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【電磁界】電磁界のお話 Vol.2|電磁弁の非線形性

今回は電磁弁の非線形効果についてお話したいと思います。
ご紹介する電磁弁では磁石が作る磁場中にあるコイルに電流を流すことで、コイルにローレンツ力(中学生のころにフレミングの左手と習ったあの力です。)が働きます。電流と磁界の向きに従ったローレンツ力によりコイルが移動するといった仕組みになっています。他の種類の電磁弁にはコイルの中に入れた鉄心を動かす仕組みのものあります。


コイルに流れる電流が小さい場合にはコイルに作用する力の大きさは理論解があり、コイルの電流値と比例関係にあることがわかっています。しかし、コイル電流が一定以上の大きさになると、コイル電流が作る磁場の影響により力と電流の関係が非線形となってしまいます。このような非線形現象の原因は磁経路に用いられる強磁性体が飽和磁化となるためです。飽和磁化となった磁性体にはコイル磁場が完全には寄与することができません。
そのため、電流を増やしてもコイルに作用する力は増えにくくなります(非線形性の表れ)。


このような非線形現象を定量的に把握するためには実験で測定しなければなりませんでした。しかし、実は電磁界解析ソフトEMSを用いることでこのような非線形現象を定量的に計算することが可能なのです。


[From K.Yamaguchi ]

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