Geräusche elektrischer Antriebe simulieren
Der Ansys NVH-Workflow für elektrische Maschinen
Im Seminar erlernen Sie die Berechnung der elektromagnetisch verursachten Vibration und Schallemission von Elektromotoren mit Ansys-Werkzeugen. Diese Schulung wird als 2-tägiges Seminar angeboten.
Dauer
2 Tage
Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Maxwell, Grundwissen in Ansys Mechanical
Verwendete Software
Ansys Maxwell, Ansys Mechanical
- Geräuschpegel für den gesamten Drehzahlbereich ermitteln
- Kritische Frequenzen und Drehzahlen des Elektromotors identifizieren
- Motordesign und seine typischen Luftspaltkraftwellen verstehen
- Geräusche des Motors und des Abtriebsstrangs kombiniert analysieren
Beschreibung
Ein geringer Geräuschpegel gehört heutzutage zu den selbstverständlichen Qualitäts- und Leistungsmerkmalen eines elektrischen Antriebs. Motorschwingungen und -geräusche werden wesentlich durch die magnetischen Kraftwirkungen im Luftspalt zwischen Stator und Rotor verursacht. Die Vorausberechnung dieser Kräfte und der daraus entstehenden Vibration eines Motors ermöglicht es, frühzeitig im Designprozess verschiedene Varianten zu vergleichen, akustische Labormessungen zu begleiten und langwierige Prototypphasen zu verkürzen.
Das Seminar zeigt Ihnen, wie Sie geräuschintensive Arbeitspunkte und Frequenzen eines Elektromotors mit FE-Methoden ermitteln können. Der in die Ansys-Umgebung integrierte Berechnungsablauf umfasst folgende drei Teilabschnitte: elektromagnetische Analyse zur Berechnung der Luftspaltkräfte, strukturdynamische Schwingungsanalyse einschließlich Ermittlung der Körperschallleistung und Luftschallanalyse zur Berechnung des Schallfelds
Die Analyse der Luftspaltkräfte wird vertiefend behandelt. Sie lernen weiterhin, typische Fehler bei der Modellbildung zu vermeiden und qualitativ hochwertige Ergebnisse zu generieren.
Detaillierte Agenda für diese 2-tägige Schulung
Tag 1
01 Einführung in die NVH-Analysetechniken
- Überblick über Simulationsmethoden
- Welches Ergebnis brauche ich und welches ist das passende Werkzeug?
- Was ist Equivalent Radiated Power (ERP)? Was ist Luftschall? Wo sind die Unterschiede?
- Einführung in den Ansys-integrierten Harmonic Workflow
02 Harmonic Workflow I: Elektromagnetische Luftspaltkräfte
- Konfiguration eines vorbereiteten Motormodells in Ansys Maxwell
- Definition von Objekten zur automatisierten Berechnung der Luftspaltkräfte
- Wahl des Zeitintervalls (Sampling Window)
- Drehzahlserie zur späteren Erstellung eines ERP-Wasserfalldiagramms
03 Harmonic Workflow II: Schwingung und Körperschallleistung
- Strukturdynamik in Ansys Mechanical
- Import der in Ansys Maxwell berechneten elektromagnetischen Luftspaltkräfte
- Auswertung von Schwingungen und ERP-Spektren
04 Harmonic Workflow III: Luftschallanalyse
- Schallfeldberechnung in Ansys Mechanical
- Frequenzabgestimmte Geometrie und Vernetzung des Luftraumes
- Berechnung und Auswertung akustischer Größen im dreidimensionalen Schallfeld
- Akustische Auswertung mit Ansys Sound
Tag 2
05 Anregungskräfte unter der Lupe
- Grundlagen der elektromagnetischen Kraftberechnung
- Zeitintervall, Zeitschrittweite und deren Entsprechung im Anregungsspektrum (Beziehung zwischen Zeit- und Frequenzbereich)
- Passt mein FE-Netz?
- Geschrägte Motoren, Exzentrizität
06 Kraftwellen-Analyse
- Zerlegung der Luftspaltkraftdichte in räumliche und zeitliche Ordnungen durch 2D DFT
- Bezug räumlicher Ordnungen (Luftspaltkraftwellen) zu den Eigenmoden
- Berechnung räumlicher Ordnungen mit dem Maxwell Fields Calculator
- Aufbringung räumlicher Ordnungen als Ständeranregungen in Ansys Mechanical
07 Der Motor im Antriebsstrang
- Weitere Geräuschursachen im Abtrieb am Beispiel eines Getriebemotors
- Kombination von elektromagnetischen und mechanischen Anregungen in Ansys Motion
- Kombination von elektromagnetisch und mechanisch verursachten, separat berechneten Geräuschen in Ansys Sound
08 Ausblick auf weiterführende Themen
- Besonderheiten von Asynchronmotoren
- Systemsimulation für Geräusche durch Umrichter und hochdynamische Antriebsszenarien
- Abgleich strukturdynamischer Modelle für die Schwingungsanalyse mit dem Ansys NVH Toolkit
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