Case

解析事例

IPM構造モータのトポロジー最適化事例

2021.07.07

製品名
- JMAG
カテゴリー
- 電磁界解析事例
産業分野別

概要

IPM構造モータのトポロジー最適化の事例を紹介いたします。本事例では図1に示すように、8極24スロットIPMモータを1/8対称（反周期境界）の断面形状でモデル化し、定常回転時のトルク波形を計算します。「トルク波形の平均値Taveの最大化」、「トルクリップルTrpの最小化」の2つの目的関数を定義します。ロータコアの一部を設計領域と定義し、そこに材料を2つ割り当てます（今回は空気と電磁鋼板）。設計領域内の各要素の材料を切り替えて、目的関数に対する最適な材料分布を探索します。最適化エンジンは、多目的遺伝的アルゴリズムです。

図1 IPM構造モータのモデル

トポロジー最適化の計算結果

パレート解の解分布を図2に示します。また、JMAG-Expressで作成した参考モデルの解も図2に示します。代表ケース①と代表ケース②のTaveはほぼ同値ですが、Trpの値に大きな違いが見られます。また、Taveが大きく、Trpが小さいほど最適化されているといえるため、パレート解に属するケースのほとんどは参考モデルより優れていることがわかります。