Analyse des Geräuschverhaltens eines Asynchronmotors mit Ansys
Branche: Elektrotechnik/ElektronikFachgebiet: Akustik, Elektromagnetik, StrukturmechanikCADFEM untersuchte für das Elektromotorenwerk Grünhain (EMGR) das akustische Verhalten bei einem Einphasenwechselstrommotor mit schräg verlaufenden Läufernuten.
Zusammenfassung
Aufgabe
Durch eine Kopplung von elektromechanischer, strukturdynamischer und akustischer Analyse soll das Geräuschverhalten simuliert werden, um Modifikationsvorschläge zur Reduzierung des Betriebsgeräusches zu erarbeiten
Lösung
Die erhaltenen Oberflächenschwingungen der schallabstrahlenden Gehäuseteile können mittels der Makrobibliothek SBSound für Ansys ausgegeben werden. Zudem ist der Körperschallpegel über den gesamten Frequenzbereich darstellbar. Mit Hilfe des Akustiktools WAON lässt sich auf Basis der FMBEM (Fast Multipole Boundary Element Method) weiterhin die Luftschallausbreitung auf beliebig weit vom Elektromotor entfernten Netzen darstellen.
Kundennutzen
Das Geräuschminderungspotentials lässt sich voll ausschöpfen, die Konstruktion verbessern und die elektromagnetischen Wechselwirkungen wurden optimiert.
Der Einphasenwechselstrommotor der Firma Elektromotorenwerk Grünhain mit schräg verlaufenden Läufernuten wird für verschiedene Verwendungszwecke eingesetzt. Die Marktanforderungen verlangen ein leises Betriebsgeräusch. Durch eine Kopplung von elektromechanischer, strukturdynamischer und akustischer Analyse soll das Geräuschverhalten simuliert werden, um Modifikationsvorschläge zu erarbeiten.
Zur Ermittlung der Magnetkräfte wird ein 3D-Simulationsmodell mit schrägen Läufernuten erzeugt. In einer transienten Elektromagnetiksimulation wird die Ausbildung des Magnetfeldes in der drehenden Maschine berechnet. Die am Innenradius des Ständers wirkenden magnetischen Wechselkräfte werden zeit- und ortsabhängig gespeichert. Nach der Transformation der Kräfte in den Frequenzbereich dienen diese als Input für die sich anschließende Frequenzganganalyse und werden dazu auf das strukturdynamische FE-Modell aufgebracht. Die erhaltenen Oberflächenschwingungen der schallabstrahlenden Gehäuseteile können mittels der Makrobibliothek SBSound für Ansys ausgegeben werden. Zudem ist der Körperschallpegel über den gesamten Frequenzbereich darstellbar. Mit Hilfe des Akustiktools WAON lässt sich auf Basis der FMBEM (Fast Multipole Boundary Element Method) weiterhin die Luftschallausbreitung auf beliebig weit vom Elektromotor entfernten Netzen darstellen. Somit können räumliche Schalldruckverteilungen oder Schallleistungsfrequenzgänge simuliert werden.
