Manatee の最適化環境と設計調査ツール

Manatee ソフトウェアは、電気機械の電磁的な騒音・振動を低減するための高度な最適化ツールを提供します。スキュー・パターン最適化機能により、エンジニアは最適なスキュー・パターンを見つけてトルクを最大化し、騒音を最小限に抑えることができます。一方、高調波電流注入は、現在の高調波を最適化して NVH レベルを低減します。このソフトウェアは、パラメータ・スイープと多目的最適化をサポートしているため、エンジニアは設計変数を調べ、音響性能に関する最も影響力のあるパラメータを特定できます。設計エクスプローラー・インターフェースを使用すると、シミュレーション結果の効率的なナビゲーションと解析が可能になり、エンジニアは最適なトレードオフを見つけ、さまざまなアプリケーションに合わせて電気機械設計を最適化できます。

事前定義された騒音制御技術

スキュー・パターン最適化
高調波電流注入

スキュー・パターン最適化

Manatee ソフトウェアを使用すると、電磁的な騒音・振動レベルに対するスキューの影響を計算できます。定義済みのローター・スキュー・パターン(IPMSM の V 字型ステップ・スキュー、線形スキューなど)またはユーザー定義の形状を選択できます。Manatee は、機械軸に沿って電磁および力の計算を自動的に拡張します。事前に計算された磁気参照テーブルを使用すると、スキューの計算を迅速に実行できます。また、サードパーティ製ソフトウェアから空隙磁束をインポートする場合にも、スキューがサポートされます。

この機能により、電気および機械のエンジニアは最適なスキュー・パターンを見つけることができ、トルク・リップルとコギング・トルクを許容可能なレベルに維持しながら、平均トルクを最大化し、トルク速度曲線に沿った騒音を最小限に抑えることができます(注: コギング・トルクとピーク間のトルク・リップルは、一般に e-NVH に相関しません)。

唯一必要な入力は、リファレンス設計から開始して調査するスキュー・タイプです。Manatee は、スキュー角度のパラメータ・スイープを自動的に定義し、平均トルク、ピークからピークまでのトルク・リップル、速度にわたる最高音響出力レベル、主な騒音と力の高調波の振幅など、各設計のための有用な情報を追跡します。

スキューは、電気機械構造の縦方向モード(ステーターのモード(2,1)など)を励磁することができます。したがって、モーダル基底インポート機能を使用して現実的な 3D FEA メカニカル・モデルで使用することをお勧めします。

効率的な e-NVH 設計調査

パラメータ・スイープ定義
多目的最適化
設計エクスプローラー

パラメータ・スイープ定義

Manatee ソフトウェアでは、電気機械のマルチフィジックス・シミュレーション入力でパラメータ・スイープが可能です。変化させることができる設計変数には、磁気回路テンプレートからのすべての形状パラメータ(スロット形状、磁気ポケット形状、ノッチ形状、スキュー・レートなど)、巻線設計パラメータ(コイル・ピッチ)、制御パラメータ(固定速度 PMSM の電流角度など)、障害パラメータ(偏心レベルなど)、磁石の温度などが含まれます。標準応答変数は、パラメータ・スイープに含まれます(トルク、トルク/速度曲線に沿った最大騒音レベルなど)。さらに、高度な出力変数をユーザー定義することもできます(磁束/振動/騒音の量における特定の高調波のレベル、特定の節点の xyz 振動など)。

また、設計変数の変更によって影響を受ける計算が自動的に識別されるため、磁気参照テーブルとモーダル基底の計算は、関連する場合にのみ更新されます。

電気エンジニアは、詳細な最適化調査を実行する前に、磁気力による音響的な騒音・振動レベルに関する最も影響力のある設計パラメータを特定できます。機械エンジニアは、静的および動的な偏心レベルで感度スタディを実行して、製造公差をより適切に指定することもできます。

ユーザー定義の出力により、NVH エンジニアはカスタマイズされた NVH 要件を設定できます(たとえば、N/m^2 の Maxwell 圧力レベル、N の力レベル、dB などの特定のポイントにおける振動レベル)。