# Optimierung für eine bessere e-NVH-Leistung

Manatee bietet spezielle Techniken zur Reduktion magnetischer Geräusche und Schwingungen

(Optimization for Better e-NVH Performance Intro) Manatee Tools zur Optimierung von Umgebungen und zur Konstruktionsuntersuchung

Die Manatee Software bietet erweiterte Optimierungswerkzeuge zur Reduzierung von elektromagnetischen Geräuschen und Schwingungen in elektrischen Maschinen. Die Funktion zur Optimierung von Schrägstellungsmustern hilft Ingenieuren, das optimale Schrägstellungsmuster zu finden, um das Drehmoment zu maximieren und Geräusche zu minimieren, während harmonische Strömungseinspeisung harmonische Ströme optimiert, um die NVH-Werte zu reduzieren. Die Software unterstützt Parameteraustragungen und Optimierungen mit mehreren Zielen, sodass Ingenieure Konstruktionsvariablen untersuchen und die wichtigsten Parameter für die akustische Leistung identifizieren können. Die Design Explorer Oberfläche ermöglicht eine effiziente Navigation und Analyse von Simulationsergebnissen, sodass Ingenieure die besten Kompromisse finden und die Konstruktion von Elektromaschinen für verschiedene Anwendungen optimieren können.

(Optimization for Better e-NVH Performance Content Tab)Vordefinierte Techniken zur Geräuschreduzierung

(Optimization for Better e-NVH Performance)Optimierung von Schrägstellungsmustern

(Optimization for Better e-NVH Performance)Optimierung von Schrägstellungsmustern

Mit der Manatee Software können Sie die Auswirkungen von Schrägstellungen auf elektromagnetische Geräusche und Schwingungen berechnen. Sie können ein vordefiniertes Rotorschrägstellungsmuster (z. B. V-Form-Stufenschiebewinkel für IPMSM, lineare Schrägstellung) oder eine benutzerdefinierte Geometrie auswählen. Manatee erweitert die Berechnung von Elektromagnetik und Kräften automatisch entlang der Maschinenachse. Durch Verwendung einer vorberechneten Magnetik-Referenztabelle können Schrägstellungen schnell berechnet werden. Die Konfiguration der Schrägstellung wird auch beim Importieren des Luftspaltflusses aus Software von Drittanbietern unterstützt.

Mit dieser Funktion können **Elektro- und Maschinenbauingenieure das optimale Schrägstellungsmuster finden, das durchschnittliche Drehmoment maximieren und Geräusche entlang der Drehmoment-Drehzahlkurve minimieren, während Drehmomentwelligkeit und Rastmoment auf einem akzeptablen Niveau gehalten werden (Hinweis: Das Rastmoment und die Spitze-zu-Spitze-Drehmomentwelligkeit werden in der Regel** *nicht mit e-NVH korreliert*).

Die einzige erforderliche Eingabe ist der zu untersuchende Schrägstellungstyp, ausgehend von einem Referenzdesign. Manatee definiert automatisch eine Parameteraustragung für den Schrägstellungswinkel und erfasst hilfreiche Informationen für jede Konstruktion, z. B. durchschnittliches Drehmoment, Spitze-zu-Spitze-Drehmomentwelligkeit, maximale Schallleistungspegel über Drehzahl und die Amplitude der Hauptgeräusche und Kraft-Oberschwingungen.

Eine Schrägstellung kann longitudinale Modi der Maschinenstruktur anregen (z. B. Modus (2,1) des Stators). Es wird daher empfohlen, hierfür mithilfe der Modalbasis-Importfunktion ein realistisches mechanisches 3D-FEA-Modell zu verwenden.

[Optimierung von Schrägstellungsmustern](/de/media/19845)

(Optimization for Better e-NVH Performance)Harmonische Stromeinspeisung

(Optimization for Better e-NVH Performance)Harmonische Stromeinspeisung

Manatee e-NVH-Lösungen umfassen eine Umgebung für die **harmonische Stromeinspeisung** (HCI), die entwickelt wurde, um magnetische Geräusche und Schwingungen, die von elektrischen Maschinen erzeugt werden, durch optimale harmonische Stromeinspeisung zu verringern. Diese Umgebung erzeugt automatisch ein **Optimierungsproblem** für Strom-Oberschwingungsparameter (Amplitude und Phase, im DQ-Rahmen für synchrone Maschinen) am geräuschstärksten Betriebspunkt der Referenzsimulation, um **Geräusche** und Schwingungen zu reduzieren und **gleichzeitig einen akzeptablen Wirkungsgrad beizubehalten.**

Spezifische Konstruktions- und Reaktionsvariablen werden automatisch in Abhängigkeit von der Maschine und Referenzergebnissen definiert und können bei Bedarf geändert werden.

Die Umgebung für die harmonische Stromeinspeisung wurde entwickelt, um Elektroingenieuren bei der Optimierung der Steuerung elektrischer Maschinen zu helfen, um Effizienz zu gewährleisten und e-NVH-Parameter zu optimieren. So kann beispielsweise die optimale Amplitude und Phase der Strom- und Spannungs-Oberschwingung entlang der DQ-Achsen bei sechsfacher elektrischer Frequenz ermittelt werden, um NVH-Werte bei 6fe dB zu dämpfen, die durch Drehmoment oder radiale Welligkeit verursacht werden.

[Harmonische Stromeinspeisung](/de/media/19890)

(Manatee Optimierung C2) Effiziente Untersuchung von e-NVH-Konzepten

(Optimization for Better e-NVH Performance)Definition von Parameteraustragungen

(Optimization for Better e-NVH Performance)Definition von Parameteraustragungen

Die Manatee Software ermöglicht Parameteraustragungen auf Basis von Eingaben für die Multiphysik-Simulation von elektrischen Maschinen. Zu den veränderlichen Konstruktionsvariablen gehören alle geometrischen Parameter von Magnetkreisvorlagen (z. B. Nutformen, Magnettaschenformen, Kerbformen, Schrägstellungsgrad), Wicklungs-Auslegungsparameter (Spulenteilung), Steuerungsparameter (z. B. Stromwinkel bei PMSM mit fester Drehzahl), Fehlerparameter (z. B. Exzentrizitätsgrad) oder Magnettemperatur. Standard-Reaktionsvariablen sind in den Parameteraustragungen enthalten (z. B. Drehmoment, maximaler Geräuschpegel entlang der Drehmoment-/Drehzahlkurve). Zudem können erweiterte Ausgangsvariablen benutzerdefiniert werden (z. B. der Pegel einer bestimmten Harmonischen in Fluss/Schwingung/Geräuschmengen, XYZ-Schwingung auf einem bestimmten Knoten usw.).

Manatee identifiziert automatisch die Berechnungen, die von Änderungen an Konstruktionsvariablen betroffen sind, sodass Magnetik-Referenztabellen und modale Basisberechnungen nur aktualisiert werden, wenn dies relevant ist.

Vor der Durchführung einer detaillierten Optimierungsstudie können Elektroingenieure die einflussreichsten Konstruktionsparameter für akustische Geräusche und Schwingungen aufgrund von Magnetkräften identifizieren. Maschinenbauingenieure können auch eine Empfindlichkeitsstudie der statischen und dynamischen Exzentrizitätsgrade durchführen, um die Fertigungstoleranzen besser zu spezifizieren.

Benutzerdefinierte Ausgänge ermöglichen es NVH-Ingenieuren, benutzerdefinierte NVH-Anforderungen einzurichten (z. B. Maxwell-Druckpegel in N/m^2, Kraftpegel in N, Schwingungspegel an bestimmten Punkten in dB usw.).

[Definition von Parameteraustragung](/de/media/19847)

(Manatee Optimization P4) Optimierung mit mehreren Zielen

(Manatee Optimization HL4) Optimierung mit mehreren Zielen

Die Manatee e-NVH-Software verfügt über eine Umgebung zur **Optimierung mit mehreren Zielen** für Konstruktionsvariablen des Magnetkreises elektrischer Maschinen. Der Standard-Solver ist der genetische NSGA-II-Algorithmus. Zu den Konstruktionsvariablen gehören geometrische Parameter aus Magnetkreisvorlagen (z. B. Nutform, Kerbform, Magnettaschenform und Schrägstellungsgrad), Wicklungsform (z. B. Spulenteilung), Rotorschrägstellung (z. B. Schrägstellungswinkel) oder **Strom-Oberschwingungen.**

Allgemeine Geräusch-, Schwingungs-, Kraft- oder Drehmomentwerte sowie spezifische Oberschwingungen können als Ziele zur Minimierung oder Maximierung verwendet werden. Diese Variablen können auch verwendet werden, um Bedingungen zu definieren, oder können einfach während der Simulation nachverfolgt werden. Am Ende der Optimierung werden automatisch **dedizierte Nachverarbeitungsprozesse** generiert, um die **Pareto-Front** zu extrahieren, die Konvergenzrate des Algorithmus zu analysieren oder den endgültigen Konstruktionsraum zu untersuchen. Es ist auch möglich, **eine bestimmte Konstruktion** zu extrahieren und ausführlichere Simulationen dafür auszuführen.

Die Optimierungsumgebung soll **Elektroingenieuren und NVH-Ingenieuren** dabei helfen, die Multiphysik-Leistungsparameter einer bestimmten Konstruktion zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf Geräusche, Schwingungen und elektromagnetische Leistung. Benutzerdefinierte Ausgaben ermöglichen es NVH-Ingenieuren, individuelle Anforderungen zu definieren. Dies ist besonders bei Automobilanwendungen hilfreich, bei denen verschiedene OEMs und Tier-One-Lieferanten unterschiedliche Möglichkeiten haben, um NVH-Anforderungen festzulegen.

[Optimierung mit mehreren Zielen](/de/media/19848)

(Manatee Optimization P5) Design Explorer

(Manatee Optimization HL5) Design Explorer

Die Manatee e-NVH-Software ermöglicht die reibungslose Durchführung von Konstruktionsstudien für elektrische Maschinen unter Berücksichtigung der Ergebnisse von Optimierungen oder Parameteraustragungen. Manatee Design Explorer bietet eine spezielle Benutzeroberfläche, um alle simulierten Konstruktionen mit 5D-Visualisierung (XYZ-Achsen, Farbe und Größe) zu untersuchen. Die Konstruktions-Cloud kann nach den Antwort-/Konstruktionsvariablen gefiltert werden (z. B. mit zusätzlichen Bedingungen).

Die Konstruktion einer elektrischen Maschine kann in einem neuen Simulations-Multiphysik-Workflow visualisiert und exportiert werden, um zusätzliche Analysen mit nur einem Mausklick zu ermöglichen. Zudem kann eine Gruppe von Konstruktionen ausgewählt werden, um ihre Eigenschaften leichter zu vergleichen und als .csv-Datei zu exportieren.

Durch das Ausführen von Parameteraustragungen können riesige Datensätze mit mehreren Konstruktionen und Antwortvariablen für jede Konstruktion erstellt werden. Diese Schnittstelle ermöglicht die bequeme Anzeige und Filterung aller Konstruktionen, um die besten Kompromisse zu finden. Diese Analyse kann von allen Ingenieuren durchgeführt werden, die an der Entwicklung von Elektroantrieben beteiligt sind.

[Design Explorer](/de/media/19891)

(SIMULIA FAQs about Optimization for Better e-NVH Performance) FAQs zur Optimierung für eine bessere e-NVH-Leistung

Wie führe ich Parameteraustragungen und Sensitivitätsanalysen durch?

Die Manatee Benutzeroberfläche für Parameteraustragungen im Symbol-Banner ermöglicht die Durchführung von Parameteraustragungen aller Eingabeparameter (Geometrie, Steuerung), selbst auf Exzentrizitätsebene.

Kann ich mit Manatee eine Unsicherheitsquantifizierung durchführen?

Manatee 2025x beinhaltet nicht die Möglichkeit, Unsicherheiten in Bezug auf die mechanischen oder magnetischen Eigenschaften elektrischer Maschinen zu ermitteln. Es wird empfohlen, eine Monte-Carlo-Simulation im Batchmodus zu verwenden, um eine NVH-Ebenenverteilung zu erstellen.

Welche Techniken zur Geräuschreduzierung sind in Manatee verfügbar?

Manatee umfasst Techniken zur Reduzierung von Geräuschen und Schwingungen für Steuerungstechniker (z. B. Stromwinkelschwankung, harmonische Stromeinspeisung), für Elektromagnetik-Ingenieure (z. B. Polformung, Nutöffnung) und für Mechaniker oder NVH-Ingenieure (z. B. Kerbung, Schrägstellung).

Warum stimmen meine Simulationsergebnisse nicht mit den Testergebnissen überein?

Der Vergleich von e-NVH-Tests und -Simulationen ist ein langer Prozess, der Schritt für Schritt durchgeführt werden muss (Elektromagnetik, strukturelle Dynamik, Akustik). Eine erste Schwierigkeit besteht darin, genaue NVH-Messungen in einem teil-schallreflexionsarmem Raum durchzuführen, ohne durch Geräusche von der Lastmaschine gestört zu werden. Selbst unter diesen idealen Bedingungen können Abweichungen aufgrund unterschiedlicher Betriebs-B(H)-Kurven, Temperaturen, modaler Dämpfung, Exzentrizitäten, ungleichmäßiger Magnetisierung und ungleichmäßiger Luftspalten usw. auftreten. SIMULIA Manatee NVH-Experten können diese Abweichungen während der e-NVH-Coaching-Stunden analysieren.

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