Simcenter 3D 음향 2512와 Simcenter E-머신 디자인이 협력하여 새로운 전기 모터 NVH 분석 도구를 소개합니다.
전기화가 호황을 누리고 있으며, 이에 따라 점점 더 조용하고 편안한 제품에 대한 고객 수요가 증가하고 있습니다! 이는 중요한 과제를 야기합니다: 고성능이면서도 믿을 수 없을 정도로 조용한 전기 모터를 어떻게 설계할 수 있을까요?
그렇기 때문에 소음, 진동 및 가혹성(NVH)을 원천적으로 다루는 것은 정교한 전력 전자 장치와 제어 시스템을 포함한 전기 모터 설계에서 협상할 수 없게 되었습니다. 이제 전기 모터 설계, 특히 자동차 및 산업 응용 분야에서 중요한 KPI가 되었습니다. 비용이 많이 드는 수정을 피하고 프로토타입 테스트를 줄이며 혁신을 더 빠르고 조용하게 시장에 출시하기 위해서는 더 빠르고 정확한 NVH 예측이 필요합니다.
Simcenter 3D 음향 2512와 Simcenter E-머신 디자인 2512는 새로운 e-모터 NVH 분석 도구인 E-모터 진동 합성(EMVS)을 소개합니다. 이 전용 "전류 대 잡음" 프로세스는 맞춤형 워크플로우와 효율적인 EMAG 및 NVH 축소 주문 모델(ROM)을 결합하여 빠르고 e-모터에 특화된 NVH 인사이트를 제공합니다. NVH 초보자와 전문가 모두에게 완벽합니다!
Simcenter 3D 음향, 전기 모터 NVH 예측을 위한 고급 기능 제공
지난 수십 년 동안 지멘스는 전기 파워트레인의 NVH 심층 분석을 위한 고도의 고효율 워크플로우를 개발해 왔습니다. 아래에 표시된 워크플로우는 소음 및 진동 발생 과정의 각 단계를 고려합니다. 전기장을 유도하는 전류부터 다양한 모터 구성 요소의 표면까지, 다중 RPM 결합 진동음향 유한요소(FE) 모델의 고효율 해상도까지.
워크플로우에는 e-모터 부하에 특별히 맞춘 포스 매핑 전략, 파워트레인 NVH 예측 성능에 최적화된 최첨단 FE 솔버, 시뮬레이션 프로세스의 각 단계에 대한 제어 및 심층 NVH 특정 후처리가 포함됩니다. 따라서 Siemens는 NVH 전문가들이 소음과 진동이 어떻게 발생하는지 완전히 이해하고 이 지식을 활용하여 효율적이고 효과적인 완화 조치를 구현할 수 있도록 합니다.
필요한 NVH 시뮬레이션 전문성과 처리량 측면에서 모두 측정합니다. 또한 전기 기계의 작동 조건이 전체 워크플로우의 시작점이기 때문에 원하는 모터 작동 지점이 지속적으로 변경되는 초기 설계 단계에서 반복 작업을 수행하는 데는 매우 많은 시간이 소요됩니다.
2512년 출시된 SimCenter 3D Aquosics와 SimCenter E-Machine Design은 개발 초기 및 후기 단계에서 빠른 e-모터 NVH 평가를 위한 새로운 보완적인 "전류-잡음" EMVS 워크플로우를 제공합니다. EMAG와 NVH ROM의 계산 효율성과 정확성을 결합함으로써, 주요 e-모터 NVH 특성을 위의 세부 프로세스와 동일한 정확도로 몇 분 만에 예측할 수 있습니다. 또한, 이러한 고충실도 ROM을 생성하기 위한 가이드 워크플로우를 제공함으로써 이제 비NVH 시뮬레이션 전문가들을 위한 Siemens의 e-모터 NVH 솔루션의 전체 강도와 깊이를 확인할 수 있습니다. 이 새로운 워크플로우의 다양한 단계는 아래와 같습니다.
EMVS 워크플로우 2단계: 바이브로어쿠스틱 ROM 생성
이 새로운 전기 모터 NVH 프로세스의 다음 단계는 새로운 Simcenter 3D 음향 EMVS 애플리케이션을 사용하여 EMVS 워크플로우의 향상된 계산 효율성을 실현하는 구조적 동적 및 진동 음향 ROM을 쉽게 설정할 수 있도록 합니다.
사용하기 쉬운 단계별 가이드 워크플로우는 사용자가 이러한 모델을 견고하게 만들 수 있도록 도와주며, 파워트레인 NVH 예측을 위해 Siemens의 수십 년간 지속된 모범 사례와 기술을 모두 활용합니다. 전체 워크플로우는 아래에 설명되어 있습니다.
EMVS 워크플로우 3단계: 빠른 솔루션과 심층적인 사후 처리
구조 동적 또는 진동 음향 ROM을 사용할 수 있게 되면, 이를 1단계에서 생성된 EMAG ROM과 결합하여 전기 모터의 작동 부하에 의해 발생하는 음압, 음향 소음 또는 구조 진동을 예측할 수 있습니다.
Simcenter 3D 2512에서 사용자는 이제 몇 시간이 아닌 몇 분 만에 이러한 응답을 매우 효율적인 방식으로 얻을 수 있습니다. 모두 조립된 파워트레인의 전체 NVH 모델과 동일한 복잡한 물리학과 충실도 수준을 사용하면서 말입니다. 또한 두 ROM은 실제 작동 조건과 무관하므로 다른 부하 조건의 분석은 이 마지막 단계의 반복만 필요합니다.
등가 방사 전력(ERP)이나 파워트레인 표면 속도와 같은 대략적인 진동-음향 성능 지표를 계산할 수 있을 뿐만 아니라, 마이크 포인트나 메시 내의 상세한 음향 압력과 전력장도 계산할 수 있는 능력은 이러한 유형의 분석에서 매우 독특한 능력입니다.
전기 모터의 토폴로지가 NVH 성능에 어떻게 기여하는지에 대한 철저한 인사이트를 얻기 위해 SimCenter 3D 2512 E-모터 진동 합성 음향 버티컬은 다음과 같은 전용 전기 모터 NVH 후처리 기능을 도입합니다:
- 구조-동적 및 진동-음향 ROM 민감도 시각화를 통해 e-모터 구조에 의해 서로 다른 공간 고조파 에어갭 여기가 얼마나 강하게 증폭되어 소음 및 진동 응답을 생성하는지 보여줍니다.
- 동기화된 폭포와 기계적 순서 절단 플롯을 통해 다양한 작동 속도에서 전체 소음 신호를 분석하고 파워트레인 소음 성능을 정량화할 수 있습니다.
- 지배적인 기계적 질서가 확인되면, 고급 기여 분석 도구를 사용하여 개별 질서 절단 응답을 다양한 에어갭 힘 공간 조화 성분의 기여로 분해하고 실제 NVH 응답이 높은 여기 수준, 이 성분에 대한 e-모터 구조의 높은 민감도 또는 이 둘의 조합에 의해 발생하는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
이 기능은 가장 효과적인 NVH 완화 전략(전자 모터 설계 변경, 구조물의 기계 설계 변경 또는 이 둘의 조합)에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.
이러한 기능은 아래 영화에 나와 있습니다.
결론
NVH 초보자와 전기 모터 디자인의 NVH 동작을 효율적이고 정확하게 분석하고자 하는 진동음향 전문가 모두에게 새로운 "E-모터 진동 합성" 기능은 Simcenter 3D 음향 버티컬 및 Simcenter E-머신 디자인 제품에 통합된 엔드투엔드 "전류 대 잡음" 워크플로우를 쉽게 사용할 수 있게 해줍니다.
엔지니어들은 특히 복잡한 E-모터 다중 속성 균형을 다룰 때 NVH 분석을 빠르고 정확하게 수행해야 하는 과제에 직면하는 경우가 많습니다.
EMVS 워크플로우는 NVH 프로세스 효율성을 크게 향상시켜 e-모터 축소 주문 모델을 생성하고 완전한 FEM 정확도와 현실적인 부하를 통해 NVH 결과를 최대 100배 더 빠르게 제공하는 단계별 워크플로우를 제공합니다. 이러한 향상은 다양한 e-모터 작동 조건에서 빠른 반복을 가능하게 하며, 전용 후처리 기능을 통해 NVH 응답에 대한 구체적인 e-모터 관련 인사이트를 제공합니다.
[출처]https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/e-motor-vibration-synthesis-for-efficient-high-fidelity-enoise-evaluation-whats-new-in-simcenter-3d-acoustics-2512/
