JP4275426B2 - 永久磁石の減磁の評価方法、評価プログラム及び評価システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、永久磁石の減磁を評価する磁界解析の評価方法、評価プログラム及び評価システムに関するものである。特に、有限要素法あるいは積分要素法を用いた永久磁石の減磁の評価手法に関するものである。また、この評価手法を用いて永久磁石型モータや発電機など永久磁石を具備した電気機器の特性に減磁が及ぼす影響を評価するための評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、減磁曲線から永久磁石の減磁率を算出し、面積を用いた重み計算により永久磁石内部の平均的な減磁率を求める手法がある。この手法においては、平均的な減磁率を求めるには有効な手段である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、Ｂ−Ｈカーブを再定義することにより減磁量を評価する手法がある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
石橋利之（安川電機）著「埋込磁石同期モータにおける減磁の条件とその影響」、ＭＡＧ−０１−１８１、２００１年発行、第６１頁−第６５頁
【非特許文献２】
棗（なつめ）田充俊、高林博文（住友特殊金属株式会社）著「永久磁石の減磁量解析手法の検討」、ＪＭＡＧ Ｕｓｅｒｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、２００２年１０月２４日〜２５日、第４−２頁−第４−７頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法では、発生した減磁によってモータをはじめとする電機機器の特性にどのような影響を与えるのかを知るには不充分である。特に、モータや発電機のコギングトルク、トルク脈動、誘起電圧波形、電磁加振力が減磁によってどのように変化するかは減磁率を反映した高精度な磁界解析を実施しなければ知ることはできないという問題点があった。
【０００６】
また、従来のＢ−Ｈカーブを再定義する手法では、減磁率の経時変化を知ることはできないという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、従来例より減磁の評価を高精度化することができ、減磁量のより正確な定量化を実現することができ、また、減磁による回転機の特性変化（コギングトルク、トルク脈動、誘起電圧波形、電磁加振力など）を予測することができる永久磁石の減磁の評価方法、評価プログラム及び評価システムを得るものである。
【０００８】
第２の目的は、経時変化を考慮できるため回転機を始めとする電機機器の長期信頼性の向上を図ることができる永久磁石の減磁の評価方法、評価プログラム及び評価システムを得るものである。
【０００９】
第３の目的は、このような評価手法を、永久磁石を具備した電気機器の設計に取り入れることにより設計の精度を向上することができる永久磁石の減磁の評価方法、評価プログラム及び評価システムを得るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る永久磁石の減磁の評価方法は、永久磁石型モータの電子機巻線の電流、及び回転子と固定子の位置関係が変化して、前記永久磁石型モータの永久磁石が所定の逆磁界、所定の温度にさらされる各時点において、有限要素法または積分要素法を用いた磁界解析により、前記永久磁石をメッシュ分割し、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量を求めるステップと、履歴である、前記各時点で求めたメッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量のうち、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量の最大値を、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量として求めるステップと、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に応じて、前記永久磁石の残留磁束密度、保磁力、減磁曲線のうち少なくとも１つを求めるステップと、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に基づき、前記永久磁石型モータのコギングトルク、負荷時トルク、誘起電圧の評価例のうち少なくとも１つを求めるステップとを含むものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１２】
図１において、評価システムは、記録装置１と、減磁評価手段２と、記憶装置３と、電機機器特性評価手段４とから構成されている。なお、破線で示すように、記録装置１は、必ずしも必要ではない。
【００１３】
記録装置１は、例えばハードディスク装置などから構成され、磁束密度データなどの磁界解析結果や、減磁評価用パラメータΔと初期減磁率の特性データ、減磁評価用パラメータΔと経時変化率の特性データ、Ｂ−Ｈカーブデータなどをデータベースとして格納する。
【００１４】
減磁評価手段２及び電機機器特性評価手段４は、例えばパソコン等の本体（ＣＰＵ）で動作するプログラムである。また、記憶装置３は、例えばメモリなどから構成される。この減磁評価手段２は、永久磁石の減磁率あるいは減磁量を評価する。また、電機機器特性評価手段４は、コギングトルク、負荷時トルク、誘起電圧などの電機機器特性を評価する（詳細な説明は実施の形態５を参照）。
【００１５】
減磁評価手段２は、磁界解析結果、及び減磁評価用パラメータΔと初期減磁率、経時変化率、Ｂ−Ｈカーブなどの減磁評価に必要なデータを記録装置１から呼び出す。そして、永久磁石各部の減磁率を算出する。その際、必要に応じて記憶装置３とデータをやり取りしてもよい。この減磁評価手段２により得られた結果は、記録装置１に記録される。
【００１６】
また、減磁が電機機器にどのような影響を及ぼすかについては、減磁評価手段２は、減磁率計算結果を電機機器特性評価手段４に受け渡す。そして、この電機機器特性評価手段４は、コギングトルク、負荷時のトルク、誘起電圧などの特性を計算する。
【００１７】
つぎに、この実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの動作について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図２は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの動作を示すフローチャートである。また、図３は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの減磁評価の具体例を示す図である。
【００１９】
ここでは、減磁を反映した具体的な手法について説明する。
【００２０】
まず、ステップ１０１において、減磁評価手段２は、磁界解析（既存のプログラム）により磁場条件における減磁を算出する。
【００２１】
すなわち、磁界解析を行い、永久磁石内の減磁率あるいは減磁量（物理量）を算出する。この減磁率あるいは減磁量の算出の方法は、実施の形態３で説明するように減磁評価用パラメータΔを用いる手法でもよいし、実施の形態４で説明するように減磁曲線から幾何学的に算出する手法でもその他いかなる手法でもよい。また、永久磁石の各部における減磁率あるいは減磁量は、後述するような評価ステップ毎の履歴を反映させるものとする。ただし、評価ステップの数は１つでもよいし、２以上（複数）であってもよいことは言うまでもない。
【００２２】
次に、ステップ１０２において、減磁が生じるかを判定する。
【００２３】
次に、ステップ１０３において、減磁が生じる場合には、評価ステップ毎の履歴を追い、永久磁石各部の減磁率（減磁量）を評価条件に反映する。例として、残留磁束密度を変化させる。保磁力を変化させる。減磁曲線を変える。
【００２４】
次に、ステップ１０４において、評価を実施し、減磁の影響を調べる。
【００２５】
すなわち、減磁が生じる場合には、減磁率あるいは減磁量を次の磁界解析に反映する作業を行う。このとき、減磁率あるいは減磁量に応じて永久磁石の磁気特性を変化させる。例えば、残留磁束密度を変化させてもよいし、保磁力を変化させてもよい。さらに、減磁曲線を変えてもよい。例えば、減磁率が仮に１％であったとすれば、残留磁束密度を減磁する前の９９％とすればよい。
【００２６】
このように永久磁石内の減磁率を反映させて、磁界解析を行う。このようにすれば、減磁が生じたときの磁束密度の分布などを得ることができる。また、評価する対象が電気機器であった場合にはその特性の変化も知ることができる。
【００２７】
もう少し詳しく説明する。図３は、直方体形状の永久磁石１０の例を示す。なお、図３では軸方向から見ているため永久磁石１０は長方形として示す。
【００２８】
強い逆磁界が掛かったり、あるいは温度上昇が起こったりして永久磁石１０の右肩部分を中心に減磁が生じたとする。また、その減磁率の分布は、図３（ａ）に示すように、右肩部分の減磁率の大きい部分（密の斜線）で１％、その周辺（粗の斜線）で０．５％、さらにその周辺では減磁は発生せずに減磁率は０％であったとする。ただし、実際、減磁率は連続的に変化して分布するが、ここでは簡単のため離散的に変化するとした。
【００２９】
次に、この減磁率を次の評価に反映する。ここでは、図３（ｂ）に示すように、永久磁石１０内部の残留磁束密度Ｂｒを減磁率に応じて変化させる手法を取った。場合によっては、保磁力も変化させてもよいし、非線形性を考慮するため減磁曲線を減磁率に応じて変化させてもよい。
【００３０】
このように永久磁石１０内の減磁率を反映させて、磁界解析を再度行う。ここでは、図３（ｃ）に示すように、２点Ｘ、Ｙを結ぶ直線上の磁束密度をグラフ（曲線）にした。減磁する前は左右対称なグラフＡであったが、右肩部分を中心として減磁が発生したときには、従来例のグラフＢに比べて、本実施の形態のグラフＣは、右肩部分の磁束密度が低下しているのが分かる。
【００３１】
従来の評価手法では局所的な減磁の影響を考慮できないため、正確な磁束密度分布を予測することはできない。一方、本実施の形態では減磁が生じた場合の磁束密度分布を高精度に知ることができる。
【００３２】
以上により、本実施の形態に係る評価手法では、永久磁石において減磁が生じた場合の磁束密度分布を高精度に知ることができるという効果があり、さらに磁束密度分布を高精度に知ることで永久磁石を具備した電気機器の特性を高精度に知ることができるという効果もある。
【００３３】
すなわち、この実施の形態１は、永久磁石の減磁を評価する手法において、永久磁石の各部の減磁率あるいは減磁量の導出を行い、導出された永久磁石の各部の減磁率あるいは減磁量を反映させる評価手法であって、永久磁石の各部の減磁率あるいは減磁量は評価ステップごとの履歴を追うことによって導出されることを特徴とするものである。
【００３４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータの断面構成を示す図である。
【００３５】
図４において、永久磁石型モータ２０は、固定子鉄心２１と、電機子巻線２２と、スロット２３と、回転子シャフト２４と、永久磁石２５とを備える。
【００３６】
上記の実施の形態１においては、非常に簡単なモデルを用いて説明した。しかし、例えば、図４に示すような永久磁石型モータ２０の場合、運転中は電子機巻線２２の電流が時々刻々と変化する上、さらに回転子と固定子の位置関係も時々刻々と変化する。すなわち、永久磁石２５が受ける逆磁界が時々刻々と変化することになる。
【００３７】
したがって、磁界解析を行って減磁率を算出する際、ある時刻あるいは回転子と固定子のある位置関係のみに注目して減磁率を算出しても、正確な減磁率の分布とは異なる場合が考えられる。このような場合には、永久磁石２５の各部が経験する逆磁界や温度の最も悪い条件によって減磁率が決まると思われるので、磁界解析の各ステップの履歴を追って減磁率の算出を行う必要がある。上記の実施の形態１においても、評価ステップの履歴を追うと説明したが本実施の形態ではその方法を具体的に示すことにする。
【００３８】
図５は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の具体例を示す図である。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｅ）は、評価ステップごとの履歴を追っていく様子を示す。ただし、実際、減磁率は連続的に変化して分布するが、ここでは簡単のため離散的に変化するとした。
【００４０】
評価ステップ１においては、永久磁石２５の左肩部分を中心に減磁が発生していたとする。それが評価ステップ２以降においては、電機子電流の値や回転子と固定子の位置関係が変化したりして、減磁の発生する位置が移動していき、そして、評価ステップＮでは、永久磁石２５の右肩部分に減磁の中心が移動したとする。
【００４１】
以上の評価ステップ１から評価ステップＮまでの履歴を追うと、図５（ｄ）のような減磁率の分布を知ることができる。
【００４２】
さらに、この減磁率の分布を次の評価に反映させる。ここでは、減磁率に応じて残留磁束密度Ｂｒを変化させた。上記実施の形態１において述べたように、場合によっては保磁力も変化させてもよいし、非線形性を考慮するため減磁曲線を減磁率に応じて変化させてもよい。
【００４３】
以上のような履歴を追う手法を用いることによって、減磁率の分布を高精度に定量的に求めることができるという効果がある上、上記減磁率の分布によって永久磁石を具備する電気機器の特性がどのように変化するのか高精度に予測することができるという効果もある。
【００４４】
図６は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の別の具体例を示す図である。
【００４５】
近年では、計算機の発達により有限要素法や積分要素法などを用いた磁界解析が電気機器の設計の場で活躍している。有限要素法や積分要素法などでは、磁気回路をモデル化する際、磁石部分はメッシュ分割される。
【００４６】
図６（ａ）〜（ｄ）は、メッシュ分割された永久磁石に関して、評価ステップの履歴を追っていく様子を示す。この場合は、永久磁石のメッシュの各要素において減磁率が定義される場合であり、節点に対して減磁率が定義される場合でもよいことは言うまでもない。
【００４７】
評価ステップ１〜Ｎまでの履歴を追っていくことにより、この場合は、磁石表面に減磁率１％の領域が分布するという結果を得ることとなった。
【００４８】
なお、この例では、メッシュの要素ごとに減磁率の履歴を追っていたが、複数の要素をまとめて扱うこともできる。このようにすれば、モデル作成等に掛かる手間が軽減されるという効果がある。
【００４９】
履歴を追っていく際に、メッシュの各要素または各節点の減磁率あるいは減磁量の最大値をその要素または節点における減磁率あるいは減磁量とすれば、より高精度に永久磁石の減磁の分布を予測できるという効果がある。図６において、例えば、メッシュの左最上段の要素について着目すると、評価ステップ１では減磁率が１％、評価ステップ２では減磁率が０％、そして、評価ステップＮでは減磁率が０％であるので、この要素の減磁率の最大値は１％となる。
【００５０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。
【００５１】
従来から、永久磁石の熱減磁について研究がなされている。例えば、文献『「長期安定性を考慮した永久磁石磁気回路の磁束条件」電気学会論文誌 １９９８』には、熱減磁を評価するためのパラメータを提案し、このパラメータの大小が熱減磁に大きく影響するということが述べられている。
【００５２】
そのパラメータとは、永久磁石の残留磁束密度をＢｒ［Ｔ］とし、保磁力をｉＨｃ［Ａ／ｍ］、リコイル透磁率をμｒ［Ｈ／ｍ］とし、永久磁石の各部の動作点における磁界をＨ［Ａ／ｍ］（ここでＨは動作点における磁界の絶対値と定義する）としたとき、以下の式（１）で表される。
【００５３】
Δ＝｛μｒ（ｉＨｃ−Ｈ）｝／Ｂｒ （１）
【００５４】
一般に、永久磁石の減磁は、永久磁石がある逆磁界、ある温度条件に暴露された時点で発生する初期減磁とその状態に暴露される時間によって変化する経時変化に分けられる。式（１）のパラメータΔと初期減磁率、経時変化率の特性は実測により求めることができる。
【００５５】
図７は、この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと初期減磁率の関係を示す図である。図７において、縦軸は初期減磁率［％］を表す。また、横軸はパラメータΔを表す。原点から離れる程、それらの値は大きくなる。
【００５６】
また、図８は、この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと経時変化率の関係を示す図である。図８において、縦軸は経時変化率［％］を表す。また、横軸はパラメータΔを表す。原点から離れる程、それらの値は大きくなる。
【００５７】
図７、図８において、パラメータΔが小さいほど初期減磁率、経時変化率も大きい。上記実施の形態１及び２において、減磁率あるいは減磁量の算出法については触れなかったが、図７、図８に示すパラメータΔと初期減磁率、経時変化率の特性を用いる方法がある。例えば、有限要素法の評価において各要素あるいは各節点のパラメータΔを求めることができる。このパラメータΔと、図７、図８の特性から各要素あるいは各節点の減磁率を算出することができるのである。
【００５８】
図７に示す初期減磁特性のみから減磁率あるいは減磁量を算出する手法は、モータや発電機などで突発短絡が生じて大電流が流れた場合の減磁の量や分布を予測することができるという効果がある。
【００５９】
また、図７及び図８に示す初期減磁と経時変化から、ある一定時間暴露された後の減磁率あるいは減磁量を算出することができるため、モータや発電機などで長時間運転された後の減磁の量や分布を予測することができるという効果がある。
【００６０】
また、式（１）のパラメータΔを用いた手法は、実測に基づいた手法であるので、減磁の量や分布を高精度に予測することができるという効果もある。
【００６１】
さらに、Ｂ−Ｈカーブを再定義する従来例では、永久磁石の種類に応じてデータを用意しなければならないが、本実施の形態で用いるパラメータΔは例えば希土類磁石では永久磁石の種類が変わってもほぼ一定の特性を示すので、パラメータΔと初期減磁率の関係、パラメータΔと経時変化率の関係が１種類あるだけで様々な永久磁石についての減磁の評価が可能であるという効果もある。
【００６２】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態４に係る作図によって減磁率の求める例を示す図である。
【００６３】
上記の実施の形態３では減磁を評価するパラメータΔを用いる手法であったが、従来からよく知られているように幾何学的に求める手法もある。
【００６４】
図９において、縦軸は磁束密度Ｂと磁化Ｊを表す。また、横軸は磁界Ｈを表す。動作点４１にある状態からΔＨの逆磁界を受けて動作点が変化し、再び磁界を取り除き元に戻ったときの減磁量ΔＢは、動作点４１→４２→４３→４４→４５のように求めることができる。
【００６５】
この手法では初期減磁を減磁曲線から算出できるので、式（１）のパラメータΔを用いるような手法とは異なり、比較的に容易に減磁量を推定できるという効果がある。
【００６６】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態５に係る永久磁石型モータの評価用モデルを示す図である。また、図１１は、この発明の実施の形態５に係る減磁評価の結果の一例（減磁率とその分布）を示す図である。
【００６７】
図１０において、永久磁石型モータの評価用モデル５０は、固定子鉄心５１と、電機子巻線５２と、回転子シャフト５４と、永久磁石５５の各部のモデルを備える。
【００６８】
この永久磁石型モータの評価用モデル５０を用いて磁界解析を行い、定格電流よりはるかに大きい電流が流れた場合を想定し、減磁率を求めたものが図１１である。
【００６９】
図１１に示すように、永久磁石５５に逆方向の起磁力が掛かる部分に減磁が確認された。なお、この結果は、回転子位置や電流値が変化する評価ステップ毎の履歴を追った結果である。
【００７０】
さらに、この減磁率の分布を評価に反映させ、コギングトルク、負荷時のトルク波形、誘起電圧波形の評価を実施した。結果を図１２〜１４にそれぞれ示す。
【００７１】
図１２は、この発明の実施の形態５に係るコギングトルクの評価例を示す図である。図１２において、縦軸はコギングトルク［Ｎｍ］を表す。また、横軸は回転子位置［度（電気角）］を表す。破線の波形は減磁発生前、実線の波形は減磁発生後をそれぞれ表す。
【００７２】
また、図１３は、この発明の実施の形態５に係る負荷時のトルクの評価例を示す図である。図１３において、縦軸はトルク［Ｎｍ］を表す。また、横軸は回転子位置［度（電気角）］を表す。破線の波形は減磁発生前、実線の波形は減磁発生後をそれぞれ表す。
【００７３】
さらに、図１４は、この発明の実施の形態５に係る誘起電圧波形の評価例を示す図である。図１４において、縦軸は無負荷誘起電圧［Ｖ］を表す。また、横軸は回転子位置［度（電気角）］を表す。破線の波形は減磁発生前、実線の波形は減磁発生後をそれぞれ表す。
【００７４】
コギングトルクやトルク脈動を低減する設計にしても、何らかの原因で大電流が流れるなどして減磁が発生すればコギングトルクやトルク脈動が異なることが分かる。さらに、誘起電圧波形も若干変化することが分かる。
【００７５】
また、音や振動に関係する電磁加振力の評価も可能なことは言うまでもない。
【００７６】
このように、減磁が発生した場合、モータ特性にどの程度影響があるのか予測することが可能となるのである。
【００７７】
このような評価手法を用いることにより、永久磁石型回転機の設計を高精度化できるという効果がある。さらに、永久磁石型回転機に大電流が流れたときや、高温になった場合における機器の特性を予測することができるので、これらを設計にフィードバックし、電気設計、磁気回路設計の信頼性の向上を図ることができるという効果がある。
【００７８】
【発明の効果】
この発明に係る永久磁石の減磁の評価方法は、以上説明したとおり、永久磁石において減磁が生じた場合の磁束密度分布を高精度に知ることができ、さらに磁束密度分布を高精度に知ることで永久磁石を具備した電気機器の特性を高精度に知ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの減磁評価の具体例を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータの断面構成を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の具体例を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の別の具体例を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと初期減磁率の関係を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと経時変化率の関係を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４に係る作図によって減磁率の求める例を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５に係る永久磁石型モータの評価用モデルを示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５に係る減磁評価の結果の一例（減磁率とその分布）を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５に係るコギングトルクの評価例を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態５に係る負荷時のトルクの評価例を示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態５に係る誘起電圧波形の評価例を示す図である。
【符号の説明】
１ 記録装置、２ 減磁評価手段、３ 記憶装置、４ 電機機器特性評価手段、１０ 永久磁石、２０ 永久磁石型モータ、２１ 固定子鉄心、２２ 電機子巻線、２３ スロット、２４ 回転子シャフト、２５ 永久磁石、５０ 永久磁石型モータの評価用モデル。
【発明の属する技術分野】
この発明は、永久磁石の減磁を評価する磁界解析の評価方法、評価プログラム及び評価システムに関するものである。特に、有限要素法あるいは積分要素法を用いた永久磁石の減磁の評価手法に関するものである。また、この評価手法を用いて永久磁石型モータや発電機など永久磁石を具備した電気機器の特性に減磁が及ぼす影響を評価するための評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、減磁曲線から永久磁石の減磁率を算出し、面積を用いた重み計算により永久磁石内部の平均的な減磁率を求める手法がある。この手法においては、平均的な減磁率を求めるには有効な手段である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、Ｂ−Ｈカーブを再定義することにより減磁量を評価する手法がある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
石橋利之（安川電機）著「埋込磁石同期モータにおける減磁の条件とその影響」、ＭＡＧ−０１−１８１、２００１年発行、第６１頁−第６５頁
【非特許文献２】
棗（なつめ）田充俊、高林博文（住友特殊金属株式会社）著「永久磁石の減磁量解析手法の検討」、ＪＭＡＧ Ｕｓｅｒｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、２００２年１０月２４日〜２５日、第４−２頁−第４−７頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法では、発生した減磁によってモータをはじめとする電機機器の特性にどのような影響を与えるのかを知るには不充分である。特に、モータや発電機のコギングトルク、トルク脈動、誘起電圧波形、電磁加振力が減磁によってどのように変化するかは減磁率を反映した高精度な磁界解析を実施しなければ知ることはできないという問題点があった。
【０００６】
また、従来のＢ−Ｈカーブを再定義する手法では、減磁率の経時変化を知ることはできないという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、従来例より減磁の評価を高精度化することができ、減磁量のより正確な定量化を実現することができ、また、減磁による回転機の特性変化（コギングトルク、トルク脈動、誘起電圧波形、電磁加振力など）を予測することができる永久磁石の減磁の評価方法、評価プログラム及び評価システムを得るものである。
【０００８】
第２の目的は、経時変化を考慮できるため回転機を始めとする電機機器の長期信頼性の向上を図ることができる永久磁石の減磁の評価方法、評価プログラム及び評価システムを得るものである。
【０００９】
第３の目的は、このような評価手法を、永久磁石を具備した電気機器の設計に取り入れることにより設計の精度を向上することができる永久磁石の減磁の評価方法、評価プログラム及び評価システムを得るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る永久磁石の減磁の評価方法は、永久磁石型モータの電子機巻線の電流、及び回転子と固定子の位置関係が変化して、前記永久磁石型モータの永久磁石が所定の逆磁界、所定の温度にさらされる各時点において、有限要素法または積分要素法を用いた磁界解析により、前記永久磁石をメッシュ分割し、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量を求めるステップと、履歴である、前記各時点で求めたメッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量のうち、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量の最大値を、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量として求めるステップと、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に応じて、前記永久磁石の残留磁束密度、保磁力、減磁曲線のうち少なくとも１つを求めるステップと、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に基づき、前記永久磁石型モータのコギングトルク、負荷時トルク、誘起電圧の評価例のうち少なくとも１つを求めるステップとを含むものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１２】
図１において、評価システムは、記録装置１と、減磁評価手段２と、記憶装置３と、電機機器特性評価手段４とから構成されている。なお、破線で示すように、記録装置１は、必ずしも必要ではない。
【００１３】
記録装置１は、例えばハードディスク装置などから構成され、磁束密度データなどの磁界解析結果や、減磁評価用パラメータΔと初期減磁率の特性データ、減磁評価用パラメータΔと経時変化率の特性データ、Ｂ−Ｈカーブデータなどをデータベースとして格納する。
【００１４】
減磁評価手段２及び電機機器特性評価手段４は、例えばパソコン等の本体（ＣＰＵ）で動作するプログラムである。また、記憶装置３は、例えばメモリなどから構成される。この減磁評価手段２は、永久磁石の減磁率あるいは減磁量を評価する。また、電機機器特性評価手段４は、コギングトルク、負荷時トルク、誘起電圧などの電機機器特性を評価する（詳細な説明は実施の形態５を参照）。
【００１５】
減磁評価手段２は、磁界解析結果、及び減磁評価用パラメータΔと初期減磁率、経時変化率、Ｂ−Ｈカーブなどの減磁評価に必要なデータを記録装置１から呼び出す。そして、永久磁石各部の減磁率を算出する。その際、必要に応じて記憶装置３とデータをやり取りしてもよい。この減磁評価手段２により得られた結果は、記録装置１に記録される。
【００１６】
また、減磁が電機機器にどのような影響を及ぼすかについては、減磁評価手段２は、減磁率計算結果を電機機器特性評価手段４に受け渡す。そして、この電機機器特性評価手段４は、コギングトルク、負荷時のトルク、誘起電圧などの特性を計算する。
【００１７】
つぎに、この実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの動作について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図２は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの動作を示すフローチャートである。また、図３は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの減磁評価の具体例を示す図である。
【００１９】
ここでは、減磁を反映した具体的な手法について説明する。
【００２０】
まず、ステップ１０１において、減磁評価手段２は、磁界解析（既存のプログラム）により磁場条件における減磁を算出する。
【００２１】
すなわち、磁界解析を行い、永久磁石内の減磁率あるいは減磁量（物理量）を算出する。この減磁率あるいは減磁量の算出の方法は、実施の形態３で説明するように減磁評価用パラメータΔを用いる手法でもよいし、実施の形態４で説明するように減磁曲線から幾何学的に算出する手法でもその他いかなる手法でもよい。また、永久磁石の各部における減磁率あるいは減磁量は、後述するような評価ステップ毎の履歴を反映させるものとする。ただし、評価ステップの数は１つでもよいし、２以上（複数）であってもよいことは言うまでもない。
【００２２】
次に、ステップ１０２において、減磁が生じるかを判定する。
【００２３】
次に、ステップ１０３において、減磁が生じる場合には、評価ステップ毎の履歴を追い、永久磁石各部の減磁率（減磁量）を評価条件に反映する。例として、残留磁束密度を変化させる。保磁力を変化させる。減磁曲線を変える。
【００２４】
次に、ステップ１０４において、評価を実施し、減磁の影響を調べる。
【００２５】
すなわち、減磁が生じる場合には、減磁率あるいは減磁量を次の磁界解析に反映する作業を行う。このとき、減磁率あるいは減磁量に応じて永久磁石の磁気特性を変化させる。例えば、残留磁束密度を変化させてもよいし、保磁力を変化させてもよい。さらに、減磁曲線を変えてもよい。例えば、減磁率が仮に１％であったとすれば、残留磁束密度を減磁する前の９９％とすればよい。
【００２６】
このように永久磁石内の減磁率を反映させて、磁界解析を行う。このようにすれば、減磁が生じたときの磁束密度の分布などを得ることができる。また、評価する対象が電気機器であった場合にはその特性の変化も知ることができる。
【００２７】
もう少し詳しく説明する。図３は、直方体形状の永久磁石１０の例を示す。なお、図３では軸方向から見ているため永久磁石１０は長方形として示す。
【００２８】
強い逆磁界が掛かったり、あるいは温度上昇が起こったりして永久磁石１０の右肩部分を中心に減磁が生じたとする。また、その減磁率の分布は、図３（ａ）に示すように、右肩部分の減磁率の大きい部分（密の斜線）で１％、その周辺（粗の斜線）で０．５％、さらにその周辺では減磁は発生せずに減磁率は０％であったとする。ただし、実際、減磁率は連続的に変化して分布するが、ここでは簡単のため離散的に変化するとした。
【００２９】
次に、この減磁率を次の評価に反映する。ここでは、図３（ｂ）に示すように、永久磁石１０内部の残留磁束密度Ｂｒを減磁率に応じて変化させる手法を取った。場合によっては、保磁力も変化させてもよいし、非線形性を考慮するため減磁曲線を減磁率に応じて変化させてもよい。
【００３０】
このように永久磁石１０内の減磁率を反映させて、磁界解析を再度行う。ここでは、図３（ｃ）に示すように、２点Ｘ、Ｙを結ぶ直線上の磁束密度をグラフ（曲線）にした。減磁する前は左右対称なグラフＡであったが、右肩部分を中心として減磁が発生したときには、従来例のグラフＢに比べて、本実施の形態のグラフＣは、右肩部分の磁束密度が低下しているのが分かる。
【００３１】
従来の評価手法では局所的な減磁の影響を考慮できないため、正確な磁束密度分布を予測することはできない。一方、本実施の形態では減磁が生じた場合の磁束密度分布を高精度に知ることができる。
【００３２】
以上により、本実施の形態に係る評価手法では、永久磁石において減磁が生じた場合の磁束密度分布を高精度に知ることができるという効果があり、さらに磁束密度分布を高精度に知ることで永久磁石を具備した電気機器の特性を高精度に知ることができるという効果もある。
【００３３】
すなわち、この実施の形態１は、永久磁石の減磁を評価する手法において、永久磁石の各部の減磁率あるいは減磁量の導出を行い、導出された永久磁石の各部の減磁率あるいは減磁量を反映させる評価手法であって、永久磁石の各部の減磁率あるいは減磁量は評価ステップごとの履歴を追うことによって導出されることを特徴とするものである。
【００３４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータの断面構成を示す図である。
【００３５】
図４において、永久磁石型モータ２０は、固定子鉄心２１と、電機子巻線２２と、スロット２３と、回転子シャフト２４と、永久磁石２５とを備える。
【００３６】
上記の実施の形態１においては、非常に簡単なモデルを用いて説明した。しかし、例えば、図４に示すような永久磁石型モータ２０の場合、運転中は電子機巻線２２の電流が時々刻々と変化する上、さらに回転子と固定子の位置関係も時々刻々と変化する。すなわち、永久磁石２５が受ける逆磁界が時々刻々と変化することになる。
【００３７】
したがって、磁界解析を行って減磁率を算出する際、ある時刻あるいは回転子と固定子のある位置関係のみに注目して減磁率を算出しても、正確な減磁率の分布とは異なる場合が考えられる。このような場合には、永久磁石２５の各部が経験する逆磁界や温度の最も悪い条件によって減磁率が決まると思われるので、磁界解析の各ステップの履歴を追って減磁率の算出を行う必要がある。上記の実施の形態１においても、評価ステップの履歴を追うと説明したが本実施の形態ではその方法を具体的に示すことにする。
【００３８】
図５は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の具体例を示す図である。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｅ）は、評価ステップごとの履歴を追っていく様子を示す。ただし、実際、減磁率は連続的に変化して分布するが、ここでは簡単のため離散的に変化するとした。
【００４０】
評価ステップ１においては、永久磁石２５の左肩部分を中心に減磁が発生していたとする。それが評価ステップ２以降においては、電機子電流の値や回転子と固定子の位置関係が変化したりして、減磁の発生する位置が移動していき、そして、評価ステップＮでは、永久磁石２５の右肩部分に減磁の中心が移動したとする。
【００４１】
以上の評価ステップ１から評価ステップＮまでの履歴を追うと、図５（ｄ）のような減磁率の分布を知ることができる。
【００４２】
さらに、この減磁率の分布を次の評価に反映させる。ここでは、減磁率に応じて残留磁束密度Ｂｒを変化させた。上記実施の形態１において述べたように、場合によっては保磁力も変化させてもよいし、非線形性を考慮するため減磁曲線を減磁率に応じて変化させてもよい。
【００４３】
以上のような履歴を追う手法を用いることによって、減磁率の分布を高精度に定量的に求めることができるという効果がある上、上記減磁率の分布によって永久磁石を具備する電気機器の特性がどのように変化するのか高精度に予測することができるという効果もある。
【００４４】
図６は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の別の具体例を示す図である。
【００４５】
近年では、計算機の発達により有限要素法や積分要素法などを用いた磁界解析が電気機器の設計の場で活躍している。有限要素法や積分要素法などでは、磁気回路をモデル化する際、磁石部分はメッシュ分割される。
【００４６】
図６（ａ）〜（ｄ）は、メッシュ分割された永久磁石に関して、評価ステップの履歴を追っていく様子を示す。この場合は、永久磁石のメッシュの各要素において減磁率が定義される場合であり、節点に対して減磁率が定義される場合でもよいことは言うまでもない。
【００４７】
評価ステップ１〜Ｎまでの履歴を追っていくことにより、この場合は、磁石表面に減磁率１％の領域が分布するという結果を得ることとなった。
【００４８】
なお、この例では、メッシュの要素ごとに減磁率の履歴を追っていたが、複数の要素をまとめて扱うこともできる。このようにすれば、モデル作成等に掛かる手間が軽減されるという効果がある。
【００４９】
履歴を追っていく際に、メッシュの各要素または各節点の減磁率あるいは減磁量の最大値をその要素または節点における減磁率あるいは減磁量とすれば、より高精度に永久磁石の減磁の分布を予測できるという効果がある。図６において、例えば、メッシュの左最上段の要素について着目すると、評価ステップ１では減磁率が１％、評価ステップ２では減磁率が０％、そして、評価ステップＮでは減磁率が０％であるので、この要素の減磁率の最大値は１％となる。
【００５０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。
【００５１】
従来から、永久磁石の熱減磁について研究がなされている。例えば、文献『「長期安定性を考慮した永久磁石磁気回路の磁束条件」電気学会論文誌 １９９８』には、熱減磁を評価するためのパラメータを提案し、このパラメータの大小が熱減磁に大きく影響するということが述べられている。
【００５２】
そのパラメータとは、永久磁石の残留磁束密度をＢｒ［Ｔ］とし、保磁力をｉＨｃ［Ａ／ｍ］、リコイル透磁率をμｒ［Ｈ／ｍ］とし、永久磁石の各部の動作点における磁界をＨ［Ａ／ｍ］（ここでＨは動作点における磁界の絶対値と定義する）としたとき、以下の式（１）で表される。
【００５３】
Δ＝｛μｒ（ｉＨｃ−Ｈ）｝／Ｂｒ （１）
【００５４】
一般に、永久磁石の減磁は、永久磁石がある逆磁界、ある温度条件に暴露された時点で発生する初期減磁とその状態に暴露される時間によって変化する経時変化に分けられる。式（１）のパラメータΔと初期減磁率、経時変化率の特性は実測により求めることができる。
【００５５】
図７は、この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと初期減磁率の関係を示す図である。図７において、縦軸は初期減磁率［％］を表す。また、横軸はパラメータΔを表す。原点から離れる程、それらの値は大きくなる。
【００５６】
また、図８は、この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと経時変化率の関係を示す図である。図８において、縦軸は経時変化率［％］を表す。また、横軸はパラメータΔを表す。原点から離れる程、それらの値は大きくなる。
【００５７】
図７、図８において、パラメータΔが小さいほど初期減磁率、経時変化率も大きい。上記実施の形態１及び２において、減磁率あるいは減磁量の算出法については触れなかったが、図７、図８に示すパラメータΔと初期減磁率、経時変化率の特性を用いる方法がある。例えば、有限要素法の評価において各要素あるいは各節点のパラメータΔを求めることができる。このパラメータΔと、図７、図８の特性から各要素あるいは各節点の減磁率を算出することができるのである。
【００５８】
図７に示す初期減磁特性のみから減磁率あるいは減磁量を算出する手法は、モータや発電機などで突発短絡が生じて大電流が流れた場合の減磁の量や分布を予測することができるという効果がある。
【００５９】
また、図７及び図８に示す初期減磁と経時変化から、ある一定時間暴露された後の減磁率あるいは減磁量を算出することができるため、モータや発電機などで長時間運転された後の減磁の量や分布を予測することができるという効果がある。
【００６０】
また、式（１）のパラメータΔを用いた手法は、実測に基づいた手法であるので、減磁の量や分布を高精度に予測することができるという効果もある。
【００６１】
さらに、Ｂ−Ｈカーブを再定義する従来例では、永久磁石の種類に応じてデータを用意しなければならないが、本実施の形態で用いるパラメータΔは例えば希土類磁石では永久磁石の種類が変わってもほぼ一定の特性を示すので、パラメータΔと初期減磁率の関係、パラメータΔと経時変化率の関係が１種類あるだけで様々な永久磁石についての減磁の評価が可能であるという効果もある。
【００６２】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態４に係る作図によって減磁率の求める例を示す図である。
【００６３】
上記の実施の形態３では減磁を評価するパラメータΔを用いる手法であったが、従来からよく知られているように幾何学的に求める手法もある。
【００６４】
図９において、縦軸は磁束密度Ｂと磁化Ｊを表す。また、横軸は磁界Ｈを表す。動作点４１にある状態からΔＨの逆磁界を受けて動作点が変化し、再び磁界を取り除き元に戻ったときの減磁量ΔＢは、動作点４１→４２→４３→４４→４５のように求めることができる。
【００６５】
この手法では初期減磁を減磁曲線から算出できるので、式（１）のパラメータΔを用いるような手法とは異なり、比較的に容易に減磁量を推定できるという効果がある。
【００６６】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る永久磁石の減磁の評価方法について図面を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態５に係る永久磁石型モータの評価用モデルを示す図である。また、図１１は、この発明の実施の形態５に係る減磁評価の結果の一例（減磁率とその分布）を示す図である。
【００６７】
図１０において、永久磁石型モータの評価用モデル５０は、固定子鉄心５１と、電機子巻線５２と、回転子シャフト５４と、永久磁石５５の各部のモデルを備える。
【００６８】
この永久磁石型モータの評価用モデル５０を用いて磁界解析を行い、定格電流よりはるかに大きい電流が流れた場合を想定し、減磁率を求めたものが図１１である。
【００６９】
図１１に示すように、永久磁石５５に逆方向の起磁力が掛かる部分に減磁が確認された。なお、この結果は、回転子位置や電流値が変化する評価ステップ毎の履歴を追った結果である。
【００７０】
さらに、この減磁率の分布を評価に反映させ、コギングトルク、負荷時のトルク波形、誘起電圧波形の評価を実施した。結果を図１２〜１４にそれぞれ示す。
【００７１】
図１２は、この発明の実施の形態５に係るコギングトルクの評価例を示す図である。図１２において、縦軸はコギングトルク［Ｎｍ］を表す。また、横軸は回転子位置［度（電気角）］を表す。破線の波形は減磁発生前、実線の波形は減磁発生後をそれぞれ表す。
【００７２】
また、図１３は、この発明の実施の形態５に係る負荷時のトルクの評価例を示す図である。図１３において、縦軸はトルク［Ｎｍ］を表す。また、横軸は回転子位置［度（電気角）］を表す。破線の波形は減磁発生前、実線の波形は減磁発生後をそれぞれ表す。
【００７３】
さらに、図１４は、この発明の実施の形態５に係る誘起電圧波形の評価例を示す図である。図１４において、縦軸は無負荷誘起電圧［Ｖ］を表す。また、横軸は回転子位置［度（電気角）］を表す。破線の波形は減磁発生前、実線の波形は減磁発生後をそれぞれ表す。
【００７４】
コギングトルクやトルク脈動を低減する設計にしても、何らかの原因で大電流が流れるなどして減磁が発生すればコギングトルクやトルク脈動が異なることが分かる。さらに、誘起電圧波形も若干変化することが分かる。
【００７５】
また、音や振動に関係する電磁加振力の評価も可能なことは言うまでもない。
【００７６】
このように、減磁が発生した場合、モータ特性にどの程度影響があるのか予測することが可能となるのである。
【００７７】
このような評価手法を用いることにより、永久磁石型回転機の設計を高精度化できるという効果がある。さらに、永久磁石型回転機に大電流が流れたときや、高温になった場合における機器の特性を予測することができるので、これらを設計にフィードバックし、電気設計、磁気回路設計の信頼性の向上を図ることができるという効果がある。
【００７８】
【発明の効果】
この発明に係る永久磁石の減磁の評価方法は、以上説明したとおり、永久磁石において減磁が生じた場合の磁束密度分布を高精度に知ることができ、さらに磁束密度分布を高精度に知ることで永久磁石を具備した電気機器の特性を高精度に知ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る永久磁石の減磁の評価システムの減磁評価の具体例を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータの断面構成を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の具体例を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係る永久磁石の減磁の評価方法の別の具体例を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと初期減磁率の関係を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係るパラメータΔと経時変化率の関係を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４に係る作図によって減磁率の求める例を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５に係る永久磁石型モータの評価用モデルを示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５に係る減磁評価の結果の一例（減磁率とその分布）を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５に係るコギングトルクの評価例を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態５に係る負荷時のトルクの評価例を示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態５に係る誘起電圧波形の評価例を示す図である。
【符号の説明】
１ 記録装置、２ 減磁評価手段、３ 記憶装置、４ 電機機器特性評価手段、１０ 永久磁石、２０ 永久磁石型モータ、２１ 固定子鉄心、２２ 電機子巻線、２３ スロット、２４ 回転子シャフト、２５ 永久磁石、５０ 永久磁石型モータの評価用モデル。
Claims (5)
- 永久磁石型モータの電子機巻線の電流、及び回転子と固定子の位置関係が変化して、前記永久磁石型モータの永久磁石が所定の逆磁界、所定の温度にさらされる各時点において、有限要素法または積分要素法を用いた磁界解析により、前記永久磁石をメッシュ分割し、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量を求めるステップと、
履歴である、前記各時点で求めたメッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量のうち、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量の最大値を、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量として求めるステップと、
メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に応じて、前記永久磁石の残留磁束密度、保磁力、減磁曲線のうち少なくとも１つを求めるステップと、
メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に基づき、前記永久磁石型モータのコギングトルク、負荷時トルク、誘起電圧の評価例のうち少なくとも１つを求めるステップと
を含むことを特徴とする永久磁石の減磁の評価方法。 - 前記第１の減磁率あるいは前記第１の減磁量は、前記永久磁石の残留磁束密度をＢ ｒ 、保磁力を ｉ Ｈ ｃ 、リコイル透磁率をμ ｒ 、メッシュの各要素または各節点における磁界の絶対値をＨとしたとき、
Δ＝｛μ ｒ （ ｉ Ｈ ｃ −Ｈ）｝／Ｂ ｒ
で表されるパラメータΔと、前記パラメータΔに対する初期減磁率とから求める
ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石の減磁の評価方法。 - 前記第１の減磁率あるいは前記第１の減磁量は、前記永久磁石の残留磁束密度をＢ ｒ 、保磁力を ｉ Ｈ ｃ 、リコイル透磁率をμ ｒ 、メッシュの各要素または各節点における磁界の絶対値をＨとしたとき、
Δ＝｛μ ｒ （ ｉ Ｈ ｃ −Ｈ）｝／Ｂ ｒ
で表されるパラメータΔと、前記パラメータΔに対する初期減磁率と、前記パラメータΔに対する経時変化率とから求める
ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石の減磁の評価方法。 - コンピュータに
永久磁石型モータの電子機巻線の電流、及び回転子と固定子の位置関係が変化して、前記永久磁石型モータの永久磁石が所定の逆磁界、所定の温度にさらされる各時点において、有限要素法または積分要素法を用いた磁界解析により、前記永久磁石をメッシュ分割し、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量を求める手順、
履歴である、前記各時点で求めたメッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量のうち、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量の最大値を、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量として求める手順、
メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に応じて、前記永久磁石の残留磁束密度、保磁力、減磁曲線のうち少なくとも１つを求める手順、
及び
メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に基づき、前記永久磁石型モータのコギングトルク、負荷時トルク、誘起電圧の評価例のうち少なくとも１つを求める手順
を実行させるための永久磁石の減磁の評価プログラム。 - 永久磁石型モータの電子機巻線の電流、及び回転子と固定子の位置関係が変化して、前記永久磁石型モータの永久磁石が所定の逆磁界、所定の温度にさらされる各時点において、有限要素法または積分要素法を用いた磁界解析により、前記永久磁石をメッシュ分割し、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量を求め、
履歴である、前記各時点で求めたメッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量のうち、メッシュの各要素または各節点の第１の減磁率あるいは第１の減磁量の最大値を、メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量として求め、
メッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に応じて、前記永久磁石の残留磁束密度、保磁力、減磁曲線のうち少なくとも１つを求める減磁評価手段と、
前記減磁評価手段によって求めたメッシュの各要素または各節点における第２の減磁率あるいは第２の減磁量に基づき、前記永久磁石型モータのコギングトルク、負荷時トルク、誘起電圧の評価例のうち少なくとも１つを求める電機機器特性評価手段と
を備えたことを特徴とする永久磁石の減磁の評価システム。
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