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000459444 0247_ $$2ISSN$$a1437-675X
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000459444 1001_ $$0P:(DE-82)012223$$aBösing, Matthias$$b0$$eAuthor
000459444 245__ $$aAcoustic modeling of electrical drives : noise and vibration synthesis based on force response superposition$$cMatthias Bösing$$honline, print
000459444 246_3 $$aAkustische Modellierung elektrischer Antriebe : Geräusch- und Schwingungssynthese mittels Überlagerung von Strukturschwingungsantworten$$yGerman
000459444 250__ $$a1. Aufl.
000459444 260__ $$aAachen$$bPublikationsserver der RWTH Aachen University$$c2014
000459444 300__ $$aXII, 188 S. . Ill., graph. Darst.
000459444 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)11$$2PUB:(DE-HGF)$$aDissertation / PhD Thesis$$bphd$$mphd
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000459444 4900_ $$aAachener Beiträge des ISEA$$v71
000459444 500__ $$aDruckausg.: Bösing, Matthias: Acoustic modeling of electrical drives
000459444 502__ $$aZugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013$$gFak06$$o2013-09-12
000459444 5203_ $$aIn der Arbeit wird eine universelle Modellierungsmethodik für das akustische Verhalten elektrischer Antriebe vorgestellt. Ziel ist es, die  Qualität der akustischen Modellierung elektrischer Antriebe zu verbessern und gleichzeitig ihre Anwendung zu vereinfachen und einer breiten Anwendergruppe zugänglich zu machen. Die Methodik basiert auf einem Systemsimulations- und einem Schwingungssyntheseansatz. Mittels des vorgestellten Verfahrens kann eine umfassende und realitätsnahe Modellierung der elektromagnetischen Geräuschanregung routinemäßig bei der Auslegung von elektrischen Antriebssystemen erfolgen. Zum Einsatz kommt ein zweistufiger Prozess. Zunächst werden offline automatisiert Kraftanregungskennfelder sowie Strukturschwingungsantworten berechnet. Hieran schließt sich als interaktiver Teil eine benutzergesteuerte Systemsimulation mit Kraftinterpolation und anschließender Schwingungssynthese an. Dieser Prozess erlaubt die Nutzung komplexer numerischer 3-D-Strukturmodelle bei gleichzeitig recheneffizienter Simulation beliebiger Betriebspunkte. Dabei lassen sich zudem Regelungseinflüsse, Raumharmonische und Schaltfrequenzkomponenten berücksichtigen. Kern der effizienten Synthese ist ein Superpositionsansatz. Für die maschineninhärenten Kraftanregungsformen werden Strukturschwingungsformen und -antworten vorherberechnet. Diese werden bei der Synthese mit den aus der Systemsimulation gewonnenen Kraftanregungsverläufen als Skalierungsfaktoren überlagert. Besonderes Augenmerk gilt der räumlichen Kraftzerlegung, so dass die zugrunde liegenden Basisfunktionen für die Aufbringung in strukturdynamischen Modellen der elektrischen Maschine geeignet sind. Der Schwingungssyntheseprozess ist für alle Maschinentypen und Bauformen geeignet, einschließlich geschrägter, Transversalfluss- oder Außenläufermaschinen. Maschinen- und Luftspaltkraftmodelle werden für permanenterregte Synchron- und Geschaltete Reluktanzmaschinen erarbeitet und in die Systemsimulation eingebettet. Veranschaulicht und verifiziert wird die Methodik anhand verschiedener Beispielmaschinen. Dabei handelt es sich um permanenterregte Synchronmaschinen für Elektro- und Hybridfahrzeuge und um eine Geschaltete Reluktanzmaschine (GRM) für Industrieanwendungen. Zur Demonstration der Anwendbarkeit der eingeführten Methodik auch auf spezielle Maschinen und Betriebszustände wird abschließend das akustische Verhalten eines Außenläufer-GRM-Traktionsantriebs mit verteiltem Umrichter in verschiedenen Fehlerzuständen synthetisiert.$$lger
000459444 520__ $$aThis thesis presents a universal acoustic modeling process for efficient, high-quality modeling of the electromagnetically-excited acoustic noise of electrical drives. The process integrates well into the drive design process and realistic acoustic modeling of the electromagnetic noise excitation can be routinely performed. The resulting vibrations are displayed and auralized. The vibration synthesis process can be applied to all machine types and geometric configurations, including outer-rotor and transversal-flux machines as well as machines with rotor or stator skew. Machine and air-gap force models have been developed and implemented into the system simulation for permanent magnet synchronous machines including spatial harmonics as well as for switched reluctance machines. Switching frequencies and spatial machine harmonics are routinely taken into account. Sound radiation or transfers path analyses can be added and analytical or measured models be integrated. The approach combines the two fast and user-interactive steps system simulation and vibration synthesis. The underlying model parameters are obtained via automated offline finite-element simulations based on generic input parameters. This allows for using complex electromagnetic and structural models without computation time becoming prohibitive. The process is illustrated and verified via several application examples. These are permanent magnet synchronous machines for electric and hybrid electric vehicles and switched reluctance drives for an industrial and a traction application.$$leng
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000459444 653_7 $$aElektroantrieb
000459444 653_7 $$aMaschinenakustik
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