Fluxのローター偏心モデリング"新しい6自由度機能による簡単なパラメトライゼーション"
Altair Employeeこの記事は、KB0120301 を日本語に翻訳したものです。
Flux新機能：6自由度Mechanical set
Flux v2022.1には、6自由度でシステムを駆動できる新しいタイプのMechanical setがあります：
図1 - 6自由度のMechanical set
このMechanical setの動きは、Data Treeに自動的に作成される3つのParameters I/Oによって駆動さます：
図2 - 6自由度の運動パラメータ
これらのパラメータはそれぞれX軸、Y軸、Z軸周りの回転を駆動します。
Fluxにおけるローター偏心モデリング
偏心の種類
この機能により、eMachineモデルでローターの偏心を生成することができます。一般的な偏心には2種類あります：静的偏心とは、ローターの軸がステーターの軸からずれるが、ローターはその軸を中心に回転するものです。つまり、偏心座標は時間とともに変化しません。一方、動的偏心とは、軸はずれるがローターはステーターの軸を中心に回転することです。この場合、偏心座標は時間とともに変化し、ローター中心は時間とともに円を描きます。また、この2つの現象を組み合わせた混合偏心もあります。
図3 - 偏心のタイプとパラメータ
New macro presentation (Create_eccentered_Mechanical_set.PFM.zip )
このマクロは、解析中にローターを偏心させるMechanical setを自動的に作成します。6自由度のMechanical setを作成し、どのタイプの偏心をシミュレートするか数式でパラメータを設定します。以下の入力を必要とするだけなので、使い方は簡単です：
図4 - Create_eccentered_mechanical_set マクロ入力ウィンドウ
このマクロが実行されると、新しいMechanical setをローター領域（シャフト、マグネット、...）に割り当て、ステーター電流を回転と同じ周波数で定義し、解析するシナリオを実行するだけです。
Post Processing
一度プロジェクトを計算すれば、他のFluxプロジェクトと同じように、電磁気学パラメータを操作することができます。例えば、偏心が磁束密度に与える影響は、エアギャップ内のパスにプロットすることで観察することができます：
図5-偏心モデル（青い曲線）と非偏心モデル（ピンクの曲線）のエアギャップ内のパスに沿った磁束密度の比較
ステップバイステップの偏心モデリングガイド
この記事には、サンプルモデル "IkerMAQ_fullmotor_1_ini.FLU.zip "のローター偏心のモデリングをガイドするパワーポイント "Eccentricities in Flux - step by step modeling.ppsx "が添付されています。この例では、静的偏心（2.5mmエアギャップの10%）をマクロで設定します。その後、過渡磁界シナリオが解かれ、いくつかの電磁気パラメータがポスト処理されます。さらに、エアギャップ内のマクスウェル圧力の調和成分をプロットするOML Composeスクリプトもあります。このグラフは、Fluxのマクスウェル圧力の2次元時空間曲線（図6a）からテキストファイルをエクスポートすることによって得られます。これらのデータはComposeにインポートされ（図6b）、2D-FFTが実行され、高調波含有率を示す図6cが得られます（SpatialPlotComputation.zipを使用）。
図6-Fluxの磁束密度マップ(6a)、Composeのマクスウェル圧力マップ(6b)とその2D-FFT(6c)