EMWORKS における運動連成

EMWORKS における運動連成（Motion Coupling）

EMWORKS の運動連成は、電磁界ソルバとモデル内の部品の機械運動（回転および並進）を連成させる機能です。モータ、アクチュエータ、ソレノイド、リレー、位置センサ、ならびに可動コアやシャントを有する変圧器など、可動部を持つデバイスに使用されます。

以下を可能にします：

• 選択した部品に対する規定運動（速度、時間に対する位置、時間に対する角度）の定義

• 位置変化に伴う磁界、力、トルクの計算

• 力およびトルク結果を用いた駆動系、軸受、機械支持構造の設計・評価

運動連成の仕組み 

運動連成では、電磁モデル内の選択した部品に並進または回転運動を割り当て、各位置または時間ステップごとに磁界解析を行います。

• 可動部に対して、変位、速度、角度、または時間依存の位置を定義します。

• 各ステップで、ソルバはステータ／ロータ（または固定部／可動部）の相対位置を更新し、磁界、力、トルクを再計算します。

• 得られた結果（磁束、力、トルクの位置／時間依存特性）は、モータのコギングトルク、アクチュエータの力–ストローク特性、変圧器内の可動シャントに作用する力などの性能評価に使用されます。

EMWORKS 運動連成の主な利点 

• 位置／時間依存の電磁結果: 部品の運動に伴う磁界、力、トルクを算出（例：ロータ角度、プランジャのストローク、シャント位置）。

• 電気機械特性の直接評価: トルク–角度特性、力–ストローク曲線、コギングトルク、保持力、吸引／解放特性の抽出。

• 運動と電磁界を統合した単一ワークフロー: 電磁解析と同一モデル内で運動を設定（直線運動または回転運動、単一または複数可動部）。

• 幅広い電気機械デバイスに対応: モータ、発電機、直線・回転アクチュエータ、リレー、ソレノイド、コンタクタ、可動コア／シャント付き変圧器。

• マルチフィジックス解析用データ: 位置または時間に対する力・トルク・損失データを、機械解析、熱解析、システムレベル解析の入力として使用可能。

EMWORKS 運動連成の用途 

代表的な用途:

• 電動機および発電機 – トルク–角度特性、コギングトルク、デテントトルク、ロータ位置および電流に対するトルクリップル

• 直線・回転アクチュエータ／ソレノイド／リレー／コンタクタ – 力–ストロークまたは力–角度特性、吸引／解放動作、駆動波形に対する応答

• 可動コアまたはシャント付き変圧器 – コア／シャント位置が磁束、インダクタンス、漏れ、損失に与える影響

• 電磁ブレーキおよびクラッチ – 噛合および解放時のすべりまたは位置に対するトルク特性

• 位置・動作センサ – ターゲット位置に対するホール素子、磁気抵抗素子、誘導センサ部の磁界

• 磁気浮上および磁気軸受 – ギャップおよび電流に対する揚力、剛性、安定性

• 電磁ランチャ（レールガン／コイルガン）および電磁バルブ – パルス励磁下における可動部に作用する力および投射体／バルブ位置の時間変化