JP5948258B2 - Time-period nonlinear field analysis method and time-period nonlinear field analysis program - Google Patents
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Description
本発明は、時間周期非線形場の解析方法および時間周期非線形場の解析プログラムに関するものである。 The present invention relates to a time-periodic nonlinear field analysis method and a time-periodic nonlinear field analysis program.
電磁界解析などの分野においては、時間微分項をもつ過渡現象を取り扱う微分方程式を過渡解析して、時間軸に関して半周期性をもつ解を求めることがある。この場合、時間減衰項の時定数が長いと、目的の定常場を求めるのに、多くの時間ステップによる過渡解析を必要とする。この問題を解決するための継続補正が可能な安定した数値解法としてTP−EEC法がある。この方法は、例えば非特許文献1や非特許文献2に示されている。
In fields such as electromagnetic field analysis, a differential equation that handles a transient phenomenon having a time differential term may be transiently analyzed to obtain a solution having a half-periodicity with respect to the time axis. In this case, if the time constant of the time decay term is long, a transient analysis with many time steps is required to obtain the target stationary field. There is a TP-EEC method as a stable numerical solution capable of continuous correction for solving this problem. This method is shown in Non-Patent Document 1 and
TP−EEC法は、時間に関する周期性を直接利用しており、半周期の過渡解析を実施しないと、解析対象の物理量の補正ができない。補正は3回程度で完了するものの、補正完了までに、半周期境界条件を満たす場合において1.5周期程度の計算を必要とする。また、1回の補正計算において、行列方程式を解く必要があり、補正のためにかかる計算コストが比較的大きいという問題がある。この計算コストを大幅に削減した簡便な方法として簡易TP−EEC法があるが、これはTP−EEC法よりも補正能力は弱いために、収束時間が比較的長くなるという問題がある。 The TP-EEC method directly uses the periodicity with respect to time, and the physical quantity to be analyzed cannot be corrected unless a half-cycle transient analysis is performed. Although the correction is completed in about three times, the calculation of about 1.5 cycles is required when the half-cycle boundary condition is satisfied before the correction is completed. Further, it is necessary to solve the matrix equation in one correction calculation, and there is a problem that the calculation cost for correction is relatively high. There is a simple TP-EEC method as a simple method that greatly reduces the calculation cost. However, since the correction capability is weaker than that of the TP-EEC method, there is a problem that the convergence time is relatively long.
これらのTP−EEC法、簡易TP−EEC法を改良したものとして、多相交流TP−EEC法がある。三相交流系では三相交流TP−EEC法と呼ばれる。通常は計算コストを大幅に削減した三相交流簡易TP−EEC法がよく使われている。この方法は、例えば非特許文献3に示されている。
As an improvement of these TP-EEC method and simplified TP-EEC method, there is a multiphase AC TP-EEC method. In the three-phase AC system, this is called the three-phase AC TP-EEC method. Usually, the three-phase alternating current simple TP-EEC method that greatly reduces the calculation cost is often used. This method is shown in
m相交流系(mは自然数)における多相交流TP−EEC法では、1/(2m)周期の過渡解析を実施しないと、解析対象の物理量の補正をすることができない。具体的に、三相交流簡易TP−EEC法では、1/6周期の過渡解析を実施しないと、解析対象の物理量の補正をすることができない。補正は3回程度で完了するものの、補正完了までに、半周期境界条件を満たす場合において三相交流簡易TP−EEC法では半周期程度の過渡解析を必要とする。小規模体系の解析では、半周期程度の過渡解析はさほど負担にはならないが、大規模体系の解析では、半周期程度の過渡解析といえども大きな負担となる。 In the multiphase AC TP-EEC method in an m-phase AC system (m is a natural number), the physical quantity to be analyzed cannot be corrected unless a transient analysis with a period of 1 / (2m) is performed. Specifically, in the three-phase AC simplified TP-EEC method, the physical quantity to be analyzed cannot be corrected unless a transient analysis of 1/6 period is performed. Although the correction is completed in about three times, the three-phase alternating current simple TP-EEC method requires a transient analysis of about a half cycle when the half cycle boundary condition is satisfied before the correction is completed. In the analysis of a small-scale system, a transient analysis of about a half cycle is not so burdensome, but in the analysis of a large-scale system, even a transient analysis of about a half cycle is a large burden.
(1)請求項1および請求項3の発明は、複数の時間ステップにおける演算処理を演算装置で実行して時間微分項を含む過渡解析を行う時間周期非線形場の解析方法および解析プログラムである。そして、演算装置により以下の手順を実行することにより、上述した従来の課題を解決する。
第1の手順では、m相交流系(mは3以上のいずれかの自然数)の各相に属する第1物理量〜第3物理量のそれぞれに対して前記過渡解析を行う。第2の手順では、前記第1の手順によって得られた第1物理量〜第3物理量のそれぞれをもとに、前記第1物理量が具備する周期の1/(2m)倍よりも短い任意の時間幅における時間変動量を第1時間変動量、第2時間変動量、第3時間変動量として算出する。第3の手順では、前記第1物理量〜前記第3物理量の定常状態における基本波成分のそれぞれにおける前記時間幅での時間変動量のうち少なくとも2つと、第j物理量(jは、1から3までのいずれかの自然数)の前記定常状態における基本波成分との間に成立する関係式を読み出す。
第4の手順では、前記第2の手順で得られた前記第1時間変動量〜前記第3時間変動量の中から選ばれた前記少なくとも2つの時間変動量を前記読み出した関係式に入力することにより、「前記第j物理量の定常状態における基本波成分に相当する項が示す値」を算出し、これを新たな前記第j物理量の値に置き換える。第5の手順では、前記第4の手順で置き換えられた前記第j物理量の値から、前記第4の手順で置き換える直前の前記第j物理量の値を引いた差分のk倍(0<k≦c、 ここで、cは、1<c<2を満たす。)に、前記第4の手順で置き換える直前の前記第j物理量の値を加算し、この加算結果を前記第j物理量の値に置き換える。これら第1〜第5の手順を、前記jが取り得るそれぞれの場合において、複数回実行する。
(2)請求項2および請求項4の発明は、複数の時間ステップにおける演算処理を演算装置で実行して時間微分項を含む過渡解析を行う時間周期非線形場の解析方法および解析プログラムであり、演算装置により以下の手順を実行することにより、上述した従来の課題を解決する。
第1の手順では、m相交流系(mはいずれかの自然数)に属する物理量に対して前記過渡解析を行う。第2の手順では、前記第1の手順によって得られた物理量について、前記物理量が具備する周期の1/(2m)倍よりも短い任意の時間間隔で設定された第1時刻、第2時刻、および、前記時間間隔と同一の時間間隔で設定された第3時刻、第4時刻(ただし、第2時刻と第3時刻が同一の場合を含む。)の値を得る。
第3の手順では、前記第1〜第4時刻で得られた値に基づいて、前記第1時刻と第2時刻の間の前記物理量の時間変動量である第1時間変動量、および、前記第3時刻と第4時刻の間の前記物理量の時間変動量である第2時間変動量を算出する。第4の手順では、前記物理量の定常状態における基本波成分の前記第1時刻と第2時刻の間の時間変動量、前記物理量の前記定常状態における基本波成分の前記第3時刻と第4時刻の間の時間変動量、および、前記物理量の第4時刻での前記定常状態における基本波成分の間に成立する関係式を読み出す。第5の手順では、前記第1時間変動量、前記第2時間変動量を前記関係式に入力して得られた「前記物理量の第4時刻での定常状態における基本波成分に相当する項が示す値」を新たな前記物理量の第4時刻での値に置き換える。そして、前記第1〜第5の手順を複数回実行する。
(1) The invention of claim 1 and
In the first procedure, the transient analysis is performed on each of the first physical quantity to the third physical quantity belonging to each phase of the m-phase AC system (m is any natural number of 3 or more). In the second procedure, based on each of the first physical quantity to the third physical quantity obtained by the first procedure, an arbitrary time shorter than 1 / (2 m) times the period of the first physical quantity The time fluctuation amount in the width is calculated as the first time fluctuation amount, the second time fluctuation amount, and the third time fluctuation amount. In the third procedure, at least two of the time fluctuation amounts in the time width in each of the fundamental wave components in the steady state of the first physical quantity to the third physical quantity , and the jth physical quantity (j is 1 to 3). The relational expression established between the fundamental wave component in the steady state and the natural number) is read out.
In the fourth procedure, the at least two time variation amounts selected from the first time variation amount to the third time variation amount obtained in the second procedure are input to the read relational expression. Thus, the “value indicated by the term corresponding to the fundamental wave component in the steady state of the j-th physical quantity” is calculated and replaced with the new value of the j-th physical quantity. In the fifth procedure, k times the difference obtained by subtracting the value of the j-th physical quantity immediately before replacement in the fourth procedure from the value of the j-th physical quantity replaced in the fourth procedure (0 <k ≦ c, where c satisfies 1 <c <2.) is added to the value of the j-th physical quantity immediately before the replacement in the fourth procedure, and the addition result is replaced with the value of the j-th physical quantity. . These first to fifth procedures are executed a plurality of times in each case where j can take.
(2) The inventions of
In the first procedure, the transient analysis is performed on a physical quantity belonging to an m-phase AC system (m is any natural number). In the second procedure, with respect to the physical quantity obtained by the first procedure, a first time, a second time, which are set at arbitrary time intervals shorter than 1 / (2 m) times the period of the physical quantity, And the value of 3rd time and 4th time (however, the case where 2nd time and 3rd time are the same) set by the time interval same as the said time interval is obtained.
In the third procedure, based on the values obtained at the first to fourth times, a first time fluctuation amount that is a time fluctuation amount of the physical quantity between the first time and the second time, and A second time fluctuation amount that is a time fluctuation amount of the physical quantity between the third time and the fourth time is calculated. In the fourth procedure, the time fluctuation amount between the first time and the second time of the fundamental wave component in the steady state of the physical quantity, the third time and the fourth time of the fundamental wave component of the physical quantity in the steady state. And the relational expression established between the fundamental wave component in the steady state at the fourth time of the physical quantity is read out. In the fifth procedure, “the term corresponding to the fundamental wave component in the steady state at the fourth time of the physical quantity obtained by inputting the first temporal variation amount and the second temporal variation amount into the relational expression is obtained. The “indicated value” is replaced with the value of the new physical quantity at the fourth time. And the said 1st-5th procedure is performed in multiple times.
さらに、上記課題を解決する本発明に係る時間周期非線形場の解析プログラムは、上記の時間周期非線形場の解析方法における一連のプロセスをコーディングしプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。 Furthermore, the time-periodic nonlinear field analysis program according to the present invention for solving the above-described problems is a computer-readable recording medium in which a series of processes in the time-periodic nonlinear field analysis method is coded and the program is recorded. Features.
本発明によれば、従来のTP−EEC法や多相交流TP−EEC法よりも短い時間幅の過渡解析で継続的に補正ができるため、より高速に安定した定常場を求めることができる。 According to the present invention, since the correction can be continuously performed by the transient analysis having a shorter time width than the conventional TP-EEC method or the multiphase AC TP-EEC method, a stable steady field can be obtained at a higher speed.
本発明による解析方法の手順の概要を図1により説明する。
図1は、時間微分項をもつ過渡現象を取り扱う微分方程式を過渡解析して、時間軸に関して半周期性をもつ解を求める解析手順を示している。この解析手順について説明する。手順10において、微分方程式を数値的に解くための離散化データ(メッシュデータ)11および解析プロセスをコントロールするためのコントロールデータ12から構成される入力データファイルを計算機に読み込ませる。手順21において、これら入力データをもとに微分方程式を離散化した解析実行モジュールによる過渡解析を実行する。手順22において、タイムステップ毎に解析対象の物理量の解析結果を記憶する。次に、手順23において、記憶した解析結果をもとに1/(2m)周期よりも短い任意の時間幅(時間間隔)における時間変動量を算出し、手順24において、この時間変動量を用いて対象の物理量の補正(置き換え)を実行する。
以上の一連の補正手順25を所定の回数実行したことが手順26で判定されたら、手順27に進む。手順27では、通常の過渡解析を行い、一周期の定常場を得る。手順31において、得られた解析結果を記憶装置に記憶し、手順32において、解析結果をモニターに表示する。なお、定常状態に到達しても継続的に一連の補正手順25を実施しても良い。
The outline of the procedure of the analysis method according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows an analysis procedure for transiently analyzing a differential equation that handles a transient phenomenon having a time differential term and obtaining a solution having a half-periodicity with respect to the time axis. This analysis procedure will be described. In
If it is determined in
―――第1の実施形態―――
第1の実施形態として、図1の手順24における時間変動量を用いた対象の物理量の補正の一例を示す。
――― First embodiment ―――
As a first embodiment, an example of correction of a target physical quantity using a time variation amount in the
説明を簡単にするために、一変数場z(t)に関して述べる。定常場が半周期性、すなわち、周期をTとして、z(t + T/2) = −z(t)の条件を満足する場合を考える。ここで説明の便宜上、対象の場を複素数表示する。図2に示すように、交流場z1を基準に考えた複素空間を考え、交流場z1とは別の2つの交流場z2とz3を考える。ここでは基本波のみに着目して考える。ここでそれぞれの交流場の大きさを1に規格化し、z2およびz3は、z1に対してそれぞれφ1およびφ2だけ位相遅れがあるとする。交流場z1を基準にとると、 In order to simplify the explanation, the univariate field z (t) will be described. Let us consider a case where the stationary field is semi-periodic, that is, when the period is T and the condition of z (t + T / 2) = − z (t) is satisfied. Here, for convenience of explanation, the target field is displayed in a complex number. As shown in FIG. 2, consider the complex space thought based on the alternating field z 1, consider the AC field z 2 and z 3 another two the alternating field z 1. Here, only the fundamental wave is considered. Here, it is assumed that the magnitude of each AC field is normalized to 1, and z 2 and z 3 have a phase delay of φ 1 and φ 2 with respect to z 1 , respectively. Taking the AC field z 1 as a reference,
と表し、左辺にz1 new=ejθを代入し、右辺に式(2)を代入して、両辺の実部および虚部を比較することにより、定数β、γをαで表現すると、以下の式(4)、(5)となる。 By substituting z 1 new = e jθ on the left side, substituting Equation (2) on the right side, and comparing the real and imaginary parts of both sides, the constants β and γ are expressed as α. (4) and (5).
これにより、z1 newと△z1、△z2、△z3の関係式は以下の式(6)となる。 Thus, z 1 new new and △ z 1, △ z 2, △ relation of z 3 and becomes the following equation (6).
この関係式は、定常状態の基本波が満たす関係式になっている。第1の実施形態ではこの式を補正式として利用する。同じ交流場を形成する多数の補正対象群zj(j=1、2、・・・、m)についても、同様に、自己とは異なる任意の交流場を選択することにより、自己の場を補正できる。 This relational expression is a relational expression that the steady-state fundamental wave satisfies. In the first embodiment, this equation is used as a correction equation. Similarly, with respect to a large number of correction target groups z j (j = 1, 2,..., M) that form the same AC field, by selecting an arbitrary AC field different from the self, Can be corrected.
さらに、式(6)で示される補正値に、以下の式(7)で示すような更なる補正(以下、「緩和補正」と呼ぶ)を施すことができる。 Furthermore, a further correction (hereinafter referred to as “relaxation correction”) as shown in the following expression (7) can be applied to the correction value shown in the expression (6).
ここで、右辺のz1 newは式(6)で求められる値であり、z1 оldはz1 newと同時刻の補正前の値である。ここで、緩和補正とは、この例でいえば、式(6)で得られた値で完全に置き換えずに、式(7)に示したように補正前の値z1 оldそのものを部分的に用いた補正のことを意味する。ここで、式(7)は次のように書き換えることができる。 Here, z 1 new on the right side is a value obtained by Equation (6), and z 1 оld is a value before correction at the same time as z 1 new . Here, the relaxation correction means that in this example, the value z 1 оld itself before correction is partially changed as shown in the expression (7) without being completely replaced with the value obtained in the expression (6). It means the correction used for. Here, Equation (7) can be rewritten as follows.
右辺括弧内のz1 new−z1 оldは式(6)による補正量に相当し、補正量のマイナス誤差を−ε(0<ε≦1)とおくと、f=1−εとなり、0<f<1だから、補正量のマイナス誤差の絶対値は0%〜100%の範囲で許容できることを意味する。ただし、補正量のプラス誤差については後述する。なお、以降の実施形態では逐一述べないが、すべてこの緩和補正で補正しても良い。その場合、右辺のz1 newは当然のことながら、その実施形態で示された定常状態の基本波が満たす関係式を用いて求められる値である。 Z 1 new −z 1 оld in the right parenthesis corresponds to the correction amount according to the equation (6). If a negative error of the correction amount is set to −ε (0 <ε ≦ 1), f = 1−ε and 0 Since <f <1, it means that the absolute value of the minus error of the correction amount is allowable in the range of 0% to 100%. However, the plus error of the correction amount will be described later. Although not described in detail in the following embodiments, all may be corrected by this relaxation correction. In that case, z 1 new on the right side is a value obtained using a relational expression that is satisfied by the steady-state fundamental wave shown in the embodiment.
なお、1/(2m)周期よりも短い時間幅で1回あるいは複数回の補正を行った後,従来の補正法である簡易TP−EEC法や多相交流簡易TP−EEC法に切り替えることも可能である。この切り替えは、以降の第2の実施形態、第2の実施形態の変形例、第3の実施形態においても同様に可能である。 In addition, after performing correction once or a plurality of times with a time width shorter than 1 / (2 m) period, it is possible to switch to a simple correction TP-EEC method or a multiphase alternating current simple TP-EEC method which is a conventional correction method. Is possible. This switching is also possible in the second embodiment, the modified example of the second embodiment, and the third embodiment.
本発明の第1の実施形態を実現する解析システムの一例を図3に示す。本解析システムは、計算機1、表示装置2、記憶媒体3、および入力装置4から構成される。図3では、記憶媒体3は、それを明示するために計算機1の外に出しているが、計算機1の内部に設置しても良い。計算機1には、上記に示した実施形態のうち、少なくともいずれか1つのアルゴリズムに基づくプログラムが格納されているものとする。入力装置4は、例えばキーボードやマウスであり、前述した時間変動量を求めるための1/(2m)周期よりも短い任意の時間幅、あるいはそれに相当する電気角幅、もしくはそれに相当する時間ステップ数、場合によっては解析空間のメッシュデータ、その他の解析条件データなど解析に必要な入力データの計算機1への入力、入力データを保存したデータファイルの読み書きの指定、計算の実行などに使用する。入力データの入力後、格納されているプログラムに従い、計算機1が入力データの読み取りや磁場計算などの演算処理を実行する。計算結果は、表示装置2に表示するとともに、データファイルとして記憶媒体3に記憶する。得られた計算結果の一部を表示したり記憶したりしてもよい。タイムステップを刻みながらの解析になるため、記憶媒体3に記憶したデータを再利用しながら、計算を進めていくことになる。
An example of an analysis system that implements the first embodiment of the present invention is shown in FIG. This analysis system includes a computer 1, a
上記解析システムは、後述する第2の実施形態及び第3の実施形態を実現することも第1の実施形態同様に可能である。よって、第2の実施形態及び第3の実施形態の記載箇所においては、上記解析システムの記載は、簡潔にするにとどめる。 The analysis system can realize a second embodiment and a third embodiment, which will be described later, as in the first embodiment. Therefore, in the description part of 2nd Embodiment and 3rd Embodiment, description of the said analysis system is only kept simple.
第1の実施形態によれば、時間変動量を算出するための時間幅をユーザが任意に選択できる。また、繰り返し補正も可能である。よって、許容最小時間ステップ幅に設定すれば、各時間ステップにおいて毎回補正ができ、高速に定常場に到達できるという効果がある。
一方、m相交流系において、従来技術である多相交流TP−EEC法では、1/(2m)周期の分の過渡解析結果を用いて補正をする。補正は繰り返しできるものの、1/(2m)周期ごとの補正しかできない。
通常、解析するにあたっての時間ステップ幅は、1/(2m)周期よりも小さく設定されているので、本発明の第1の実施形態は、上記の従来技術よりも、高速に定常場に到達することが可能であることが分かる。
According to the first embodiment, the user can arbitrarily select a time width for calculating the amount of time variation. Further, it is possible to repeatedly correct. Therefore, if the allowable minimum time step width is set, the correction can be made every time step and the steady field can be reached at high speed.
On the other hand, in the m-phase AC system, in the conventional multiphase AC TP-EEC method, correction is performed using a transient analysis result for a period of 1 / (2 m). Although the correction can be repeated, it can only be corrected every 1 / (2 m) period.
Usually, since the time step width for analysis is set to be smaller than 1 / (2 m) period, the first embodiment of the present invention reaches the steady field at a higher speed than the above-described conventional technique. It can be seen that it is possible.
―――第2の実施形態―――
第1の実施形態の特別な場合として、三相交流系を考える。この場合、交流場z1をU相とすると、交流場z2とz3はそれぞれV相、W相となる。φ1=2π/3、φ2=4π/3だから、式(6)は、以下の式(9)となる。
――― Second embodiment ―――
As a special case of the first embodiment, consider a three-phase AC system. In this case, when an AC field z 1 and U-phase, respectively alternating field z 2 and z 3 are V-phase, the W phase. Since φ 1 = 2π / 3 and φ 2 = 4π / 3, equation (6) becomes the following equation (9).
z1、z2、z3は三相交流の循環系をなすので、式(9)をz1、z2、z3全ての補正式に書き換えると、αを改めてα1と置いて、 Since z 1 , z 2 , and z 3 form a three-phase alternating current circulation system, when formula (9) is rewritten into correction formulas for all z 1 , z 2 , and z 3 , α is changed to α 1 again,
となる。三相の同等性を考慮すると、それぞれの任意パラメータα1、α2、α3は同一の値αとしても良い。この場合、 It becomes. Considering the equivalence of the three phases, the arbitrary parameters α 1 , α 2 , and α 3 may be set to the same value α. in this case,
となるので、α=1/3に設定すると、三相交流系の物理量の総和が0となり、常にバランスのとれた解析をする場合に有効である。例えば、三相交流電流の場合は、常に三相交流電流の和が0になることを保証する解析が可能となる。しかし、三相交流電流が合流する中性点での電流漏れを考慮する場合はα≠1/3となる。その場合は、例えばα=0、あるいはα=1/2等に設定すれば良い。 Therefore, when α = 1/3 is set, the sum of the physical quantities of the three-phase alternating current system is 0, which is effective in always performing balanced analysis. For example, in the case of a three-phase alternating current, an analysis that guarantees that the sum of the three-phase alternating currents is always zero becomes possible. However, when current leakage at a neutral point where the three-phase alternating currents merge is considered, α ≠ 1/3. In this case, for example, α = 0 or α = 1/2 may be set.
なお、ここで時間変動量を算出するための時間幅を1/6周期に相当するθ=π/3とおけば、式(10)、(11)、(12)は、以下の式(14)、(15)、(16)になり、従来よく使われている三相交流簡易TP−EEC法の式に帰着する。 Here, if the time width for calculating the amount of time variation is set to θ = π / 3 corresponding to 1/6 period, equations (10), (11), and (12) are expressed by the following equation (14): ), (15), and (16), resulting in the formula of the three-phase alternating current simple TP-EEC method that is often used conventionally.
この三相交流簡易TP−EEC法では、通常、α1=α2=α3=1/2がよく使われている。
ここで、第一番目の数値解析例として、次に示す三相交流系の連立微分方程式がなす定常場問題を考える。
In the three-phase alternating current simple TP-EEC method, α 1 = α 2 = α 3 = 1/2 is often used normally.
Here, as a first numerical analysis example, consider a stationary field problem formed by the following simultaneous differential equations of a three-phase AC system.
この方程式の理論定常解は、以下の式(18)である。また、式(18)中のan、φn、gnは、以下の式(19)でそれぞれ表される。 The theoretical steady solution of this equation is the following equation (18). Further, a n, φ n, g n in the formula (18), respectively represented by the following formula (19).
右辺ソース項に基本波n=1のみが存在する場合の計算結果を図4に示す。図4には、定常理論解との誤差△の時間変化を表している。また、図4には、補正なしの結果に加えて、継続補正が可能な3つの従来法である簡易TP−EEC法、TP−EEC法、三相交流簡易TP−EEC法、ならびに本発明による補正をかけた場合について示してある。任意パラメータα1、α2、α3は、三相交流簡易TP−EEC法ではα1=α2=α3=1/2に、本発明ではα1=α2=α3=0に設定した。本発明による補正は、θ=1.875deg、3.75deg、7.5deg、15deg、30degの5ケースについて示しており、θが小さいほど補正処理が頻繁になるため、短時間で定常場に収束できる。 FIG. 4 shows the calculation result when only the fundamental wave n = 1 exists in the source term on the right side. FIG. 4 shows the time change of the error Δ from the steady theoretical solution. In addition to the results without correction, FIG. 4 shows three conventional methods that are capable of continuous correction: simple TP-EEC method, TP-EEC method, three-phase alternating current simple TP-EEC method, and the present invention. The case where correction is applied is shown. Arbitrary parameters α 1 , α 2 and α 3 are set to α 1 = α 2 = α 3 = 1/2 in the three-phase AC simplified TP-EEC method, and α 1 = α 2 = α 3 = 0 in the present invention. did. The correction according to the present invention shows five cases of θ = 1.875 deg, 3.75 deg, 7.5 deg, 15 deg, 30 deg, and the correction processing becomes more frequent as θ is smaller, so that it can converge to a steady field in a short time.
これらの図が示すように、本発明による補正を施した場合が最も高速に定常解に収束する。 As shown in these figures, the case where the correction according to the present invention is performed converges to the steady solution at the highest speed.
次に第二番目の数値解析例として、有限要素法による同期モータの回路磁界連成解析例について示す。図5は、本発明の検証に用いた永久磁石使用の同期モータ100のメッシュ分割と、同期モータ100に連結された電源回路200を示す。同期モータ100は固定子101と回転子102で構成されており、図5には、回転対称性により全体の1/2の部分のメッシュ分割図を示してある。固定子101には、回転磁界発生のための界磁コイル103が磁極に巻回されており、回転子102には、固定子側磁極を形成するための永久磁石104が埋め込まれている。UVW相の各界磁コイル103には、電源回路200の三相交流電源201が抵抗Rと外部インダクタンスLを介して接続されている。
Next, as a second numerical analysis example, an example of circuit magnetic field coupling analysis of a synchronous motor by the finite element method is shown. FIG. 5 shows the mesh division of the
同期モータの場合、固定子101に発生する磁場は、その向きが正負に反転する交流場であり、半周期境界条件が成立する。一方、回転子102には永久磁石104による磁場の直流成分が存在するため、半周期境界条件は成立しない。通常、回転子102の磁場変動は微小なため、回転機における定常磁場を高速に求めるためには、時間発展を計算する過渡解析において、固定子102の時間微分項をもつ未知変数にのみ半周期境界条件に対応した補正をかける。
In the case of a synchronous motor, the magnetic field generated in the
解析に用いた具体的な数値として、同期モータ100の軸長を55mmとし、磁石磁化を1.315T、回転数を3000min-1として、1周期180分割した時間ステップ幅を用いて計算した。電圧源201に実効電圧200Vの正弦波電圧を印加したときの計算結果を図6および図7に示す。図6にはU相コイル電流波形の時間変化を、図7にはトルク波形を示す。図6、図7には補正なしの場合と、従来法である簡易TP−EEC法と三相交流簡易TP−EEC法による補正結果、ならびに第2の実施形態における式(10)、(11)、(12)を用いたときの計算結果を示す。なお、任意パラメータα1、α2、α3は、三相交流簡易TP−EEC法ではα1=α2=α3=1/2に、第2の実施形態ではα1=α2=α3=0に設定した。第2の実施形態においてα1、α2、α3を1/2や1/3に設定しても結果はほとんど変わらない。簡易TP−EEC法は1/2周期毎の補正であり、三相交流簡易TP−EEC法は1/6周期毎の補正に限定されるのに対して、本発明は1/6周期よりも短い任意の時間間隔で補正が可能であり、第2の実施形態では毎時間ステップ連続補正を実施した。これは式(10)、(11)、(12)においてθ=2deg(=360deg/180)に相当する。図6、図7が示すように、第2の実施形態では、従来法である簡易TP−EEC法や三相交流簡易TP−EEC法に比べ、より高速に定常場が得られていることがわかる。同期発電機でも同様な補正効果を得ることができる。
As specific numerical values used in the analysis, the
なお、ここで、補正のマイナス誤差は前述のとおり、全く問題はないが、プラス誤差について述べておく。プラス誤差を勘案して次式に従って補正されることを考える。 Here, as described above, there is no problem with the minus error of correction, but a plus error will be described. Consider that the correction is made according to the following equation, taking into account the positive error.
第2の実施形態で示した同期モータ解析において、θ=2deg、6deg、 10deg、14deg、 20degの5通りについて計算した結果、正常な補正効果が発揮できる許容プラス誤差を図8、図9に示す。ここで、図8はα1=α2=α3≠1/3の代表例として、α1=α2=α3=0に設定したときの結果であり、図9は中性点での漏れ電流0で三相交流電流の総和が0の場合に相当するα1=α2=α3=1/3の場合の結果である。α1=α2=α3≠1/3の場合は、図8の結果から、プラス誤差は+3%以下に抑えておけば良い。また、α1=α2=α3=1/3の場合は、図9の結果から、プラス誤差は(85−3.4θ(deg))%以下に抑えておけば良い。式で書くと、以下の式(21)となる。 In the synchronous motor analysis shown in the second embodiment, as a result of calculation for θ = 2 deg, 6 deg, 10 deg, 14 deg, and 20 deg, allowable plus errors that can exhibit a normal correction effect are shown in FIGS. 8 and 9. . Here, FIG. 8 shows the result when α 1 = α 2 = α 3 = 0 as a representative example of α 1 = α 2 = α 3 ≠ 1/3, and FIG. This is a result in the case of α 1 = α 2 = α 3 = 1/3 corresponding to the case where the leakage current is 0 and the sum of the three-phase alternating currents is 0. When α 1 = α 2 = α 3 ≠ 1/3, the plus error may be suppressed to + 3% or less from the result of FIG. When α 1 = α 2 = α 3 = 1/3, the plus error may be suppressed to (85−3.4θ (deg))% or less from the result of FIG. If it writes with a formula, it will become the following formulas (21).
第2の実施形態も、第1の実施形態同様に、図3に示す解析システムで実現可能である。 Similarly to the first embodiment, the second embodiment can also be realized by the analysis system shown in FIG.
第2の実施形態によれば、回転機の回路連成磁界解析における簡単な補正計算で定常場への収束速度を大幅に高めることができる効果がある。従来技術との対比は、第1の実施形態と同様である。 According to the second embodiment, there is an effect that the convergence speed to the stationary field can be significantly increased by a simple correction calculation in the circuit coupled magnetic field analysis of the rotating machine. The comparison with the prior art is the same as in the first embodiment.
―――第2の実施形態の変形例―――
第2の実施形態の変形例として、式(7)、または(8)を用いた補正と、式(20)を用いた補正は、以下の式(22)のように、まとめることができる。
――― Modification of the second embodiment ―――
As a modification of the second embodiment, the correction using Expression (7) or (8) and the correction using Expression (20) can be summarized as the following Expression (22).
ここで、式(22)におけるcの下限については、式(20)より、c>1となる。cの上限については、α1=α2=α3≠1/3の場合は、図8の結果から、c≦1.03である。また、α1=α2=α3=1/3の場合は、図9の結果から、c≦{1+0.01×(85−3.4θ(deg))}である。どちらの場合でも、cの上限は2未満である。 Here, with respect to the lower limit of c in equation (22), c> 1 from equation (20). Regarding the upper limit of c, when α 1 = α 2 = α 3 ≠ 1/3, c ≦ 1.03 from the result of FIG. When α 1 = α 2 = α 3 = 1/3, c ≦ {1 + 0.01 × (85−3.4θ (deg))} from the result of FIG. In either case, the upper limit of c is less than 2.
―――第3の実施形態―――
第3の実施形態として、図1の手順24における時間変動量を用いた対象の物理量の補正の別の実施形態を示す。
――― Third embodiment ―――
As a third embodiment, another embodiment of the correction of the target physical quantity using the time variation in the
ここでも説明を簡単にするために、一変数場z(t)に関して述べる。第1の実施形態と同様に定常場が半周期性を満足する場合を考える。ここでも説明の便宜上、対象の場を複素数表示する。図10に示すように、交流場z1を基準に考えた複素空間を考え、基本波のみに着目して考える。交流場z1が時間とともに順次z1’、z2、およびz2’に時間変化すると考える。ここで、z1からz1’への変動量を△z1とし、z2からz2’への変動量を△z2とする。交流場z(t)がすでに定常に達している状況を想定してz2’を△z1および△z2を用いて表現する。これは定常場が満たすべき条件式であるため、これを補正式とすることで、定常に達していない過渡的な場が次第に定常場に収斂するという考え方である。定常交流場z1の大きさを1に規格化すると、図10より、z1、z1’、z2、z2’は、以下の式(23)で表すことができる。 Again, for simplicity of explanation, the one-variable field z (t) will be described. Consider a case where the stationary field satisfies the half-periodicity as in the first embodiment. Again, for convenience of explanation, the target field is displayed in a complex number. As shown in FIG. 10, consider the complex space thought based on the alternating field z 1, considered by focusing only on the fundamental wave. It is assumed that the alternating field z 1 changes with time to z 1 ′, z 2 , and z 2 ′ with time. Here, the z 1 z 1 'the variation of the △ z 1 and then, from z 2 z 2' the amount of variation of the △ z 2 to. Assuming a situation where the AC field z (t) has already reached a steady state, z 2 ′ is expressed using Δz 1 and Δz 2 . Since this is a conditional expression that the stationary field should satisfy, it is a concept that a transient field that does not reach the steady state gradually converges to the steady field by using this as a correction expression. When the magnitude of the steady AC field z 1 is normalized to 1 , z 1 , z 1 ′, z 2 , z 2 ′ can be expressed by the following formula (23) from FIG.
このとき、△z1、及び、△z2は、それぞれ以下の式(24)、(25)となる。 At this time, Δz 1 and Δz 2 are represented by the following equations (24) and (25), respectively.
よって、z2を以下の式(26)とおいて、両辺の実部および虚部を比較することにより、定数a、bを求めると、以下の式(27)となる。 Therefore, when the constants a and b are obtained by comparing the real part and the imaginary part of both sides with z 2 as the following expression (26), the following expression (27) is obtained.
式(26)をz2’→z2 newの補正式と考えて、左辺をz2 newに置き換えると、式(26)は、以下の式(28)となる。 Equation (26) believe z 2 '→ z 2 new correcting equation, replacing the left side in the z 2 new new, equation (26) is given by the following expression (28).
ここで、φ=θに設定した場合、式(27)は、以下の式(29)となる。 Here, when φ = θ is set, Expression (27) becomes the following Expression (29).
これにより、z2 newは、以下の式(30)で表すことができる。 Thus, z 2 new can be expressed by the following equation (30).
式(28)、(30)は定常場の基本波成分が満たすべき条件式である。これを補正式とすることで、定常に達していない過渡的な場を高速に定常場に収束させることができる。 Expressions (28) and (30) are conditional expressions that the fundamental wave component of the stationary field should satisfy. By using this as a correction formula, a transient field that does not reach a steady state can be converged to a steady field at high speed.
第3の実施形態も、第1の実施形態同様に、図3に示す解析システムで実現可能である。 Similar to the first embodiment, the third embodiment can also be realized by the analysis system shown in FIG.
第3の実施形態によれば、単一の交流場でも単純計算で高速に補正できるという効果がある。時間変動量を算出するための時間幅をユーザが任意に選択できる。また、繰り返し補正も可能である。よって、許容最小時間ステップ幅に設定すれば、各時間ステップにおいて毎回補正ができ、高速に定常場に到達できるという効果がある。
一方、従来技術であるTP−EEC法では、1/2周期の分の過渡解析結果を用いて補正をする。補正は繰り返しできるものの、1/2周期ごとの補正しかできない。通常、解析するにあたっての時間ステップ幅は、1/2周期よりも小さく設定されているので、本発明の第3の実施形態は、上記の従来技術よりも、高速に定常場に到達することが可能であることが分かる。
According to the third embodiment, there is an effect that even a single AC field can be corrected at high speed by simple calculation. The user can arbitrarily select a time width for calculating the amount of time variation. Further, it is possible to repeatedly correct. Therefore, if the allowable minimum time step width is set, the correction can be made every time step and the steady field can be reached at high speed.
On the other hand, in the conventional TP-EEC method, correction is performed using a transient analysis result for ½ period. Although the correction can be repeated, it can only be corrected every half cycle. Usually, since the time step width for analysis is set to be smaller than ½ period, the third embodiment of the present invention can reach the stationary field at a higher speed than the above-described conventional technique. It turns out that it is possible.
なお、特開2012−69024号公報等に記載される発明(以下、「先行発明」と呼ぶ)も、本発明の第3の実施形態のように、1/(2m)周期よりも短い時間幅で物理量の補正をすることが可能である。しかし、本発明の第3の実施形態は先行発明よりも短い時間幅かつ任意の時間幅で補正をすることが可能である。また、先行発明は3回程度しか補正することができないのに対して、本発明の第3の実施形態は何度でも繰り返し補正をすることが可能である。以上の点で、本発明の第3の実施形態は、先行発明よりも優れた発明である。 Note that the invention described in JP 2012-69024 A (hereinafter referred to as “prior invention”) also has a time width shorter than a 1 / (2 m) period as in the third embodiment of the present invention. It is possible to correct the physical quantity. However, the third embodiment of the present invention can correct with a shorter time width and an arbitrary time width than the prior invention. Further, while the prior invention can be corrected only about three times, the third embodiment of the present invention can be corrected repeatedly any number of times. In the above points, the third embodiment of the present invention is an invention superior to the prior invention.
1…計算機、2…表示装置、3…記憶媒体、4…入力装置、10…入力データファイル、11…離散化データ、12…コントロールデータ、20 …解析プロセス、21…解析実行モジュールによる過渡解析、22…解析結果の記憶、23…時間変動量算出、24…物理量の補正、25…補正プロセス、26…補正回数判定、27…通常の過渡解析、31…解析結果記憶、32…解析結果モニター表示、100…同期モータ、101…固定子、
102…回転子、103…界磁コイル、104…永久磁石、200…外部回路、201…電圧源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Computer, 2 ... Display apparatus, 3 ... Storage medium, 4 ... Input device, 10 ... Input data file, 11 ... Discretization data, 12 ... Control data, 20 ... Analysis process, 21 ... Transient analysis by analysis execution module, 22 ... Analysis result storage, 23 ... Time variation calculation, 24 ... Physical quantity correction, 25 ... Correction process, 26 ... Correction count determination, 27 ... Normal transient analysis, 31 ... Analysis result storage, 32 ... Analysis result monitor display , 100 ... synchronous motor, 101 ... stator,
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記演算装置が、
m相交流系(mは3以上のいずれかの自然数)の各相に属する第1物理量〜第3物理量のそれぞれに対して前記過渡解析を行う第1の工程と、
前記第1の工程によって得られた第1物理量〜第3物理量のそれぞれをもとに、前記第1物理量が具備する周期の1/(2m)倍よりも短い任意の時間幅における時間変動量を第1時間変動量、第2時間変動量、第3時間変動量として算出する第2の工程と、
前記第1物理量〜前記第3物理量の定常状態における基本波成分のそれぞれにおける前記時間幅での時間変動量のうち少なくとも2つと、第j物理量(jは、1から3までのいずれかの自然数)の前記定常状態における基本波成分との間に成立する関係式を読み出す第3の工程と、
前記第2の工程で得られた前記第1時間変動量〜前記第3時間変動量の中から選ばれた前記少なくとも2つの時間変動量を前記読み出した関係式に入力することにより、「前記第j物理量の定常状態における基本波成分に相当する項が示す値」を算出し、これを新たな前記第j物理量の値に置き換える第4の工程と、
前記第4の工程で置き換えられた前記第j物理量の値から、前記第4の工程で置き換える直前の前記第j物理量の値を引いた差分のk倍(0<k≦c、 ここで、cは、1<c<2を満たす。)に、前記第4の工程で置き換える直前の前記第j物理量の値を加算し、この加算結果を前記第j物理量の値に置き換える第5の工程とを実行し、
さらに、前記jが取り得るそれぞれの場合において、前記第1〜第5の工程を複数回実行することを特徴とする時間周期非線形場の解析方法。 In the time period nonlinear field analysis method for performing transient analysis including time derivative terms by executing arithmetic processing in multiple time steps with an arithmetic device,
The arithmetic unit is
a first step of performing the transient analysis on each of a first physical quantity to a third physical quantity belonging to each phase of an m-phase AC system (m is any natural number of 3 or more);
Based on each of the first physical quantity to the third physical quantity obtained in the first step, the time fluctuation amount in an arbitrary time width shorter than 1 / (2 m) times the period of the first physical quantity is obtained. A second step of calculating as a first time variation, a second time variation, and a third time variation;
At least two of the temporal fluctuation amounts in the time width in each of the fundamental wave components in the steady state of the first physical quantity to the third physical quantity , and the jth physical quantity (j is any natural number from 1 to 3). A third step of reading a relational expression established between the fundamental wave component in the steady state of
By inputting the at least two time fluctuation amounts selected from the first time fluctuation amount to the third time fluctuation amount obtained in the second step into the read relational expression, a fourth step of calculating a value indicated by a term corresponding to a fundamental wave component in a steady state of the j physical quantity and replacing it with a new value of the j th physical quantity;
K times the difference obtained by subtracting the value of the j-th physical quantity just before replacement in the fourth step from the value of the j-th physical quantity replaced in the fourth step (0 <k ≦ c, where c 1 <c <2 is satisfied), and the fifth step of adding the value of the j-th physical quantity immediately before replacement in the fourth step and replacing the addition result with the value of the j-th physical amount, Run,
Further, in each of the cases that j can take, the first to fifth steps are executed a plurality of times.
前記演算装置が、
m相交流系(mはいずれかの自然数)に属する物理量に対して前記過渡解析を行う第1の工程と、
前記第1の工程によって得られた物理量について、前記物理量が具備する周期の1/(2m)倍よりも短い任意の時間間隔で設定された第1時刻、第2時刻、および、前記時間間隔と同一の時間間隔で設定された第3時刻、第4時刻(ただし、第2時刻と第3時刻が同一の場合を含む。)の値を得る第2の工程と、
前記第1〜第4時刻で得られた値に基づいて、前記第1時刻と第2時刻の間の前記物理量の時間変動量である第1時間変動量、および、前記第3時刻と第4時刻の間の前記物理量の時間変動量である第2時間変動量を算出する第3の工程と、
前記物理量の定常状態における基本波成分の前記第1時刻と第2時刻の間の時間変動量、前記物理量の前記定常状態における基本波成分の前記第3時刻と第4時刻の間の時間変動量、および、前記物理量の第4時刻での前記定常状態における基本波成分の間に成立する関係式を読み出す第4の工程と、
前記第1時間変動量、前記第2時間変動量を前記関係式に入力して得られた「前記物理量の第4時刻での定常状態における基本波成分に相当する項が示す値」を新たな前記物理量の第4時刻での値に置き換える第5の工程とを有し、
前記第1〜第5の工程を複数回実行する時間周期非線形場の解析方法。 In the time period nonlinear field analysis method for performing transient analysis including time derivative terms by performing arithmetic processing in multiple time steps with an arithmetic device,
The arithmetic unit is
a first step of performing the transient analysis on a physical quantity belonging to an m-phase AC system (m is any natural number);
For the physical quantity obtained by the first step, the first time, the second time, and the time interval set at arbitrary time intervals shorter than 1 / (2m) times the period of the physical quantity A second step of obtaining values of a third time and a fourth time (including the case where the second time and the third time are the same) set at the same time interval;
Based on the values obtained at the first to fourth times, the first time fluctuation amount that is the time fluctuation amount of the physical quantity between the first time and the second time, and the third time and the fourth time. A third step of calculating a second time fluctuation amount that is a time fluctuation amount of the physical quantity during time;
Time fluctuation amount between the first time and the second time of the fundamental wave component in the steady state of the physical quantity, Time fluctuation amount between the third time and the fourth time of the fundamental wave component of the physical quantity in the steady state And a fourth step of reading a relational expression established between fundamental wave components in the steady state at the fourth time of the physical quantity;
The “value indicated by the term corresponding to the fundamental wave component in the steady state at the fourth time of the physical quantity” obtained by inputting the first time fluctuation amount and the second time fluctuation amount into the relational expression is newly added. A fifth step of replacing the physical quantity with a value at a fourth time,
A method for analyzing a time-periodic nonlinear field, wherein the first to fifth steps are executed a plurality of times.
前記解析プログラムが、
m相交流系(mは3以上のいずれかの自然数)の各相に属する第1物理量〜第3物理量のそれぞれに対して前記過渡解析を行うための第1の命令と、
前記第1の命令によって実行された前記過渡解析の結果から得られた第1物理量〜第3物理量のそれぞれをもとに、前記第1物理量が具備する周期の1/(2m)倍よりも短い任意の時間幅における時間変動量を第1時間変動量、第2時間変動量、第3時間変動量として算出するための第2の命令と、
前記第1物理量〜前記第3物理量の定常状態における基本波成分のそれぞれにおける前記時間幅での時間変動量のうち少なくとも2つと、第j物理量(jは、1から3までのいずれかの自然数)の前記定常状態における基本波成分との間に成立する関係式を読み出すための第3の命令と、
前記第2の命令によって得られた前記第1時間変動量〜前記第3時間変動量の中から選ばれた前記少なくとも2つの時間変動量を前記読み出した関係式に入力することにより、「前記第j物理量の定常状態における基本波成分に相当する項が示す値」を算出し、これを新たな前記第j物理量の値に置き換えるための第4の命令と、
前記第4の命令によって置き換えられた前記第j物理量の値から、前記第4の命令によって置き換える直前の前記第j物理量の値を引いた差分のk倍(0<k≦c、 ここで、cは、1<c<2を満たす。)に、前記第4の命令によって置き換える直前の前記第j物理量の値を加算し、この加算結果を前記第j物理量の値に置き換えるための第5の命令と、
前記jが取り得るそれぞれの場合において、前記第1〜第5の命令を複数回実行するための第6の命令とを有する時間周期非線形場の解析プログラム。 In an analysis program for executing on a computer a time period nonlinear field analysis method for performing transient analysis including time derivative terms by executing arithmetic processing in a plurality of time steps with an arithmetic device,
The analysis program is
a first command for performing the transient analysis on each of the first physical quantity to the third physical quantity belonging to each phase of an m-phase AC system (m is any natural number of 3 or more);
Shorter than 1 / (2m) times the period of the first physical quantity based on each of the first to third physical quantities obtained from the result of the transient analysis executed by the first instruction. A second instruction for calculating a time variation amount in an arbitrary time width as a first time variation amount, a second time variation amount, and a third time variation amount;
At least two of the temporal fluctuation amounts in the time width in each of the fundamental wave components in the steady state of the first physical quantity to the third physical quantity , and the jth physical quantity (j is any natural number from 1 to 3). A third instruction for reading a relational expression established between the fundamental wave component in the steady state and
By inputting the at least two time variation amounts selected from the first time variation amount to the third time variation amount obtained by the second command into the read relational expression, a fourth command for calculating a value indicated by a term corresponding to a fundamental wave component in a steady state of j physical quantity and replacing it with a new value of the j th physical quantity;
K times the difference obtained by subtracting the value of the j-th physical quantity immediately before replacement by the fourth instruction from the value of the j-th physical quantity replaced by the fourth instruction (0 <k ≦ c, where c 1 <c <2 is satisfied), the value of the j-th physical quantity immediately before being replaced by the fourth instruction is added to the fifth instruction for replacing the addition result with the value of the j-th physical quantity. When,
A time-period nonlinear field analysis program having a sixth instruction for executing the first to fifth instructions a plurality of times in each case that j can take.
前記解析プログラムが、
m相交流系(mはいずれかの自然数)に属する物理量に対して前記過渡解析を行うための第1の命令と、
前記第1の命令によって得られた物理量について、前記物理量が具備する周期の1/(2m)倍よりも短い任意の時間間隔で設定された第1時刻、第2時刻、および、前記時間間隔と同一の時間間隔で設定された第3時刻、第4時刻(ただし、第2時刻と第3時刻が同一の場合を含む。)の値を得るための第2の命令と、
前記第1〜第4時刻で得られた値に基づいて、前記第1時刻と第2時刻の間の前記物理量の時間変動量である第1時間変動量、および、前記第3時刻と第4時刻の間の前記物理量の時間変動量である第2時間変動量とを算出するための第3の命令と、
前記物理量の定常状態における基本波成分の前記第1時刻と第2時刻の間の時間変動量、前記物理量の前記定常状態における基本波成分の前記第3時刻と第4時刻の間の時間変動量、および、前記物理量の第4時刻での前記定常状態における基本波成分の間に成立する関係式を読み出すための第4の命令と、
前記第1時間変動量、前記第2時間変動量を前記関係式に入力して得られた「前記物理量の第4時刻での定常状態における基本波成分に相当する項が示す値」を新たな前記物理量の第4時刻での値に置き換えるための第5の命令と、
前記第1〜第5の命令を複数回実行するための第6の命令を有する時間周期非線形場の解析プログラム。
In an analysis program for executing a time period nonlinear field analysis method by a computer that performs a transient analysis including a time differential term by performing arithmetic processing in a plurality of time steps with an arithmetic device,
The analysis program is
a first command for performing the transient analysis on a physical quantity belonging to an m-phase AC system (m is any natural number);
For the physical quantity obtained by the first command, the first time, the second time, and the time interval set at arbitrary time intervals shorter than 1 / (2m) times the period of the physical quantity A second command for obtaining values of the third time and the fourth time (including the case where the second time and the third time are the same) set at the same time interval;
Based on the values obtained at the first to fourth times, the first time fluctuation amount that is the time fluctuation amount of the physical quantity between the first time and the second time, and the third time and the fourth time. A third instruction for calculating a second time fluctuation amount that is a time fluctuation amount of the physical quantity during time;
Time fluctuation amount between the first time and the second time of the fundamental wave component in the steady state of the physical quantity, Time fluctuation amount between the third time and the fourth time of the fundamental wave component of the physical quantity in the steady state And a fourth command for reading a relational expression established between fundamental wave components in the steady state at the fourth time of the physical quantity;
The “value indicated by the term corresponding to the fundamental wave component in the steady state at the fourth time of the physical quantity” obtained by inputting the first time fluctuation amount and the second time fluctuation amount into the relational expression is newly added. A fifth instruction for replacing the physical quantity with a value at a fourth time;
A time period nonlinear field analysis program having a sixth instruction for executing the first to fifth instructions a plurality of times.
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