Manatee에서 후처리
전기기계의 전자기 및 진동 음향 특성 분석
Manatee에서 시뮬레이션 결과의 후처리
Manatee 소프트웨어는 e-NVH 시뮬레이션 결과를 분석하기 위한 다양한 후처리 도구를 제공합니다. 여기에는 진동과 소음에 대한 여기 주파수의 기여도를 시각화하기 위한 주파수 추적 분석이 포함됩니다. 가변 속도 스펙트로그램은 동작 지점에서의 스펙트럼 변화를 시각화하여 공진의 근본 원인을 파악하는 데 도움이 됩니다. 이 소프트웨어는 다양한 동작 조건에서 소음 및 진동 수준을 매핑하기 위한 토크 속도 계산과 동적 변형을 시각화하기 위한 동작 변형 형상(Operational Deflection Shape, ODS)에 대한 분석을 지원합니다. 또한, 동작 힘 형상(Operational Force Shape, OFS) 분석은 자기력에 대한 정보를 제공하며, 음질 지표는 인지된 소리의 특성을 정량화하여 엔지니어가 음향 성능을 최적화하고 불쾌감을 줄이는 데 도움을 줍니다. 이러한 도구는 전기, 기계 및 NVH 엔지니어 간의 협업을 촉진하여 전기기계 및 드라이브의 소음 및 진동 문제를 진단하고 완화할 수 있습니다.
유용한 e-NVH 데이터 분석
- 차수 추적 분석
- 가변 속도 스펙트로그램 분석
- 토크 속도 계산
- 동작 변형 형상
- 동작력
- 음질 지표
차수 추적 분석
차수 추적 분석은 소음 수준, 음압 수준 또는 진동 변위, 속도 및 가속과 같은 다양한 물리량에 대해 수행할 수 있습니다. 가져온 3D FEA 기계 모델에 여러 세트가 정의된 경우, 특정 센서 또는 패널이 음향 출력에 기여하는 부분에 초점을 맞춰 선택할 수 있습니다.
또한, 차수 수준은 주파수 또는 속도의 함수로 시각화될 수 있습니다. 주파수 축을 통해 어떤 차수가 동일한 구조 모드와 공진하는지 확인 할 수 있습니다. 고유 진동수와 구조 모드를 동일한 그래프에 표시하여 특정 모드가 공진 피크에 미치는 영향을 파악할 수 있습니다.
가변 속도 스펙트로그램 분석
Manatee 소프트웨어에서 스펙트로그램 시각화는 전자 기계의 전자기 여기로 인해 유도되는 전기 구동 장치의 진동 및 음향 소음을 효율적으로 분석할 수 있습니다. 스펙트로그램을 사용하면 일련의 동작 지점(속도 또는 타임스탬프)에 따라 스펙트럼(자속, 힘, 진동 또는 소음)이 어떻게 변하는지 시각화할 수 있습니다. 자기 주파수 특성 분석 도구와 달리 스펙트로그램은 스펙트럼 선의 크기 정보를 포함합니다. 각 고조파 수준은 차수 추적 분석을 사용하여 분석할 수 있습니다. 스펙트로그램에는 하중 조건 필터링 및 고유 진동수 또는 차수 표시와 같은 해석을 용이하게 하는 다양한 옵션이 제공됩니다.
스펙트로그램 및 자동 주문 추적 분석은 Manatee의 모든 e-NVH 시뮬레이션이 종료 후 사용할 수 있는 주요 시각화 도구입니다. 이 기능은 여러 다물리 모델 출력 값(자속, 힘, 진동, 소음)에 적용할 수 있습니다. 전기, 기계 및 음향 엔지니어는 스펙트로그램을 사용하여 전자기 여기 주파수 및 파수 측면에서 공진의 근본 원인을 빠르게 파악할 수 있습니다.
토크 속도 계산 - 소음 맵
Manatee의 토크/속도 분석 기능을 통해 사용자는 전체 토크/속도, 즉 소음 맵 플롯을 포함한 전기기계의 네 개의 사분면(견인/제동/후진 모드)에서 자기 소음 및 진동 수준을 확인 할 수 있습니다. Manatee의 Magnetic Look-up Table 기능을 사용하여 계산을 빠르게 수행할 수 있습니다.
전자기 여기에 의한 공진 현상은 최대 토크나 전류 수준에서만 발생하는 것이 아니라, 부분 부하 상태에서도 발생할 수 있습니다. 자기력으로 인한 소음은 주행 또는 제동 단계에서 다르게 나타날 수 있습니다. 이 기능은 전기 및 음향 엔지니어들이 전기 모터의 전체 토크/속도 그래프에서 맥스웰 힘으로 인한 음향 소음과 진동을 계산하고, 다양한 토크 수준에서의 소음 수준을 합성할 수 있도록 해줍니다.
동작 변형 형상
동작 변형 형상(ODS) 분석은 특정 운전 지점과 주파수에서 시스템 수준의 동적 변형을 직접 시각화합니다. 주파수는 기계 차수(기본 회전자 기계 주파수 H1의 배수) 또는 전기 차수(기본 전기 주파수의 배수) 중에서 선택할 수 있습니다. 동작 변형 형상은 구조물 변형에 대한 여기력 동작 힘 형상에 대응 개념입니다.
기계적 메시와 동작하는 힘을 겹치게 시각화할 수 있습니다. 변형된 형상의 크기를 조절할 수 있으며, 그에 따른 애니메이션을 저장할 수 있습니다.
이 기능을 통해 전기, 기계 및 NVH 엔지니어는 전기기계의 가상 시제품 제작 과정에서 공진을 해석하여 진동/소음 발생에 관련된 모드를 식별할 수 있습니다(모달 단위 힘에 대한 보완). 동작하는 힘에 대한 구조물의 변형을 시각화할 수 있습니다. 공진 주파수보다 훨씬 낮은 주파수에서는 여기되는 힘과 변형이 같은 위상을 갖습니다. 공진 지점에서는 여기도 힘과 변형이 180° 위상 차이를 보입니다.
ODS는 기계 및 NVH 엔지니어가 강성의 보강이 가장 필요한 영역을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
동작력
동작 힘 형상(Operational Force Shape, OFS) 분석은 주어진 주파수 또는 특정 하중 케이스에서 시스템 수준의 동적 자기력을 직접 시각화합니다. 주파수는 기계 차수(기본 회전자 기계 주파수 H1의 배수) 또는 전기 차수(기본 전기 주파수의 배수) 중에서 선택할 수 있습니다. 이는 여기된 구조물에 여기된 힘(동작 변형 형상, ODS)에 대응됩니다.
OFS는 슬라이스된 면에서 3D 또는 2D로 시각화할 수 있습니다(특히 스큐잉된 전기기계에 유용함).
전기 엔지니어는 이 기능을 통해 자기 자극의 형태를 시각화하고 기계 엔지니어가 전기기계의 가상 프로토타입 제작 과정에서 공진의 근본 원인을 분석할 수 있습니다. 방사형 및 접선형 힘은 위상 또는 역위상으로 작용하여 진동 수준에서 보강 또는 상쇄 간섭을 일으킬 수 있습니다.
음질 지표
Manatee는 음압 레벨을 계산하고 전기기계에서 발생하는 자기 소음과 외부에서 유입된 비자성 소음을 결합하여 전기 시스템의 사운드를 합성합니다. 음질 지표를 사용하여 총 사운드 시그니처를 분석하여 인식되는 사운드 특성을 단순한 사운드 출력 수준 이상으로 정량화할 수 있습니다.
사용 가능한 심리음향 지표에는 음량, 선명도, 거칠음이 있으며, 이는 전기 구동 장치의 음향적 불쾌감을 평가하는 데 도움이 됩니다. 이 지표들은 물리적인 음향 파워 레벨만으로는 소리에 대한 주관적 인지를 충분히 반영하지 못하기 때문에 매우 중요합니다. 따라서 불쾌한 음조나 변조 효과로 인해 고객의 거부감을 초래할 수 있는 소리를 평가하는 데 필수적입니다. 엔지니어는 음질 지표를 통해 시스템 수준의 음향 문제를 효과적으로 분석하고 해결할 수 있습니다.
Manatee의 후처리 과정에 대한 FAQ
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