[電磁場解析ソフトウェア]ANSYS Maxwell®

ANSYS Maxwellはエレクトロメカニカル製品開発のための設計支援ツールです。
電界強度や磁束密度等の場の振る舞いを視覚的に判断できるだけでなく、吸引力や損失、インダクタンス等の各種パラ メータ計算により、実測値との比較評価も可能です。
また、解析スキルに依存することなく精度の良い解が得られる「アダプティブオートメッシュ」や、 「Steinmetz法を用いたコアロス計算」などにより、設計者の方でも抵抗なくお使いいただけることが大きな特徴です。さらにANSYS Workbenchとのリンク機能により、ANSYS Maxwellで求めた損失分布をWorkbenchの伝熱解析で利用して、電磁場―構造連成を行なうこともできます。

利用可能な解析タイプとライセンス構成

ソルバー/パッケージ Maxwell 2D Maxwell 3D QS Maxwell 3D
Magnetostatic 静磁場解析 2D*2D* / 3D2D* / 3D
Eddy Current 周波数応答磁場解析 2D*2D* / 3D2D* / 3D
Transient 過渡磁場解析 2D - 2D / 3D
Electrostatic 静電場解析 2D*2D* / 3D2D* / 3D
DC Conduction 直流伝導場解析 2D*2D* / 3D2D* / 3D
Electric Transient 過渡電場解析 -3D3D
設計支援ツール RMxprt / PExprt
システムシミュレータ Simplorer Entry

*1ライセンスで5ライセンス分使用できます(アカデミックパッケージを除く)

RMxprt の詳細はこちらをご参照ください。
PExprt の詳細はこちらをご参照ください。
Simplorer Entry の詳細はこちらをご参照ください。

主な機能

解析エンジン(Solver)

  • 2次元解析(XY平面解析、軸対称平面解析)、3次元解析
  • 磁場解析:静磁場、交流磁場(周波数応答)、過渡磁場
  • 電場解析:静電場、直流伝導場、交流伝導場(2D)、過渡電場(3D)

出力結果

  • 電磁場、エネルギー分布(スカラー場、ベクトル場)
     - 磁場、電場、電流密度、損失、エネルギー等
      スカラー/ベクトル演算によって算出可能な任意の物理量
  • 設計パラメータ
     - 電磁力、トルク、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス
  • グラフ、表形式での数値出力、テキストファイル出力

各種機能

  • 様々なCADインターフェース
  • インポートCADデータの不具合を自動修復するモデルヒーリング機能
  • 各種境界条件:対称境界、周期境界、絶縁境界、インピーダンス境界等
  • 各種非線形材料(異方性、磁石、積層材料等との併用設定可)
  • コアロス(鉄損)計算、ベクトルヒステリシス計算
  • 永久磁石の着磁解析、減磁解析
  • モーション解析、運動方程式に基づく可変応答解析
  • 付属回路エディタとの直接過渡連成解析
  • 回路シミュレータとのシステムモデル連成解析(Simplorer)
  • 構造解析、熱流体解析とのマルチフィジックス連成解析(ANSYS、Fluent、Icepak)
  • 高周波電磁界解析へバイアス磁場、近傍磁場源として連成解析(HFSS)
  • モータ、トランス・インダクタ設計支援ツールRMxprt/PExprtを標準機能化
  • マルチドメインシステムシミュレータSimplorer Entryを標準機能化

アダプティブオートメッシュ

ANSYS Maxwellは解析手法として有限要素法を用いていますが、アダプティブオートメッシュは有限要素法において解析精度に最も強い影響を与え、豊富な知識と経験が必要とされるメッシュ作成からユーザーを解放します。

解析精度に対してターゲット値を設定し、ターゲットを満たすまで繰り返し計算を行いながら、自動的にメッシュを再分割します。結果、磁気的なエネルギー変化の激しい部分には詳細なメッシュを作成し、変化がゆるやかな部分には大きめなメッシュを残します。

コアロス計算機能

ANSYS Maxwellはこれまでコアロス(鉄損)計算において一般に広く採用されていたSteinmetz法による計算手法に加え、新たにベクトルヒステリシス技術を用いたコアロス計算技術を開発しました。
磁気の非線形ヒステリシス特性を忠実に再現可能とし、リアルタイムでコアロス計算を行うことで、損失による磁場への影響が考慮された高精度な磁気損失の計算結果を得ることができます。

非線形異方性材料

ANSYS Maxwellでの非線形異方性材料の計算は、軸方向間の相互影響まで考慮し、磁気センサや方向性電磁鋼板などの異方性磁性材を用いたアプリケーションで高精度な解析を可能にします。また、モデリングの難しい電磁鋼板などの積層構造の非線形磁性材料も簡単なモデリングと設定一つで等価な表現の解析が行えます。

モータ・ドライブ回路

制御回路の波形(PWM制御)

ベクトルヒステリシス計算

ANSYS Maxwellは先進のベクトルヒステリシス計算機能を搭載しています。ユーザは磁性材料のBH初磁化曲線と保磁力Hci値を入力するだけで、マイナーループも考慮したヒステリシス特性を持つ磁界解析が行えるだけでなく、磁気損失の計算や残留磁化による着磁計算も可能です。

スクリプト

ANSYS Electronics製品はVB/Java Script、IronPythonに対応しています。ソフトウェアの起動からモデル作成〜解析結果の出力までの一連の全ての操作をスクリプトで記述でき、自動化された解析環境を構築することができます。

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