両側のA側部材及びB側部材
が相対移動しても、あるいは他方側のB側部材としての
磁石(又はコイル)の状態及び条件が変わっても、一方
側のA側部材としての磁石(又はコイル)によって発生
した磁束密度分布自体は変わらない場合がほとんどであ
る。[0012] Mutual force from this equation the second term, the difference between the per relative position flux ([Phi MJ or [Phi MC), it can be seen that the determined by match over I C or m. According to the conventional manner, the second movement depends on the relative movement of both side members (hereinafter referred to as A-side member and B-side member) and the state and condition of the magnet (or coil) as the other B-side member. Since the values of the elements that make up the terms change, it was necessary to perform the numerical calculations the same number of times as the changes. However, considering the case of an actual motor, even if the A-side member and the B-side member on both sides move relative to each other, or the state and condition of the magnet (or coil) as the B-side member on the other side change. In most cases, the magnetic flux density distribution itself generated by the magnet (or coil) as the one A-side member does not change.
【0013】例えば相対移動の場合において、他方側
のB側部材としての磁石(又はコイル)と交差する磁束
は相対移動に伴い変化するが、磁束密度分布自体は相対
的に移動しているだけで変化しない構造の場合が多い。
また他方側のB側部材としての磁石(またはコイル)
の形状、位置、大きさ、強さなどが変化した場合には、
交差する磁束はそれに応じて違ってくるが、磁束密度分
布自体は変化しない場合が多い。上記のような構造の場
合、磁束密度分布自体は変化していないため、一度数値
計算にて磁束密度分布を求めて記憶しておけば、その都
度数値計算を行って磁束密度分布を求めなくても、記憶
している磁束密度分布の必要個所のデータを取り出し、
それに応じたm(又はIc)とかけ合わせてやることに
よって、磁気エネルギーの相互成分を求められることが
わかる。すなわち、各変更に対応したm(またはIc)
のデータを作成し、記憶している磁束密度分布とかけ合
わせることにより、相互力が求められる。For example, in the case of relative movement, the magnetic flux intersecting with the magnet (or coil) as the B-side member on the other side changes with the relative movement, but the magnetic flux density distribution itself is merely moving relatively. In many cases, the structure does not change.
Also, a magnet (or coil) as the other B-side member
If the shape, position, size, strength, etc. of the
The intersecting magnetic flux varies accordingly, but the magnetic flux density distribution itself often remains unchanged. In the case of the above structure, since the magnetic flux density distribution itself does not change, once the magnetic flux density distribution is obtained and stored by numerical calculation, it is not necessary to perform the numerical calculation each time to obtain the magnetic flux density distribution. Also extracts the necessary data of the stored magnetic flux density distribution,
It can be seen that the mutual component of the magnetic energy can be obtained by multiplying m (or Ic) accordingly. That is, m (or Ic) corresponding to each change
Is generated and multiplied by the stored magnetic flux density distribution to determine the mutual force.
【0014】[0014]
【作用】そして上記手段においては、従来なら数十回、
数百回にわたって演算を要する内容が、一度の数値解析
と後のデータ処理のみによって実行され、従って演算時
間が大幅に短縮されるようになっている。具体的に本発
明にかかる手段によれば、数値解析・データ処理をする
ことによって、次の様なことが可能となる。まず一方側
のA側部材としての磁石又はコイルによる磁束密度分布
を一度求めれば、後はデータ処理だけで、他方側のB側
部材としてのの磁石のあらゆる状態・条件における相互
力、逆起電圧、有効磁束波形などを算出することができ
る。ここで磁石のあらゆる状態・条件とは、磁石の形状
(厚さ、幅、長さ、凹凸等)、磁石の強さ、着磁波形
(サイン、台形、スキュー、磁極数、厚み方向の着磁分
布等)など磁石側のあらゆる状態を言い、相互力は、一
方側のA側部材による磁束密度分布と磁石の磁化を掛け
たものを足し合わせることによって磁気エネルギーを求
めて算出する。通常、磁石側の磁性体(ヨーク等)は平
坦な形状となっており、一方側のA側部材と磁石側とが
相対移動してもA側部材の発生する磁束密度分布は変化
しない。このような構造の場合、一方側のA側部材によ
る磁束密度分布を一度求めておけば、後はデータ処理に
よって、対向する磁石の磁化分布を変えるだけで磁石側
のあらゆる状態及び条件における相互力を算出すること
ができる。In the above means, conventionally, several tens of times,
The contents requiring the operation several hundred times are executed only by one numerical analysis and subsequent data processing, so that the operation time is greatly reduced. Specifically, according to the means of the present invention, the following can be performed by performing numerical analysis and data processing. First, once the magnetic flux density distribution by the magnet or the coil as the A-side member on one side is obtained, the mutual force and the back electromotive voltage in any state and condition of the magnet as the B-side member on the other side are obtained only by data processing. , An effective magnetic flux waveform and the like can be calculated. Here, all the states and conditions of the magnet are the shape (thickness, width, length, irregularities, etc.) of the magnet, the strength of the magnet, the magnetization waveform (sine, trapezoid, skew, number of magnetic poles, magnetization in the thickness direction). Distribution, etc.), and the mutual force is calculated by obtaining magnetic energy by adding the magnetic flux density distribution of one A-side member multiplied by the magnetization of the magnet. Normally, the magnetic body (yoke or the like) on the magnet side has a flat shape, and the magnetic flux density distribution generated by the A-side member does not change even if the A-side member on one side and the magnet side move relatively. In the case of such a structure, once the magnetic flux density distribution by the A-side member on one side is determined once, the mutual force in any state and condition on the magnet side can be changed simply by changing the magnetization distribution of the opposing magnet by data processing. Can be calculated.
【0015】より具体的には、仮の磁石要素を設けるか
空間点を設けて磁束密度分布を求めておき、それに必要
な状態・条件の磁石の磁化を掛け合わせれば良い。そし
て磁化分布を回転移動させれば一回転分のトルク波形が
求められる。また磁化分布を変えて演算すれば、どのよ
うな磁石の強さ、スキュー着磁等の着磁波形でも求めら
れ、また範囲を変えれば磁石のどのような厚さ、幅、長
さ、形状(ギャップ長の影響等)でも求められる。More specifically, a temporary magnet element or a spatial point may be provided to determine a magnetic flux density distribution, and then multiplied by the magnetization of the magnet in a necessary state and condition. By rotating the magnetization distribution, a torque waveform for one rotation is obtained. If the calculation is performed while changing the magnetization distribution, any magnet strength and magnetization waveform such as skew magnetization can be obtained. If the range is changed, any thickness, width, length, shape ( Gap length, etc.).
【0016】次に、通常コアレス・スロットレスの場合
には、相対位置が移動しても、一方側のA側部材による
磁束密度分布自体は変わらないため、A側部材による磁
束密度分布を一度求めれば、後はデータ処理だけでコイ
ル側のあらゆる状態・条件における相互力、逆起電圧、
有効磁束などを算出することができる。ここで、コイル
側のあらゆる状態とは、コイルの形状(形、厚さ、幅、
大きさ等)、コイルの位置などコイル側のあらゆる状態
を言い、また条件とは、1回転分のトルク波形、逆起波
形、トルク定数、逆起定数、有効磁束などの求めたい条
件をいう。Next, in the case of the normal coreless / slotless operation, the magnetic flux density distribution by the A-side member on one side does not change even if the relative position is moved. After that, the mutual force, back electromotive force,
Effective magnetic flux and the like can be calculated. Here, all states on the coil side refer to the shape (shape, thickness, width,
The size refers to any state on the coil side, such as the size of the coil, the position of the coil, and the condition refers to a condition to be obtained such as a torque waveform for one rotation, a back electromotive waveform, a torque constant, a back electromotive constant, and an effective magnetic flux.
【0017】通常、コアレス・スロットレスの場合に
は、コイル側の磁性体(コア・ヨーク等)は平坦形状と
なっており、一方側のA側部材とB側部材とが相対移動
してもA側部材の発生する磁束密度分布は変化しない。
このため一度A側部材による磁束密度分布を求めておけ
ば、後はデータ処理でコイル側の状態・条件を変えてや
るだけで、コイル側のあらゆる状態及び条件における相
互力を算出することができる。Normally, in the case of the coreless / slotless type, the magnetic material (core / yoke, etc.) on the coil side has a flat shape, and even if the A-side member and the B-side member on one side move relatively. The magnetic flux density distribution generated by the A-side member does not change.
For this reason, once the magnetic flux density distribution of the A-side member is obtained, the mutual force in any state and condition on the coil side can be calculated by simply changing the state and condition on the coil side by data processing. .
【0018】具体的には、仮のコイル要素を設けるか空
間点を設けて磁束密度分布を求めておき、それに任意の
位置・形状のコイルを設定し、有効磁束を求めれば良
い。そしてコイル条件を回転移動させれば一回転分のト
ルク波形が求められる。またコイルの位置・形状条件を
変えて演算すれば、コイル側のあらゆる状態における相
互力が算出される。More specifically, a temporary coil element or a spatial point may be provided to determine a magnetic flux density distribution, a coil having an arbitrary position and shape may be set therein, and an effective magnetic flux may be determined. Then, by rotating the coil condition, a torque waveform for one rotation is obtained. If the calculation is performed while changing the position and shape conditions of the coil, the mutual force in every state on the coil side is calculated.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。図
1に示されている実施例では、まずステップにおい
て、要素の組立が行われる。この要素の組立は、数値解
析に必要な固定要素についての組立を行うものであっ
て、条件を変えてその影響を見たい要素は不要である。
すなわち一方側のA側部材としての磁石(又はコイル)
による磁束密度分布を求めるのに必要な要素の組立を行
うものである。また磁束密度を直接求めるために仮要素
を設けてもよい。またこのときの解析の手法は問わず、
磁束密度分布が正確に求められる手法であればなんでも
よい。例えば、有限要素法、境界要素法、差分法、磁気
モーメント法等である。Embodiments of the present invention will be described below in detail. In the embodiment shown in FIG. 1, the components are first assembled in a step. This assembling of the elements is for assembling the fixed elements necessary for the numerical analysis, and there is no need to change the conditions and see the effect thereof.
That is, a magnet (or coil) as one A-side member
The components necessary for obtaining the magnetic flux density distribution are assembled. Further, a temporary element may be provided for directly obtaining the magnetic flux density. Regardless of the method of analysis at this time,
Any method can be used as long as the magnetic flux density distribution can be accurately obtained. For example, there are a finite element method, a boundary element method, a difference method, a magnetic moment method, and the like.
【0020】次にステップ2において、磁石の磁化の強
さ、電流の大きさ等の一方側のA側部材としての固定要
素について条件設定が行われた後、ステップ3において
本計算が実行される。この本計算では方程式を解いて磁
束密度分布あるいは特定部分の磁束密度等が算出され、
次のステップ4において、上記ステップ3で求められた
磁束密度分布が記憶される。Next, in step 2, conditions are set for the fixed element as the A-side member on one side, such as the magnetization strength of the magnet, the magnitude of the current, etc., and then this calculation is executed in step 3. . In this calculation, the equation is solved to calculate the magnetic flux density distribution or the magnetic flux density of a specific part.
In the next step 4, the magnetic flux density distribution obtained in step 3 is stored.
【0021】さらにステップ5においては、他方側のB
側部材としての磁石要素又はコイル要素の条件データの
作成が行われる。具体的には、磁石要素の条件データと
しては、磁石の形状(厚さ,幅,長さ,凹凸等)、磁石
の強さ(磁化の強さ等)、着磁波形(磁極数,サイン・
台形などの着磁波形,スキュー着磁,厚み方向の着磁分
布等)、磁石位置(ロータとステータとの相対位置関係
等)などがある。またコイル要素の条件データとして
は、コイル形状(コイルの形状,コイルの厚さ,コイル
の幅,コイルの大きさ等)、コイルの位置(磁石側に対
する相対位置関係等)、コイルの電流(コイル巻き数,
流す電流等)などがある。Further, in step 5, B on the other side
The condition data of the magnet element or the coil element as the side member is created. Specifically, the condition data of the magnet element include the shape of the magnet (thickness, width, length, irregularities, etc.), the strength of the magnet (magnetization strength, etc.), the magnetization waveform (number of magnetic poles, sine
Magnetization waveform such as trapezoid, skew magnetization, magnetization distribution in thickness direction, etc.), magnet position (relative positional relationship between rotor and stator, etc.). The condition data of the coil element include a coil shape (coil shape, coil thickness, coil width, coil size, etc.), a coil position (relative positional relationship with respect to the magnet side, etc.), and a coil current (coil current). Number of turns,
Current flowing).
【0022】ついでステップ6で、上述したステップ4
における磁束密度分布と、ステップ5における磁石磁化
分布またはコイル電流分布とが掛け合わせられ、相互成
分の磁気エネルギーが算出される。このような演算は、
必要に応じて条件変更が行われた後(ステップ5)、複
数回数にわたって繰り返される。ここで求められたエネ
ルギーの差は、次のステップ7で相対移動させた距離で
割られ、それによって相互力が求められる。また必要に
応じて、逆起電圧、トルク定数、有効磁束なども計算さ
れる。このときの演算も、必要に応じて条件変更が行わ
れた後(ステップ5)に、複数回数にわたって繰り返さ
れる。Next, in step 6, the above-described step 4
Is multiplied by the magnet magnetization distribution or the coil current distribution in Step 5, and the magnetic energy of the mutual component is calculated. Such an operation is
After the condition is changed as necessary (step 5), the process is repeated a plurality of times. The energy difference determined here is divided by the distance moved in the next step 7 to obtain a mutual force. Further, a back electromotive voltage, a torque constant, an effective magnetic flux, and the like are calculated as needed. The calculation at this time is repeated a plurality of times after the condition is changed as necessary (step 5).
【0023】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上述べたように本発明にかかるモータ
の相互力算出方法は、エネルギー保存の法則と相互イン
ダクタンスの性質をモータの数値解析に取り入れ応用す
ることによって、相対移動するコイルと磁石又はこれら
の何れか一方どうしの組合せにおける一方側に発生する
磁束分布を求め、その後はデータ処理のみによって他方
側のあらゆる状態・条件における相互力を求めるもので
あるから、従来なら数十回あるいは数百回の演算を要す
る内容を、一度の数値計算とその後のデータ処理だけで
行うことができ、その結果、数値解析を極めて能率的に
行うことができ、演算時間を大幅に短縮することができ
る。As described above, the method of calculating the mutual force of the motor according to the present invention incorporates the law of conservation of energy and the nature of the mutual inductance into the numerical analysis of the motor and applies the same to the coil and the magnet or the magnet that move relatively. Since the distribution of magnetic flux generated on one side in a combination of any one of these is obtained, and thereafter, the mutual force in all states and conditions on the other side is obtained only by data processing. The contents requiring multiple operations can be performed only by one numerical calculation and subsequent data processing. As a result, numerical analysis can be performed extremely efficiently, and the calculation time can be greatly reduced.
【図1】本発明の一実施例における演算手順を表したフ
ロー図である。FIG. 1 is a flowchart showing a calculation procedure in one embodiment of the present invention.
Claims (2)
部材どうしを、相対的に移動可能に配置して相互力を利
用するように構成したモータの相互力算出方法におい
て、 上記両部材のうちの一方側の部材を構成するコイルまた
は磁石による磁束密度分布を一度求めるだけで、他方側
の部材を構成する磁石のあらゆる状態及び条件における
相互力その他の必要な値を、相互インダクタンスの性質
及びエネルギー保存の法則を利用することにより求める
ようにしたことを特徴とするモータの相互力算出方法。1. A method for calculating a mutual force of a motor in which a coil and a magnet or one of these members are arranged so as to be relatively movable to utilize a mutual force. Once the magnetic flux density distribution by the coil or magnet constituting one member of the one side is determined once, the mutual force and other necessary values of the magnet constituting the other side in all states and conditions are determined by the properties and energy of the mutual inductance. A method for calculating a mutual force of a motor, wherein the method is obtained by utilizing the law of conservation.
部材どうしを、相対的に移動可能に配置して相互力を利
用するように構成したモータの相互力算出方法におい
て、 上記両部材のうちの一方側の部材を構成するコイルまた
は磁石による磁束密度分布を一度求めるだけで、他方側
の部材を構成するコアレスまたはスロットレス構造によ
るコイルのあらゆる状態及び条件における相互力その他
の必要な値を、相互インダクタンスの性質及びエネルギ
ー保存の法則を利用することにより求めるようにしたこ
とを特徴とするモータの相互力算出方法。2. A method for calculating a mutual force of a motor in which a coil and a magnet or one of these members are arranged so as to be relatively movable to utilize a mutual force. By only once finding the magnetic flux density distribution by the coil or magnet constituting the member on one side, the mutual force and other necessary values in any state and condition of the coil by the coreless or slotless structure constituting the member on the other side, A method for calculating a mutual force of a motor, wherein the mutual force is obtained by utilizing a property of mutual inductance and a law of conservation of energy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35353793A JP2996586B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Calculation method of mutual force of motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35353793A JP2996586B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Calculation method of mutual force of motor |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07191105A JPH07191105A (en) | 1995-07-28 |
| JP2996586B2 true JP2996586B2 (en) | 2000-01-11 |
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1993
- 1993-12-27 JP JP35353793A patent/JP2996586B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH07191105A (en) | 1995-07-28 |
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