Akustik und Schwingungen elektrischer Traktionsmaschinen

Die Elektrifizierung von Antriebssystemen in der Automobilindustrie, im Schienenverkehr und in der Industrie hat die Anforderungen an Akustik und Schwingungsverhalten grundlegend verändert. Elektrische Traktionsmaschinen erzeugen spezifische elektromagnetische Geräusche und Vibrationen, die den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen und strenge NVH-Anforderungen verletzen können. Tonale Anteile höherer Ordnungen, Drehmomentpulsationen und hochfrequente Schaltvorgänge durch Wechselrichter und Pulsweitenmodulation führen zu unerwünschten Geräuschentwicklungen. Ingenieure in Entwicklung, Konstruktion und Qualitätssicherung stehen vor der Herausforderung, diese Anregungs- und Übertragungsmechanismen zu verstehen, präzise zu analysieren und durch gezielte Maßnahmen zu minimieren.

Dieses Seminar vermittelt praxisorientiertes Fachwissen zu den physikalischen Grundlagen von Akustik und Schwingungen in elektrischen Traktionsmaschinen. Die Teilnehmenden lernen, parasitäre Effekte und die Esson'sche Leistungszahl zu bewerten, Radialkraftzugwellen systematisch zu berechnen und Wasserfalldiagramme bei Wechselrichter- und Sinusspeisung auszuwerten. Der Zusammenhang zwischen Taktfrequenz und Tonfrequenz wird ebenso behandelt wie Schallleistungs- und Schalldruckpegel sowie die menschliche Geräuschempfindung. Best Practices zur Minderung elektromagnetischer Geräusche und zur Optimierung des Schwingungsverhaltens befähigen Fachkräfte, akustische Herausforderungen frühzeitig zu erkennen, Lösungsstrategien fundiert zu entwickeln und die Performance elektrischer Antriebe nachhaltig zu verbessern.

Agenda

• Parasitäre Effekte, Esson´sche Leistungszahl
• Wechselrichterspeisung (Grund – und Oberschwingungen)
• Drehmomentpulsationen, Torsionsschwingungen
• Akustik und Ursachen von Geräuschen elektrischer Maschinen
• Geräuschempfindung des menschlichen Ohres
• Schallleistung, Schallleistungspegel, Schalldruck, Schalldruckpegel
• Berechnung der Radialkraftzugwellen, radiale und tangentiale Kräfte
• Zusammenhang Taktfrequenz – Tonfrequenz
• Beispiele bei WR und Sinusspeisung (Wasserfalldiagramme)
• Maßnahmen zur Minderung der elektromagnetischen Geräusche

Ziele

Nach Abschluss des Seminars sind die Teilnehmenden in der Lage...

• die physikalischen Grundlagen von Akustik und Schwingungen in elektrischen Traktionsmaschinen zu erklären,
• parasitäre Effekte und die Esson'sche Leistungszahl zu bewerten und deren Einfluss auf die Maschinenleistung zu analysieren,
• die Auswirkungen von Wechselrichterspeisung auf Grund- und Oberschwingungen zu verstehen und für die Auslegung zu nutzen,
• Drehmomentpulsationen und Torsionsschwingungen zu identifizieren und deren Ursachen zu analysieren,
• die Zusammenhänge zwischen Schallleistung, Schalldruckpegel und menschlicher Geräuschempfindung zu interpretieren,
• Radialkraftzugwellen sowie radiale und tangentiale Kräfte systematisch zu berechnen,
• den Zusammenhang zwischen Taktfrequenz und Tonfrequenz zu verstehen und anzuwenden,
• Wasserfalldiagramme bei Wechselrichter- und Sinusspeisung auszuwerten und zu interpretieren,
• gezielte Maßnahmen zur Minderung elektromagnetischer Geräusche zu entwickeln und umzusetzen.

Zielgruppe

Konstrukteure und Produktentwickler, Fertigungsplaner, Technische Einkäufer, Prozessplaner, QS-Verantwortliche, Projektleiter Produktentwicklung, Technische Betriebsleiter, Produktionsleiter