IPMモータ(埋込磁石型) — 商用ツール比較と選定ガイド

カテゴリ: 電磁場解析 | 2026-02-10
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ツールの選び方

商用ツール比較

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IPMモータの設計・解析に使えるツールにはどんなものがありますか?


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主要なツールを目的別に整理しよう。


ツール開発元強み主な用途
JMAG-DesignerJSOLモータ専用テンプレート、材料DB電磁界FEM解析
Ansys MaxwellAnsysWorkbench統合、マルチフィジックス電磁界FEM解析
Motor-CADAnsys高速な初期設計、熱/電磁連成概念設計・熱設計
PSIMPowersim回路-FEM協調シミュレーション制御系設計
COMSOLCOMSOL ABカスタム方程式の自由度研究・特殊解析
SPEEDCDadapco/Siemens解析的手法ベースの高速設計初期検討

JMAG-Designer

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JMAGがモータ解析で強いのはなぜですか?


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JMAGはモータ設計に特化した機能が充実している。


  • モータテンプレート: IPM、SPM、誘導機、SRMなどのパラメトリックモデルが用意されている
  • 材料データベース: 電磁鋼板約500種類、磁石約200種類を内蔵
  • dq軸マッピング: 自動で $i_d$-$i_q$ 平面上の磁束鎖交数マップを作成
  • 効率マップ生成: 損失計算と組み合わせてトルク-回転数平面の効率マップを自動生成

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テンプレートから始められるなら、初心者でも取り組みやすそうですね。


Ansys Maxwell + Motor-CAD

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Ansys側の組み合わせはどう使い分けるんですか?


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Motor-CADで初期設計と熱設計を行い、Maxwellで精密なFEM解析を行うのが典型的なワークフローだ。AnsysはWorkbenchプラットフォームで構造解析(Mechanical)や熱流体解析(Fluent)との連成が容易な点が強みだ。


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NVH解析もWorkbench上でできるんですか?


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Maxwellで電磁力を計算し、それをMechanicalに転写して構造モード解析・加振応答解析を行う。騒音予測まで一気通貫で実施できるのがAnsysの強みだ。


ツール選定の指針

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結局、どれを選べばいいですか?


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判断基準をまとめよう。


  • モータ専業でコスト重視JMAG(日本語サポートも充実)
  • マルチフィジックス連成が必要Ansys Maxwell + Workbench
  • 制御系と同時に設計したい → PSIM + FEM連携
  • 熱設計を高速に回したい → Motor-CAD
  • 研究目的でカスタム定式化 → COMSOL

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自動車メーカーではどの組み合わせが多いですか?


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国内ではJMAGのシェアが高い。特にトヨタ、日産、ホンダなどのEV開発部門で広く使われている。海外ではMaxwell+Motor-CADの組み合わせも多い。最近はJMAGとMotor-CADを両方使う企業も増えているよ。

Coffee Break よもやま話

ファラデー——「数学が苦手だった」天才

電磁誘導の法則を発見したマイケル・ファラデーは、正規の教育を受けておらず、高等数学が使えませんでした。彼は「力線」という直感的なイメージで電磁気現象を理解し、実験で次々と発見をしました。後にマクスウェルがファラデーの直感を数学で定式化したのがマクスウェル方程式です。CAEの数式の裏には、常に「物理的な直感」があることを忘れずに。

ツール選定の直感的ガイド

ツール選びのたとえ

電磁界解析ツールの選定は「楽器の選び方」に似ている。ピアノ(汎用ツール:COMSOL等)は幅広いジャンルに対応できる。エレキギター(専用ツール:JMAG, Maxwell)は特定のジャンル(モータ設計)で最高の性能を発揮する。目的の解析に最適な「楽器」を選ぶことが重要。

選定で最も重要な3つの問い

  • 「何を解くか」IPMモータ(埋込磁石型)に必要な物理モデル・要素タイプが対応しているか。例えば、流体ではLES対応の有無、構造では接触・大変形の対応能力が差になる。
  • 「誰が使うか」:初心者チームならGUIが充実したツール、経験者ならスクリプト駆動の柔軟なツールが適する。自動車のAT車(GUI)とMT車(スクリプト)の違いに似ている。
  • 「どこまで拡張するか」:将来の解析規模拡大(HPC対応)、他部門への展開、他ツールとの連携を見据えた選択が長期的なコスト削減につながる。

電磁界解析の精度と計算コストの両立は永遠の課題です。 — Project NovaSolverは、既存ワークフローの改善を目指す取り組みとして、この問題に向き合っています。

IPMモータ(埋込磁石型)の実務で感じる課題を教えてください

Project NovaSolverは、CAEエンジニアが日々直面する課題——セットアップの煩雑さ、計算コスト、結果の解釈——の解決を目指しています。あなたの実務経験が、より良いツール開発の原動力になります。

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