ansys電磁噪聲分析的案例
電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數為4，定子齒數為24個，轉子的轉速為1500rpm，求電磁振動產生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
下面介紹一下基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析：
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 【12月4-5日 上海】ANSYS官方培訓—電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
培訓背景
電機，特別是現代高效能電機和新型永磁電機，作為工業領域最為重要的電能轉換設備，其直接/間接用電量占到了工業領域總用電量的近75%，如何在電機方案設計前期有效提升產品的效率？如何在保證效率的同時綜合提升電機的散熱性能指標？如何優化電機振動和噪音？如何盡可能的壓縮產品開發周期、降低產品的開發成本？上述問題嚴重制約著電機研發、設計企業和研究院所的長期穩定發展，以及產品的核心競爭力提升。
為了推進中國電機設計企業和院所的產品設計能力提升、解決電機設計工程師在實際設計中面臨的工程問題；同時，也為了讓廣大電機設計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS電機多物理場耦合分析高級功能， ANSYS公司（原廠）特定于12月4日在上海開辦 “電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）”專題班，幫助您全面了解ANSYS軟件最新功能與使用技巧，解答您在軟件使用中的疑惑與問題，并將上述軟件的各項功能靈活高效地應用于仿真中，解決目前一些研究熱點中的仿真難題，提升高效電機產品研制和設計效率。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 非晶合金永磁電機的電磁振動噪聲計算與分析
5 結束語
本文采用電磁-機械-流體耦合分析的方法，研究了非晶合金電機的電磁振動特性，并基于電磁場、機械振動以及流體的有限元聯合分析，對一臺小型非晶合金樣機進行了計算，具體如下:
(１) 通過電磁場和機械場的耦合分析，計算出定子齒部表面的徑向電磁力和切向電磁轉矩，表明徑向電磁力是產生電磁噪聲的主要原因；
(２) 機械場和聲場的分析計算表明，非晶定子部分所受應力較大，振動位移和噪聲都大于硅鋼電機，非晶電機的噪聲高出硅鋼電機約５ ｄＢ；對振動位移進行頻譜分析，結果表明該電機在１００ Ｈｚ、１ ５００ Ｈｚ、２ ３００ Ｈｚ 附近有較大的振動位移分量；
(３) 非晶電機的電磁振動性能比傳統硅鋼電機的要差。
展開 
車用永磁同步電機的電磁噪聲分析與抑制
摘要
：電機模態的準確分析是實現電機低噪聲驅動設計的重要環節。當電機模態頻率與對應階次徑向電磁力波頻率接近時，會產生共振。以一臺6極36槽的70 kW商務車主驅動永磁同步電機(PMSM)為研究對象,對比分析轉子開輔助槽和針對一階齒諧波的轉子分段斜極方法對電磁力波的影響。采用轉子開輔助槽和轉子分段斜極的優化方法后,0階12倍頻徑向電磁力波幅值可減小79%。建立電機三維有限元模態仿真模型，分析電機結構部件對模態的影響，結合常用車載驅動電機的安裝固定方式對外殼進行約束,分析不同約束方式下電機的模態特性。結果表明，在峰值功率8 000 r/min的工況下，優化設計方案下的0階12倍頻的徑向電磁力波幅值較大,但由于頻率為4 800 Hz,遠離電機模態的固有頻率，因此不會發生共振，降低了電磁噪聲。
關鍵詞
：電磁力波;模態;輔助槽;斜極;永磁同步電機
0引言
電機的結構噪聲是電機結構受到激振源激勵而產生的，主要來源有機械振動和電磁振動⑴。機械振動由軸承摩擦或轉子不平衡等因素引起， 可以通過采用低噪聲軸承、提高加工工藝和裝配精度等措施來改善；電磁振動由作用于定子結構上的電磁力波引起，是引起車用永磁同步電機(PMSM)噪聲的重要因素。
19世紀20年代初,Fritze首次提出電機電磁噪聲主要由定、轉子之間的徑向電磁力產生⑵。文獻［3］是較早分析PMSM電磁噪聲激振源的文章，將激振源歸為轉矩波動和定、轉子之間的徑向電磁力波,發現電機振動噪聲的頻率特征與上述激振源的頻率特征有很強的關聯性。文獻［4］全面闡述了車用電機振動與噪聲的產生機理，從理論層面深入分析電機電磁噪聲的來源,揭示了電磁噪聲和電機結構參數以及控制參數之間的關系。
展開 電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
結論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。
文章來源：易仿真
切向電磁力對電動車動力總成振動噪聲的影響分析
因此，后續的研究工作一方面要注重減小電磁力的幅值，另一方面要避免一些電磁力的諧波分量出現在動力總成的固有頻率處。
2 模態分析
模態分析是對系統動力學特性參數進行參數辨識和估計的技術，是結構運動學的分析基礎。根據動力總成實際的邊界條件將3個懸置處約束后進行模態分析，為研究電機振動/噪聲提供力學分析依據。材料參數如表1所示。計算得到的振型及頻率如圖3所示。
表1 材料參數
圖3 模態振型
從圖3可以看出，減速器的加入使得系統的振型變得復雜，不再是典型的電機振型，而是既有單獨的電機振型，也有單獨的減速器振型，還有二者耦合的整體振型; 動力總成固有頻率分布密集，在電磁力
的諧波頻率附近都存在著多個固有頻率，會對系統振動噪聲特性產生影響。
3
振動特性分析
利用ANSYS有限元軟件建立該電機三維結構的有限元模型，再以時域瞬態電磁場分析得到的穩態電磁力作為激勵，進行電機結構的響應分析，得到在電磁力激勵下電機的振動特性。利用有限元法容易建立電機結構振動的運動微分方程為
(3)
式中: M、C、K分別為質量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣;分別為位移向量、速度向量和加速度向量;F為動載荷向量。
圖4為ANSYS Workbench中的分析模型和受力示意圖，將徑、切向電磁力分別加到定子齒上，觀察動力總成表面振動情況。
電機在實際工作時，動力總成懸置是固定在副車架上的，因此動力總成的電磁振動分析是在懸置零位移約束狀態、電機定子內表面受到一個旋轉激勵力的條件下計算得到的。
圖4 受力示意圖
在有無切向電磁力的作用下，計算得到在0Hz～5000Hz的頻率范圍內，動力總成結構的振動加速度，如圖5、圖6所示。
展開 PPT|新能源汽車電機的電磁振動噪聲案例分析
PPT|新能源汽車電機的電磁振動噪聲案例分析
基于comsol的三相變壓器電磁、熱、固、噪聲多物理場耦合仿真分析 ￥4500
電磁噪音產生原因是磁場誘發鐵心疊片沿縱向振動產生噪音，該振動幅值與鐵心疊片中磁通密度及鐵心材質磁性能有關，而與負載電流關系不大。 電磁力(和振動幅值)與電流平方成正比，而發射聲功率與振動幅值平方成正比。變壓器的噪音來源于變壓器本體和冷卻系統兩個方面。</p><p><br></p><p> 此次采用Comsol制作了三相變壓器 電磁、熱、固、噪聲多物理場耦合模型，分析三相變壓器在多次諧波工況下的表現。</p><p><br></p><p>磁通密度分布</p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202103/b099017da79a47fe99815fa842e6d1a7.gif" height="356" width="508"></p><p><br></p><p>變壓器線圈的電流電壓表現：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202112/4e5e972d90084597b806611d2541b7b3.png" title="QQ圖片20211217113513.png" alt="QQ圖片20211217113513.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202112/4e5e972d90084597b806611d2541b7b3.png?
展開 Ansys | 利用Ansys Motor-CAD NVH調諧分析噪聲、振動和聲振粗糙度
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機設計與性能的關鍵因素。過高的NVH會導致產品壽命縮短、維護成本增加和客戶滿意度下降。因此，在設計階段早期解決NVH挑戰至關重要，以避免設計階段后期出現重大NVH問題。
電機NVH分析本質上是一個結合了電磁和機械分析的、復雜的多物理場問題——因為電機NVH問題通常源于電磁力與結構組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機的電磁和機械屬性對于準確預測其NVH性能至關重要。
Ansys Motor-CAD電機設計工具是一款專用解決方案，可用于在整個扭矩-速度范圍內對電機進行多物理場仿真。利用該工具，用戶能夠在同一個用戶界面中評估電磁、熱和機械性能。將電磁和機械模塊集成到Motor-CAD軟件中，可實現快速NVH分析，從而促進電機設計的迭代優化。這種方法使用戶能夠調整關鍵設計參數（例如繞組配置、轉子和定子幾何結構以及結構材料），并快速評估其對NVH性能的影響。此外，這種靈活性有助于用戶在性能、成本和NVH特性之間實現最佳平衡。
為了進行快速NVH分析，Motor-CAD軟件使用一種分析機械模型，將定子幾何結構簡化為簡單的環形結構。然而，其在剛度計算方面有局限性。例如，當齒底較寬時，就會發生這種情況——如圖1所示，齒部幾何結構會影響定子軛剛度。
圖1：具有寬齒底的定子
圖2比較了未調諧的Motor-CAD等效輻射功率（ERP）水平與圖1所示電機在Ansys Mechanical結構有限元分析（FEA）軟件中的結果。Motor-CAD解析模型可準確預測由三階力諧波激勵的第0階模態（膨脹模態）。然而，由于寬齒底對定子軛剛度的影響，它無法有效預測由二階力諧波分量激勵的第6階模態（六邊形模態）。
展開 【5月30日-6月02日 南京】ANSYS Maxwell電磁閥及電磁繼電器模擬分析專題
一、給方法解決以下關鍵問題
1、仿真分析結果主要在于經驗積累，12年以上工程應用專家帶你答疑解惑
2、有效掌握ANSYS Maxwell電磁閥及電磁繼電器模擬分析方法+實操模型訓練
3、所有實例緊緊圍繞ANSYS Maxwell電磁閥及電磁繼電器模擬分析為核心目標，進行實操模擬訓練
二、8個實例模型貼近工程實戰操作
實例01：螺旋線圈磁場仿真
實例02：繼電器2D場分析
實例03：電磁閥3D場分析
實例04：繼電器電磁力參數化分析
實例05：電磁閥電磁力最優化分析
實例06：電磁閥熱分析
實例07：電磁閥穩態磁熱耦合
實例08：繼電器瞬態磁熱耦合
三、本質問題與差異化
1、工程案例積累：專注CAE仿真計算，有大量的工程案例
2、關注計算結果：把仿真分析結果運用到產品中是核心理念
3、師資與專屬權：7000+多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成版權課程體系
4、問題響應參與：自主師資與合伙人模式，可直接對接客戶問題，即時做出響應
5、效果保障措施：所有學員提供高配筆記本、模型、電子資料、操作軟件
四、增值服務
持本人學生證或教師證享有9折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
通過技術鄰成功參加培訓的用戶返現100元（50元現金+50元技術鄰課程抵用券）
五、時間地點
2019年5月30日-6月02日 南京
（第一天報道，上課三天）
六、課程大綱
七、培訓費用
1、3980元/人（含CAE結業證書一本），住宿可統一安排，食宿費用自理。
展開 
ANSYS電磁場分析指南
供大家學習參考
ANSYS電磁場3D分析幫助中文版.pdf
ansys電磁場常見問題.txt
ANSYS電磁場分析指南 （全）.pdf
ANSYS Workbench電磁場分析中的導線絕緣如何操作
將對應的網格設置為空氣或絕緣材料即可
2.另外一種方法就是通過命令的方式來操作，建立的模型為兩根導線緊挨著，那么將中間層的接觸面命名，然后選擇中間面的節點，之后選擇面上的單元，更改單元為不導電的單元為
結果如圖所示，電流密度可以看到，兩個導線之間是均勻的隔離開的，查看導體電壓的時候可以看到中間一條縫隙，設置為絕緣
采用這個方法就可以較好的模型多導線緊挨著狀態下的絕緣問題了
在ANSYS Workbench中進行電磁場分析時，導體設置是一個關鍵步驟。無論是導體方法還是線圈方法，都需要根據具體的分析需求來選擇合適的方法。面對復雜形狀和多導線并排的情況，我們需要采用切割和絕緣處理的方法來解決。通過精細的模型設置和巧妙的操作技巧，我們可以在ANSYS Workbench中準確地進行電磁場分析，為工程實踐提供有力的支持。希望本文能夠幫助讀者更好地理解和應用ANSYS Workbench進行電磁場分析。
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如有項目合作歡迎聯系個人微信號 大龍貓：fwz0703 ，微信公眾號：CAE_ANSYS ，主要應用方向為ANSYS Workbench界面下的各個模塊的使用.
展開 ansys workbench電磁分析實例
五個是案例，另外一個是源文件
WBv12.1_emag_tutorial1_PM_field.pdf
WBv12.1_emag_tutorial2_coil_steel_core.pdf
WBv12.1_emag_tutorial3_busbars.pdf
tutorial-input-files.rar
WBv12.1_emag_tutorial4_transformer.pdf
WBv12.1_emag_tutorial5_rotating_machine.pdf
基于ANSYS Workbench的變壓器振動噪聲仿真分析
變壓器性能包括散熱、噪聲、振動、抗短路能力等眾多因素，變壓器作為電站主要設備之一，并且是變電站主要噪聲源設備是研究的重點，因此變壓器的噪聲問題一直是設計人員關注的重點。
本文根據GB/T1094.10變壓器聲級測定標準，結合變壓器額定負載運行工況，基于ANSYS Workbench平臺實現了變壓器噪聲分析，從而在噪聲產生機理上進行深入研究，不僅可以在變壓器設計階段預估噪聲值，還可以為有效降低變壓器噪聲提供科學依據。
2 噪聲分析理論基礎
2.1 電磁分析基礎
電磁場理論由麥克斯韋方程組（如下圖所示）來描述。
求解方法上，數值法優于解析法，近年來電磁場數值解法在工程及科學研究上的應用也越來越廣泛和高效。
電磁場的數值分析和計算通常歸結為求微分方程的解，對于偏微分方程，輔助邊界條件和初始條件即可獲得方程的定解。
ANSYS Maxwell 采用有限元法，將求解區域離散化為”單元“，采用Maxwell方程進行求解。
2.2 結構分析基礎
通過電磁場分析得到鐵芯和繞組所受的電磁力分布，對其進行傅里葉變換，可以得到電磁力各諧波分量的幅值和相位角大小，將其作為簡諧激勵源，進行結構的諧響應分析。
諧響應分析的運動控制方程為：
其中假設F和u做簡諧變化，則：
2.3 噪聲分析基礎
采用聲學有限元法求解聲學Helmholtz方程來計算聲場。
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