Praxisforum Antriebstechnik 2015 Durch vibroakustische Simulation zu leiseren Antrieben

Redakteur: Gerd Kucera

Die Geräuschemission eines Antriebs unterliegt Gesetzesvorgaben und ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Teilnehmer im Vortrag und Workshop des Praxisforum Antriebstechnik(PEA 2015) lernen, das Vibrationsverhalten zu bestimmen.

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Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2015: 24. bis 26. März im Vogel Convention Center Würzburg
Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2015: 24. bis 26. März im Vogel Convention Center Würzburg
(Bild: VBM-Archiv)

Als Fachtagung zur elektromechanischen Simulation ist das CADFEM EM-Symposium eine bekannte Institution. Es treffen sich Experten sowie Neu- und Quereinsteiger zum Erfahrungsaustausch. Das Thema des 6. CADFEM EM-Symposiums, das kürzlich im Würzburger Vogel Convention Center stattfand, lautete „Optimale Antriebsauslegung“.

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Im Mittelpunkt standen die systematische Variation und zielgerichtete Optimierung, sowie die Methoden für eine effiziente Lösung. Simulationsspezialisten beleuchteten Themen wie: Ermittlung von Motorkennlinien mit ANSYS Maxwell (dem Electric Machines Design Toolkit und den User Defined Outputs), Design-Studien und Optimierung mit ANSYS Maxwell und optiSLang, Beschleunigung elektromagnetischer Analysen.

Anhand praktischer Beispiele veranschaulicht CADFEM in seinen Symposien die physikalischen und mathematischen Zusammenhänge, die das Verständnis der Thematik erleichtern. Die Experten stellen die dabei typischen Vorgehensweisen in der Software vor und diskutieren Rahmenbedingungen für eine effiziente Lösung.

Die Antriebsexperten von CADFEM werden auch auf dem Praxisforum Elektrische Antriebstechnik (PEA 2015) der ELEKTRONIKPRAXIS Akademie, vom 24. bis 26. März 2015 im Vogel Convention Center in Würzburg, teilnehmen. Am 25.3. im Referat und am 26.3. im Workshop geht es um die Geräuschentwicklung durch elektrische Antriebe.

Geräuschemission ist ein Qualitätsmerkmal

Bei der Neuentwicklung oder Verbesserung von Anlagen und Produkten, deren Verwendung mit einer Geräuschentwicklung einhergeht, gewinnen Maßnahmen an Bedeutung, durch die die Entstehung von Lärm verhindert oder zumindest minimiert und dessen Ausbreitung reduziert wird.

Das gilt für den Arbeitsplatz, den öffentlichen und individuellen Verkehr, für Maschinen, Geräte und Werkzeuge. Die Berücksichtigung der akustischen Aspekte ist nicht nur aufgrund entsprechender gesetzlicher Vorschriften und Regeln wichtig, sondern auch wegen der wachsenden Kundenanforderungen an neue Produkte: Eine geringe Geräuschemission ist heute vielfach ein wichtiges Qualitätsmerkmal.

Im Zusammenspiel mit Messungen können Akustik-Simulationen helfen, schon zu einem frühen Zeitpunkt anhand eines virtuellen Prototyps eine schwingungsinduzierte Schallausbreitung im Nah- und Fernfeld zu analysieren, Optimierungsmöglichkeiten auszuloten und Geräuschentwicklungen gezielt zu vermindern.

Im Referat am Haupttag (25.3.2015) erläutert Dipl.-Ing. Daniel Bachinski Pinhal die mathematisch-physikalischen Grundlagen zur Ermittlung der zeitperiodischen Grenzflächenkräfte in elektrischen Maschinen und deren Verknüpfung zur Vibrationsanalyse. Darüber hinaus wird der Übergang vom Körperschall zum Luftschall dargestellt. Die Zuhörer erfahren, wie Grenzflächenkräfte mit Hilfe des Maxwell’schen Spannungstensors ermittelt werden und wie sie sich auf das Vibrationsverhalten der elektrischen Maschine auswirken. Ferner wird die Korrelation zwischen Körper- und Luftschall erläutert.

Der Workshop am nachfolgenden Tag (26.3.2015) stellt den Bezug von den im Vortrag vorgestellten Grundlagen zur praktischen Umsetzung in einen nahtlosen Workflow her. Zum Einsatz kommen die Softwarepakete ANSYS Maxwell und ANSYS Mechanical. Lernziel ist es, den Workshop-Teilnehmern zu vermitteln, wie die zuvor gezeigten theoretischen Schritte in einer kommerziellen Software-Lösung anzuwenden sind. Anhand der so gewonnenen Kenntnisse sind sie dann in der Lage, mittels der ANSYS-Software-Pakete das Vibrationsverhalten elektrischer Maschinen, unter Verwendung simulierter Grenzflächenkräfte als Anregung, zu bestimmen.

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