電磁振動噪聲
關(guān)注創(chuàng)建者：MANATEE電機電磁振動噪聲 創(chuàng)建時間：2016-09-18
電磁振動噪聲的視頻教程
2024 R1 ANSYS Workbench 永磁電機電磁力、振動噪聲仿真
此課程基于2024 R1 ANSYS Workbench平臺進行永磁電機的電磁振動噪聲仿真課程，其Maxwell電磁力為集中力，通過課程回顧下永磁電機的電磁噪聲問題，詳細講解電磁振動噪聲仿真過程，包括各部分仿真結(jié)果的導(dǎo)出及解讀等內(nèi)容。
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2024 R1 ANSYS Workbench 三相異步電機電磁力、振動噪聲仿真
此課程基于2024 R1 ANSYS Workbench平臺進行三相異步電機的電磁振動噪聲仿真課程，其Maxwell電磁力為集中力，通過課程回顧下三相異步電機的電磁噪聲問題，詳細講解電磁振動噪聲仿真過程，包括各部分仿真結(jié)果的導(dǎo)出及解讀等內(nèi)容。希望通過此課程讓參加學(xué)習(xí)的使用者能快速掌握新版的2024 R1 Workbench進行三相異步電機的電磁振動噪聲仿真校核。 下面是課程的部分講義內(nèi)容。
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永磁電機電磁振動噪聲
針對永磁電機電磁振動噪聲，通過Maxwell仿真手段去解決電磁噪聲，振動，諧響應(yīng)分析，模態(tài)分析等工程問題，適合人群（工程人員，學(xué)術(shù)人員）
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電磁振動噪聲的實例教程
摘要
電磁振動噪聲是電機振動噪聲的主要噪聲源，直接影響電機的NVH特性，而電磁力是影響電磁振動噪聲的主要原因。本文基于解析推導(dǎo)法和Ansys多物理仿真平臺，針對一臺250 kW的商用電動車用永磁同步電機進行研究并對其電磁振動進行了分析，指岀電機氣隙磁密的變化將會影響電機定子齒受到的電磁力，從而影響電磁振動噪聲。本文提岀了一種通過在轉(zhuǎn)子表面增加凹口的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)改進方案以削弱電磁振動噪聲，并對改進前后電機的電磁、模態(tài)、振動、噪聲進行仿真計算與對比分析。經(jīng)過對比優(yōu)化前后的分析結(jié)果可知，優(yōu)化后的電機方案在保證平均轉(zhuǎn)矩基本不變的前提下，轉(zhuǎn)矩脈動得到降低，電磁振動噪聲得到削弱。
關(guān)鍵詞
模態(tài)分析；電磁振動及噪聲；NVH；電磁激振力；永磁同步電機
0 引言
自2020年9月國家明確提出“雙碳”目標以來, 各行各業(yè)都面臨新的機遇和挑戰(zhàn)，其中電動化是節(jié)能減排的主要途徑，新能源行業(yè)、電動汽車產(chǎn)業(yè)是碳達峰及碳中和的主力軍[1]%而隨著駕駛員及乘客對駕駛、乘坐舒適度、噪音水平的需求的日漸趨升,噪聲、振動與聲振粗糙度即NVH指標成為各大零部件提供商和汽車制造商最關(guān)注的問題之一。與傳統(tǒng)燃油車不同，電機代替內(nèi)燃機為電動汽車提供動力， 所以對電動汽車振動噪聲的研究應(yīng)該圍繞電機展開。永磁同步電動機（PMSM）具有結(jié)構(gòu)較為簡單、體積和重量較小、電機損耗較小、功率因數(shù)和效率高等優(yōu)點，因此，PMSM作為驅(qū)動系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于新能源電動汽車領(lǐng)域[2]。
電機的振動和噪聲主要有三個來源：電磁振動和噪聲、機械振動和噪聲以及空氣噪聲。空氣噪聲在無風(fēng)扇和低轉(zhuǎn)速下，其噪音分貝值較小，一般情況下可以忽略。同時，隨著近年來材料加工和工藝領(lǐng)域和的不斷進步，機械振動及其產(chǎn)生的噪聲也可以排除掉，因此如何減小電磁振動是削弱電機振動的重中之重。
展開 1 前言
當前新能源汽車電機電磁振動噪聲，越來越受到電機開發(fā)人員的關(guān)注。如何快速定位噪聲源，優(yōu)化電機振動噪聲成為突出問題。
MANATEE(Magnetic Acoustic Noise Analysis Tool for Electrical Engineering)是法國EOMYS工程開發(fā)的電機振動噪聲仿真設(shè)計工具，是全球唯一一款專門應(yīng)用于電機電磁-振動-噪聲耦合分析設(shè)計工具。專注于計算由麥克斯韋電磁力波引起的振動噪聲。軟件包括電力電子驅(qū)動模塊、電機電磁模擬模塊、機械模擬模塊以及噪聲模擬模塊、變速計算模塊、多物理場耦合模塊、優(yōu)化模塊等。能夠快速計算評估電機從0啟動至上萬轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速運行過程的振動噪聲狀態(tài)（20~20000Hz人感官范圍）。
由于電機電磁振動噪聲機理復(fù)雜，難于定位，很難找到噪聲源。本文從另外一個角度對電機的電磁振動噪聲進行優(yōu)化。遺傳算法是一種搜索最優(yōu)方案的算法，本文利用遺傳算法，實現(xiàn)電機的多參數(shù)優(yōu)化電機電磁振動噪聲。
2 基于MANATEE的電機電磁振動噪聲優(yōu)化
MANATEE所用遺傳算法為：NSGA2改進型遺傳算法。
Step one：在OP_InManatee_prob.m文件中設(shè)置遺傳算法計算參數(shù)
OP_InManatee_prob.m文件
在此文件中主要設(shè)置的參數(shù)為：初始種群數(shù)、進化迭代次數(shù)、目標函數(shù)文件等。
展開 1 前言
當前新能源汽車電機電磁振動噪聲，越來越受到電機開發(fā)人員的關(guān)注。如何快速定位噪聲源，優(yōu)化電機振動噪聲成為突出問題。
MANATEE(Magnetic Acoustic Noise Analysis Tool for Electrical Engineering)是法國EOMYS工程開發(fā)的電機振動噪聲仿真設(shè)計工具，是全球唯一一款專門應(yīng)用于電機電磁-振動-噪聲耦合分析設(shè)計工具。專注于計算由麥克斯韋電磁力波引起的振動噪聲。軟件包括電力電子驅(qū)動模塊、電機電磁模擬模塊、機械模擬模塊以及噪聲模擬模塊、變速計算模塊、多物理場耦合模塊、優(yōu)化模塊等。能夠快速計算評估電機從0啟動至上萬轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速運行過程的振動噪聲狀態(tài)（20~20000Hz人感官范圍）。
由于電機電磁振動噪聲機理復(fù)雜，難于定位，很難找到噪聲源。本文從另外一個角度對電機的電磁振動噪聲進行優(yōu)化。遺傳算法是一種搜索最優(yōu)方案的算法，本文利用遺傳算法，實現(xiàn)電機的多參數(shù)優(yōu)化電機電磁振動噪聲。
2 基于MANATEE的電機電磁振動噪聲優(yōu)化
MANATEE所用遺傳算法為：NSGA2改進型遺傳算法。
Step one：在OP_InManatee_prob.m文件中設(shè)置遺傳算法計算參數(shù)
OP_InManatee_prob.m文件
在此文件中主要設(shè)置的參數(shù)為：初始種群數(shù)、進化迭代次數(shù)、目標函數(shù)文件等。
展開 1 前言
當前新能源汽車電機電磁振動噪聲，越來越受到電機開發(fā)人員的關(guān)注。如何快速定位噪聲源，優(yōu)化電機振動噪聲成為突出問題。
MANATEE(Magnetic Acoustic Noise Analysis Tool for Electrical Engineering)是法國EOMYS工程開發(fā)的電機振動噪聲仿真設(shè)計工具，是全球唯一一款專門應(yīng)用于電機電磁-振動-噪聲耦合分析設(shè)計工具。專注于計算由麥克斯韋電磁力波引起的振動噪聲。軟件包括電力電子驅(qū)動模塊、電機電磁模擬模塊、機械模擬模塊以及噪聲模擬模塊、變速計算模塊、多物理場耦合模塊、優(yōu)化模塊等。能夠快速計算評估電機從0啟動至上萬轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速運行過程的振動噪聲狀態(tài)（20~20000Hz人感官范圍）。
由于電機電磁振動噪聲機理復(fù)雜，難于定位，很難找到噪聲源。本文從另外一個角度對電機的電磁振動噪聲進行優(yōu)化。遺傳算法是一種搜索最優(yōu)方案的算法，本文利用遺傳算法，實現(xiàn)電機的多參數(shù)優(yōu)化電機電磁振動噪聲。
2 基于MANATEE的電機電磁振動噪聲優(yōu)化
MANATEE所用遺傳算法為：NSGA2改進型遺傳算法。
Step one：在OP_InManatee_prob.m文件中設(shè)置遺傳算法計算參數(shù)
OP_InManatee_prob.m文件
在此文件中主要設(shè)置的參數(shù)為：初始種群數(shù)、進化迭代次數(shù)、目標函數(shù)文件等。
展開 目前，新能源汽車電機的噪聲問題變得越來越突出，電機的電磁振動噪聲是設(shè)計人員研究的熱點問題，而電磁振動噪聲的激勵源電磁力波至關(guān)重要。本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據(jù)，并為永磁同步電機的E-NVH提供優(yōu)化途徑。
Motor-CAD是全球領(lǐng)先的新能源汽車電機選型分析及設(shè)計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優(yōu)化設(shè)計，競品分析，拆解分析等。開發(fā)至今，已被全球主要的整車生產(chǎn)企業(yè)、電機生產(chǎn)商、科研機構(gòu)及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設(shè)計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內(nèi)精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續(xù)的降噪方案提供思路。下圖所示電機的Motor-CAD模型圖，內(nèi)置式永磁同步電機，具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置在此不再贅述。
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電磁振動噪聲的相關(guān)專題、標簽、搜索
電磁振動噪聲的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Analyzing Noise, Vibration, and Harshness With Ansys Motor-CAD NVH Tuning》
作者： Shi-Uk Chung | Ansys 高級應(yīng)用工程師
編輯整理：王楊 | Ansys 主任應(yīng)用工程師
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機設(shè)計與性能的關(guān)鍵因素。過高的NVH會導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短
電機NVH測試優(yōu)化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用
在新能源汽車、工業(yè)電機、家電電機等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質(zhì)的核心指標，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩(wěn)定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎(chǔ)部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩(wěn)定基準
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機設(shè)計與性能的關(guān)鍵因素。過高的NVH會導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短、維護成本增加和客戶滿意度下降。因此，在設(shè)計階段早期解決NVH挑戰(zhàn)至關(guān)重要，以避免設(shè)計階段后期出現(xiàn)重大NVH問題。
電機NVH分析本質(zhì)上是一個結(jié)合了電磁和機械分析的、復(fù)雜的多物理場問題——因為電機NVH問題通常源于電磁力與結(jié)構(gòu)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(yù)測其NVH
在機器人日益普及的今天，無論是工廠里的機械臂、醫(yī)院中的手術(shù)機器人，還是物流倉庫中的AGV小車，它們的穩(wěn)定性、精度和靜音性能，直接決定了其在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)。
然而，振動與噪聲問題，常常成為機器人性能提升的“隱形殺手”。如何精準測量、分析與控制這些“看不見的干擾”？HBK憑借其領(lǐng)先的測試測量技術(shù)，為機器人行業(yè)提供了從傳感器到軟件的一站式振動與噪聲解決方案。
?? 振動測試
為凸顯LMS振動噪聲試驗解決方案（Simcenter Testlab & Simcenter SCADAS）的價值，我將先點明振動噪聲試驗對高端制造的重要性，再從軟硬件協(xié)同的功能、相較傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢，以及在核心行業(yè)的應(yīng)用展開，展現(xiàn)其專業(yè)性能。
在汽車、航空航天、工程機械等高端制造領(lǐng)域，振動噪聲（NVH）性能直接決定產(chǎn)品可靠性與用戶體驗，高效精準的試驗方案成為企業(yè)研發(fā)的核心支撐。西門子
這是減少齒槽轉(zhuǎn)矩（改善啟動平順性）、抑制轉(zhuǎn)矩脈動（提升運行平順性）、降低特定階次電磁振動與噪聲的核心技術(shù)。進階技術(shù)如V形斜極、交叉斜極能進一步優(yōu)化效果。但需注意，分段增加會導(dǎo)致軸向電磁力增大和磁漏增加，設(shè)計時需精細平衡諧波削弱效果與軸向力影響。
培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時間：8月14-15日
培訓(xùn)地點：武漢市江夏區(qū)華工園二路1號2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎(chǔ)的工程技術(shù)人員
培訓(xùn)目標：
? 了解關(guān)于Marc非線性熱、熱-機耦合方面的基本理論；
? 基本掌握Marc前后處理器mentat功能，熟悉mentat的操作界面；
? 掌握熱及熱機耦合仿真流程及操作；
? 掌握Marc中材料非線性，接觸非線性和熱相關(guān)性設(shè)置和定義方法
精彩直播預(yù)告
在振動與噪聲仿真問題中，通常使用傳函來表示響應(yīng)與激勵之間的關(guān)系。此類仿真在多數(shù)預(yù)報和優(yōu)化場景中效果顯著，但其前提是必須掌握載荷的頻譜特性，以便針對載荷頻譜相關(guān)的特定頻率進行傳函優(yōu)化。
然而，優(yōu)化效果仍需通過測試進行驗證。若響應(yīng)未達到優(yōu)化目標，則需重新優(yōu)化傳函。若能準確地將實際載荷直接添加于仿真模型進行分析，則可以直接從響應(yīng)頻譜中識別優(yōu)化的頻率及貢獻路徑，從而定量地驗證優(yōu)化算法
iEmSim幫助文檔中對電機電磁振動噪聲分析基本準則有詳細總結(jié)和闡述。
LMS Test.Lab 是西門子旗下（原比利時LMS國際公司開發(fā)）的一款領(lǐng)先的振動噪聲（NVH，Noise, Vibration, and Harshness）測試與分析系統(tǒng)。它廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、機械制造、能源等行業(yè)，提供高精度的數(shù)據(jù)采集、信號處理、模態(tài)分析、聲學(xué)測試等功能。憑借其強大的硬件兼容性、靈活的軟件架構(gòu)和行業(yè)領(lǐng)先的算法，LMS Test.Lab 已成為工程測試領(lǐng)域的標桿解決方案
