電界および電圧シミュレーションのための静電界解析
EMWORKS における静電界解析
EMWORKS の静電界解析は、3D CAD モデル上で電界、静電容量、絶縁破壊リスクを直接予測する静電界シミュレーションツールです。高電圧用絶縁体やブッシング、PCB／ESD 保護、コネクタ、パワーエレクトロニクス設計を、ハードウェア試験前に検証するために使用されます。
電位、電界強度、電荷分布のシミュレーション
絶縁耐力、耐電圧、ESD 問題の評価
EMWORKS 静電界解析の主な機能
絶縁破壊および電界ストレス:
電界分布、最大 |E|、絶縁体、ブッシング、コネクタ、空気ギャップにおける沿面距離および空間距離のチェック。3D CAD ベースのシミュレーション:
中間的なジオメトリのエクスポート／インポートを行うことなく、完全な 3D CAD 部品およびアセンブリ上で静電界解析を実行。電界・電位・電荷・静電容量:
電位分布、電界強度、電荷分布、自己容量および相互容量。静電力:
指定電圧条件下における導体および絶縁部品に作用する力および圧力。パラメトリックスタディ:
形状、材料、電圧のスイープ解析により、最大 |E|、容量、力などを設計パラメータに対して評価。3D と 2D／軸対称:
本モジュールは 3D 静電界問題を対象とし、平面および軸対称の静電界解析は EMWorks2D が対応します。
静電界シミュレーションの用途
代表的なユースケース:
Dielectric breakdown in insulators and bushings – 電界分布、沿面距離および空間距離の確認
Corona in high-voltage equipment – 送電線、ブッシング、コンデンサ、パワーエレクトロニクス周辺の電界集中
ESD in PCB and electronics – 基板、コネクタ、筐体、放電経路周辺の電界
Connectors, cables, terminations – 局所的な電界ストレスおよび部分放電リスク
Capacitance and capacitance matrices – バスバー、高速インターコネクト、コンデンサの自己容量・相互容量
High-voltage testing and insulation coordination – 電界分布表示および数値的安全マージン
静電界解析を活用する産業分野
EMWORKS 静電界解析の主な利用分野:
高電圧機器・送電分野 – 絶縁体、ブッシング、空気ギャップ
変圧器・開閉装置 – 電界分布、絶縁協調、コロナ評価
パワーエレクトロニクス – DC リンク、フィルタ、バスバー、沿面距離・空間距離
ケーブル・コネクタ – シールド部、終端部、接続部の電界ストレス
PCB・電子機器（ESD） – 基板、筐体、コネクタ、ESD 経路周辺の電界
研究機関・大学 – 絶縁、絶縁破壊、静電界に関する研究
電界ストレス、静電容量および関連量の計算
静電界モジュールでは、各解析に対して以下を計算します。
静電ポテンシャルおよび電界
電界ストレスおよび耐電圧指標
電束密度
静電容量および容量行列
力およびトルク
蓄積された静電エネルギー