Geräuschprognose für Elektroantriebe

Beschreibung

An die Geräuschentwicklung elektrischer Antriebe werden immer höhere Anforderungen gestellt. Eine wesentliche Ursache von Schwingungen und Geräuschen findet man in den magnetischen Kraftwirkungen im Luftspalt zwischen Stator und Rotor.

Die Simulation dieser Kräfte und der daraus entstehenden Motorvibrationen ermöglicht, im Designprozess verschiedene Varianten frühzeitig zu vergleichen, akustische Labormessungen zu begleiten und langwierige Prototyp-Phasen zu verkürzen.

Im Seminar lernen Sie wichtige FEM-basierte Analysetechniken für derartige Berechnungen kennen.

Ziel der Weiterbildung

Das Seminar vermittelt anwendungsbereite Grundlagen für die einzelnen Abschnitte dieser multiphysikalischen FE-Simulation:
> elektromagnetische Berechnung der Luftspaltkräfte
> strukturdynamische Schwingungs- und Körperschallberechnung
> Luftschallanalyse

Wesentliche Aspekte der Modellbildung, die für die Generierung hochwertiger Ergebnisse von Bedeutung sind, werden behandelt.

Teilnehmerkreis

Konstrukteure und Entwicklungsingenieure aus den Tätigkeitsfeldern Elektromagnetik und Strukturmechanik, die sich mit dem Design von Elektromotoren befassen und bereits in der Entwurfsphase Geräuschprognosen abgeben und geeignete Gegenmaßnahmen einleiten möchten

Inhalte

Dienstag, 13. und Mittwoch, 14. April 2021
9.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 Uhr

Numerische Akustik für Elektromotoren – die Simulationsmethodik verstehen
> Anwendungsbereiche der Simulation
> Übersicht über den Analyseablauf
> FEM-Modelle für Elektromagnetik und Strukturdynamik
> Berechnung des Körperschallpegels
> Generation eines Wasserfalldiagramms ("Campbell-Diagramm")

Workshop: Getting Started – den Analyseablauf unter Anleitung starten
> Integration und Verbindung von elektromagnetischer und strukturdynamischer Analyse in der Ansys Workbench
> die wichtigsten Simulationseinstellungen
> Berechnung des Körperschallspektrums für einen Arbeitspunkt des Motors
> Übung an einem vorbereiteten Beispiel eines Synchronmotors

Workshop: Simulation eines Motor-Hochlaufes (Wasserfall-Diagramm) – vom einzelnen Arbeitspunkt zum Drehzahlbereich
> Anforderungen an die Drehzahl-Schrittweite aus der Resonanzgüte
> Erweiterung der Analyse zur Multi-RPM-Simulation
> Visualisierung des Körperschallpegels im Wasserfall-Diagramm

Elektromagnetische Anregungskräfte – Berechnungsgrundlagen für die Anregungen im Detail
> Maxwell'scher Spannungstensor und Kraftdichteverteilungen
> Berechnung von Ständerzahnkräften
> Räumliche Anregungsordnungen (Kraftdichtewellen)
> FE-Vernetzung, Zeitschrittweite, Zeitintervalle
> Realisierung in Ansys Maxwell

Vorbereitung mechanischer Modelle – Motormodelle mit realitätsnahem dynamischen Antwortverhalten generieren
> wichtige Einflussparameter eines Motormodells auf dessen Modalverhalten
> Möglichkeiten des Abgleichs an experimentelle Modalanalysen
> Homogenisierung der Materialeigenschaften von Blechpaketen
> Modellierungsvarianten für Ständerwicklungen
> Dämpfung

Simulation der Schallabstrahlung – Wer es genau wissen will: Luftschallanalyse zur Präzisierung der Schallabstrahlung
> Ankopplung von Luftschallanalysen an die Schwingungsanalyse (Ansys Workbench)
> Grundregeln für Modellraumgröße und FE-Netzdichte im Kontext der Wellenlänge
> Vergleich erhaltener Abstrahlleistungen mit Körperschallberechnungen

Asynchronmotoren und Umrichterspeisung – Konzepte für Anwendungsfälle mit erhöhtem Schwierigkeitsgrad
> besondere Aspekte der Fouriertransformation: Nyquist-Shannon-Kriterium, Aliasing, Leckeffekt
> Konsequenzen des Schlupfes von Asynchronmotoren
> Extraktion periodischer oder nicht-periodischer Intervalle des Asynchronmotors?
> Einbeziehung und Filterung von PWM-Signalen in die Wicklungsspeisung

Referenten

Dr.-Ing. Jürgen Wibbeler
CADFEM GmbH, Geschäftsstelle Berlin

Termine & Preise

Extras
Die Seminarteilnahme beinhaltet Verpflegung und ausführliche Seminarunterlagen.

Die Teilnehmerzahl ist begrenzt, um den optimalen Lernerfolg zu garantieren.

Kosten
Die Kosten betragen pro Teilnehmer EUR 1.370,00(MwSt.-frei), inklusive aller Extras.

Fördermöglichkeiten
weniger bezahlen – so geht´s