达索系统SIMULIA感应电机用户优化实例

时间:2026-09-03 16:30:00 - 2026-09-03 17:30:00
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行业面临的挑战

高频噪声凸显:随着汽车电气化的转型,由于失去了内燃机噪声的掩蔽效应,电机产生的高频啸叫单音噪声(tonal noise)变得极易让客户感到不适,已成为整车厂(OEM)面临的重大NVH问题。

研发成本与多物理场平衡:电机设计具有多物理场特性,工程师经常需要在功率、效率、热管理、封装和NVH之间寻求平衡。如果在量产后期才处理噪声问题,将产生高昂的成本,因此在设计早期阶段关注NVH至关重要。

异步电机NVH研究匮乏:尽管鼠笼式异步电机(SCIM)因其高可靠性、成本效益和较低的环境影响而日益受欢迎,但目前针对电机降噪的研究大多集中在永磁同步电机(PMSM)上,关于异步电机NVH方面的讨论仍然相对有限。


Manatee用户研发探索

提出核心设计原则:研究确立了设计低噪声SCIM的关键原则,即在电机的整个工作频率范围内,必须避免磁力波数(wavenumber)r 与定子结构的圆周模态阶数 N发生重合,以防止激发定子结构共振。

通过仿真进行设计空间探索:研究团队在48槽定子、4极配置的框架下,通过解析仿真对转子槽数(36至59槽)进行了参数化扫描探索(DOE)。研究发现,定转子槽数组合的选择至关重要,不同的组合会导致声功率级出现超过40dB的显著差异。研究结合了基础磁学/声振模型进行初筛,并使用详细的多物理场有限元分析(包含等效电路、电磁FEA和全电驱系统结构FEA)以确保结果准确。

新方案设计与物理验证:案例深入分析了一款产生高噪声的41槽转子设计,发现其根本原因是波数 r=-3 的电磁力激振与定子 N=3 模态在7000~8000Hz范围内发生了共振。作为解决方案,研究案例优选并制造了一款36槽转子(48s36r4p)的物理样机,该设计将关键波数(0和-4)对应的频率推高至10000Hz以上,成功避开了关注的频率范围。最终的台架测试证实,36槽转子设计相比原设计实现了超过30dB的显著噪声改善。

明确设计优先级:研究强调,虽然可以通过转子斜槽、优化槽形、添加凹槽或电流谐波注入等其他技术来降噪,但选择合适的定转子槽数组合仍然是决定SCIM电机NVH性能的最主要因素。


演讲亮点

本次研讨会将会在9月3日(星期四)下午4:30开启,聚焦SIMULIA Manatee软件用户的实际案例,演讲内容主要涵盖以下内容:

1. 电动机NVH基础介绍

2. 感应电机NVH分析的理论基础

3. SIMULIA Manatee真实用户案例分享


讲师介绍

倪思杰 博士  - 达索系统SIMULIA研发技术专家

倪思杰 博士  - 达索系统SIMULIA研发技术专家

倪思杰,现任达索系统SIMULIA电机仿真技术专家。他于2024年完成法国国家电气EE4.0博士后研究项目出站。于2023年获得法国阿尔图瓦大学电气工程博士学位,博士研究课题是被动式阻尼绕组对电动机振动噪音的抑制。他双硕士学位先后毕业于格勒诺布尔国立理工学院能源水环境工程学院及巴黎萨克雷大学,研究专长涵盖电机降噪与优化领域。

在达索系统担任Manatee软件的SIMULIA研发技术专家,使他得以延续电机领域的研究,并有机会接触前沿技术。Manatee软件是一款卓越的产品,彻底革新了人们对电机多物理场仿真的认知。能参与该软件的开发令他深感荣幸,更期待向用户展示其价值。


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9月3日(星期四),不见不散!报名确认成功后,将获得参会链接及参会码


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