大電力

大電力を消費して動作する機器は実際に試作したり測定したり、といった事前検討が困難な場合がほとんどです。しかしながら、そのような大電力アプリケーションにこそ電磁界解析ツールを活用することで機器の設計や解析が効率的に行えます。
  • トランス等価回路の導出
  • 電源トランス リード端子の絶縁破壊解析
  • パワーチョークの解析
  • スイッチギヤ電極の最適化計算
  • 抵抗スポット溶接ガンの電磁界解析
  • 高電圧ブッシング
など、あらゆる大電力シミュレーションに最良のソリューションを提供します。

電源トランスの最適化 - Siemens AG

さまざまな要求仕様や応用のそれぞれにカスタマイズされたソリューションを提供すること。それがSiemens Energy T TR PN の使命です。ファーネストランスやコンバータトランス、あるいは200MVAを上回るレーティングの高電圧直流トランスに定型のソリューションはありません。設計ごとにトランス設置の最適化を行う必要があります。CST EM STUDIO の3D 電磁界シミュレーションと最適化機能がカスタムソリューションの導出を支援します。

抵抗スポット溶接ガンの3次元電磁界シミュレーション

抵抗スポット溶接ガン(RSWG)の3D電磁界モデルを作成してシミュレーションを行い、等価回路パラメータを抽出した事例です。この種の溶接ガンではパラメータを確定するのが容易ではありません。トランスや電子コンバータであれば電気特性は既知であるか、未知であっても標準的な手順で測定できますが、ガンのパラメータは知られておらず測定も困難です。3次元電磁界シミュレーションを使用してこれらのパラメータを確定し、システムの特性を知ることができます。

電源トランス リード端子の絶縁破壊解析

絶縁破壊解析では、静電界解析から得た電磁界データを用いるのが一般的です。電源トランスのシールドリングとリード端子に関するCST EM STUDIOの解析例をご紹介します。本事例のモデルは、Siemens Transformers(Nuremberg, Germany)のDr. Beriz Bakijaのご提供によります。

トランス負荷時タップ切替装置の誘電破壊シミュレーション

通常は設置時まで行えないシステム全体の試験を、シミュレーションで模擬することができます。CST EM STUDIO の静電界シミュレーションで、トランスやタップリードが電界強度に及ぼす影響を調べました。

飽和コア型限流器の状態空間形式モデリングとシミュレーション

CST EM STUDIO(CST EMS)による飽和コア型FCLの解析例です。電磁界ソルバーレベルのトランジェントシミュレーションによる解析と、静磁界シミュレーションをベースとして生成した非線形等価回路による解析の二通りの手法をご紹介します。

電磁界シミュレーションによるトランス等価回路の導出

電磁部品の解析において過渡電磁界のフルシミュレーションに代えて等価回路を使用する方法は、突入電流のような現象が観測される場合は特に効率のよいアプローチです。CST EM STUDIOの静磁界ソルバーとSAM機能を使用して、2つの標準的なトランスのテストから50Hz過渡電磁界の等価パラメータを抽出する事例をご紹介します。

電磁界と熱の結合解析に向けたパワーチョークのモデリング

パワーチョークはインバータ(ソーラーインバータ)のEMC低減を目的として使用されるもので、通常はインバータ1相につき1個のパワーチョークを使用します。チョークに流れる電流は数A程度ですが、電磁損失により生じた熱がインバータの性能や信頼性を損なう可能性があります。インバータに部品が稠密に搭載されると、それだけ熱管理が重要になります。チョークのワインディングに生じる電気損失をCST EM STUDIO(CST EMS)で計算し、さらにその損失を熱源とする温度分布をCST MPHYSICS STUDIO(CST MPS)の熱ソルバーで計算した事例をご紹介します。

三相線形永久磁石発電機

管状永久磁石発電機の設計に電磁界シミュレーションを使用した事例です。パラメトリックな解析によってシステム特性を確認し、最適化の基準を定義します。Andrea Pirisi, G. Gruosso, Riccardo E. Zich の各氏による事例です(the Politecnico di Milano, Italy: 英語)。

24kV SF6ガス絶縁リングメインユニットにおける開閉器の静電界シミュレーション

電力工学分野の応用事例として、ABB(ABB Distribution, Skien, ノルウェー)[1]の中電圧向けSF6ガス絶縁リングメインユニット負荷開閉器のシミュレーションをご紹介します。本事例のCADモデル画像は、ABB社(ABB, Bad Dättwil, スイス)のご厚意により掲載します。