Simulation Software berechnet Geräusche elektrischer Antriebe

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Die Simulationslösung „Electric Drive Acoustics inside Ansys“ stellt Zusatzfunktionen für die dynamische Analyse in Ansys bereit und wurde speziell für die Simulation von Elektromotorgeräuschen entwickelt.

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Das Bild zeigt ein Wasserfall-Diagramm basierend auf der Schwingungsanalyse.
Das Bild zeigt ein Wasserfall-Diagramm basierend auf der Schwingungsanalyse.
(Bild: Cadfem)

Mit der zunehmenden Präsenz elektrischer Antriebe werden diese auch hinsichtlich ihrer Geräuschentwicklung kritischer unter die Lupe genommen. Hier setzt das Cadfem-Engineering-Werkzeug „Electric Drive Acoustics inside Ansys“ an. Die Software wurde speziell für die Simulation von Elektromotorgeräuschen entwickelt. Sie berechnet den Körperschallpegel, der aufgrund der internen magnetischen Anregungen als Oberflächenschwingung des Gehäuses entstehen.

Zusatzfunktionen für die dynamische Analyse

„Electric Drive Acoustics inside Ansys“ stellt Zusatzfunktionen für die dynamische Analyse in Ansys Mechanical bereit. Als Anregungen für die dynamische Analyse werden die oszillierenden Luftspaltkräfte an den Ständerzähnen importiert, die aus einer transienten elektromagnetischen FEM-Berechnung der Maschine stammen. Für deren Überführung aus dem Zeit- in den Frequenzbereich wird eine Fouriertransformation intern automatisch ausgeführt.

Ermittlung des Körperschallmaßes

Der Import der zeitabhängigen Erregungsdaten bietet verschiedene Optionen und berücksichtigt so auch unterschiedliche Vorgehensweisen bei der Erstellung der Daten. Dedizierte Funktionen übernehmen außerdem die Verteilung der importieren Anregungslasten auf die Ständerzähne und reduzieren die Handarbeit auf ein Minimum. Die Vibrationsberechnung wird mit einer harmonischen Analyse mit modaler Superposition durchgeführt. Sie erlaubt den Sweep über einen Drehzahlbereich, in welchem die Anregungen auch arbeitspunktabhängig variieren können. Das Körperschallmaß wird dann zeit- und speichereffizient direkt aus den modalen Amplituden ermittelt. Die Darstellung für den Drehzahlbereich erfolgt in dem in der Akustik beliebten Wasserfall- beziehungsweise Campbell-Diagramm. (mz)

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