三菱電機、発電機全体の運転状況を詳細に把握できる大規模解析技術を開発

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三菱電機は2017年5月24日、タービン発電機全体の運転状況を詳細に把握できる大規模解析技術を開発したと発表した。3000万メッシュの大規模電磁界解析と、熱流体解析、構造解析との連携により実現した。

今回の開発では、電磁界解析において、独自のメッシュ分割と領域分割法により、従来の700万メッシュから、世界最大規模(同社調べ)という3000万メッシュの大規模解析が可能となった。コイルを形成する約100本の銅線1本ごとの損失を高精度に評価する。従来の個々の部品単位での解析に対し、効率に影響が大きい固定子の端部構造をまるごと解析して、電磁損失分布を正確に評価できる。

この電磁界解析で得られた電磁損失分布を、数億ある熱流体の要素にマッピングして温度分布を高精度に予測し、通風冷却を全体評価。さらに、全ての電磁力解析結果を用いた構造解析により、高ノイズや高電圧環境のためセンサーを設置できない部品も含めた全部品の振動挙動を忠実に模擬する。従来は単独で行っていた電磁、熱流体、構造の解析を連携解析とすることで、発電機の温度分布や変形を詳細に予測する。

同社では、この大規模解析技術により、発電機の損失低減/冷却効率向上による高効率化と、温度/振動低減による信頼性向上で電力の安定供給に貢献するとしている。今後、高効率タービン発電機「VP-Xシリーズ」や次期開発機種の解析に順次展開。2020年頃に発電機全体での連携解析実現を目指すという。

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