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製品のモデリングの勘所 〜製品は現象と要素の集合体〜1Dモデリングの勘所(44)(3/4 ページ)

「1Dモデリング」に関する連載。連載第44回では「製品のモデリングの勘所」をテーマに、系統的に製品のモデリングを実施する方法を取り上げる。

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コードレスクリーナーのモデリング

 次に、コードレスクリーナーのモデリングについて考える。コードレスクリーナーについては、連載第11回で取り上げている。ここでは、今回紹介している製品のモデリング手法にのっとって説明する。

 図7に、コードレスクリーナーの構造を示す。なお、詳しい説明については、連載第11回を参照してほしい。

コードレスクリーナーの構造
図7 コードレスクリーナーの構造[クリックで拡大]

 図8に、コードレスクリーナーの動作原理を示す。ご覧の通り、コードレスクリーナーは比較的単純な製品であるといえる。

コードレスクリーナーの動作原理
図8 コードレスクリーナーの動作原理[クリックで拡大]

 実際には、モーターとファンは一体構造となっており、「ファンモーター」と呼ばれるユニットとして構成されている。抵抗としては、吸い込み部、サイクロン部、掃き出し部における抵抗が大きい。この抵抗とファンのPQ特性(風量と圧力の関係)により、ファンの運転点が決まる。

 図8を基に、コードレスクリーナーをモデリングすると図9となる。電気回路とモーターは、ミニ四駆と式としては同じである。ファンの式については連載第11回で説明したので割愛する。

コードレスクリーナーのモデリング例
図9 コードレスクリーナーのモデリング例[クリックで拡大]

 図9のモデルをModelica MSLで解いた例を図10に示す。諸元はよく分からないので仮の値である。従って、結果も実態とは異なる。

「Modelica MSL」によるコードレスクリーナーの表現例
図10 「Modelica MSL」によるコードレスクリーナーの表現例[クリックで拡大]

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