Warum Geräusche elektrischer Maschinen ein Konstruktionsproblem und nicht nur ein Testergebnis sind

Elektrische Maschinen und Antriebe können allein durch elektromagnetische Anregung erhebliche Geräusche und Schwingungen erzeugen. Abhängig von der Maschinentopologie können die Schalldruckpegel in einem Meter Entfernung bis zu 125 dBA erreichen. Diese elektromagnetisch verursachten Geräusche und Schwingungen, häufig als E-NVH bezeichnet, sind keine unbedeutende Begleiterscheinung. Sie können den Produktkomfort, die Einhaltung gesundheitlicher Anforderungen und zulässiger Umgebungslärmwerte sowie langfristig sogar die mechanische Ermüdung beeinflussen. Die besondere Herausforderung besteht darin, dass frühe elektrische, magnetische und mechanische Konstruktionsentscheidungen die Geräusch- und Schwingungspegel um bis zu ±20 dB verändern können. Damit wird das Ergebnis weitgehend festgelegt, lange bevor ein Prototyp gebaut oder getestet wird.

Schwerpunkte des Webinars

In diesem Webinar zeigt 4RealSim, wie E-NVH-Risiken bereits früh bei der Entwicklung elektrischer Maschinen und Antriebe identifiziert und reduziert werden können, ohne auf langwierige physische Tests oder langsame universelle Simulationsverfahren angewiesen zu sein. Die Teilnehmer erfahren, wie mithilfe einer Ursachenanalyse genau bestimmt werden kann, welche Strukturmoden und magnetischen Kräfte die Geräuschentwicklung verursachen, wie Konstruktionsänderungen schnell über den gesamten Drehmoment-Drehzahl-Bereich bewertet werden können und wie dieser Ansatz bereits zu realen Geräuschreduzierungen in der Automobilindustrie, Industrie, Energietechnik, Konsumgüterbranche, Schifffahrt und Bahntechnik geführt hat.

Behandelte Themen

• Warum E-NVH frühzeitig entschieden wird: der Einfluss früher Konstruktionsentscheidungen von bis zu ±20 dB

• Ursachenanalyse: Identifikation der Moden und magnetischen Kräfte, die Geräusche verursachen

• Bewertung von Geräuschen und Schwingungen über das gesamte Drehmoment-Drehzahl-Kennfeld statt nur an einzelnen Betriebspunkten

• Vergleich und Optimierung magnetischer, regelungstechnischer und mechanischer Maßnahmen zur Geräuschminderung

• Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen und Fehlerzuständen für eine robuste Geräuschbewertung

• Fachübergreifende Zusammenarbeit: Elektro-, Maschinenbau- und NVH-Teams in einem gemeinsamen Workflow

• Praxisbeispiele: Schrägungsoptimierung von Traktionsmotoren, Geräuschprobleme bei Industriepumpen, tonale Geräusche von Windkraftanlagen, Fertigungstoleranzen bei Konsumgütern, Silent-Class-Anforderungen im Schiffbau und Geräuschgrenzwerte im Schienenverkehr

Was dieser Ansatz ermöglicht

• Geräuschreduzierungen von 5 bis 20 dB nach einer Überarbeitung des Designs, basierend auf realen Projektergebnissen

• Berechnung des Geräuschverhaltens über den vollständigen Hochlauf in weniger als zwei Minuten statt mehreren Tagen

• Klare Erkenntnisse darüber, welche Konstruktionsentscheidungen die Geräuschentwicklung beeinflussen und in welchem Ausmaß

• Festlegung von Geräuschreduktionszielen und Überprüfung, ob ein Design diese bereits vor physischen Tests erfüllt

• Anwendbar auf ein breites Spektrum an Maschinengrößen und Drehzahlen, von kleinen Motoren für Konsumgüter bis hin zu großen industriellen Anwendungen und Anwendungen in der Energietechnik

Für wen ist dieses Webinar geeignet?

• Elektro-, Maschinenbau- und NVH-Ingenieure, die an elektrischen Maschinen oder Antrieben arbeiten

• Teams, die bei bestehenden Produkten mit Geräuschbeschwerden oder nicht erfüllten akustischen Anforderungen konfrontiert sind

• Alle, die Geräuschanforderungen wie IEC 60034 oder Silent-Class-Anforderungen im Schiffbau erfüllen müssen

• Ingenieure, die geräuschbedingte Nacharbeiten und physische Tests in späten Entwicklungsphasen reduzieren möchten