MANATEE software

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EOMYS entwickelt und vertreibt MANATEE (Magnetic Acoustic Noise Analysis Tool for Electrical Engineering), eine einzigartige Simulationssoftware, die sich der vibro-akustischen Designoptimierung und Auslegung von elektrischen Maschinen unter elektromagnetischer Anregung widmet (im Automobilbereich auch e-NVH genannt, z.B. bei EV HEV NVH).

Die Vorteile von MANATEE® im Vergleich zu multiphysikalischen numerischen Software-Suites lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  1. vordefinierte multiphysikalische Kopplungen für ein verkürztes Simulations-Setup (Kopplungen von Elektromagnetik, Strukturmechanik und Akustik nicht notwendig)
  2. verschiedene Modellierungsebenen für den Einsatz sowohl in der frühen Entwurfsphase (NVH-Ranking von E-Maschinen in wenigen Berechnungssekunden bis zu 20 kHz) als auch für den detaillierten vibroakustischen Entwurf (optimierte Kopplung mit struktureller & akustischer FEA)
  3. fortschrittliche NVH-Fehlerbehebungstools mit mehr als 150 integrierten grafischen Nachbearbeitungsfunktionen
  4. direkte Umsetzung der wichtigsten Geräuschreduzierungsstechniken (z.B. Schrägstellung, Kerbung, Polformung, Strominjektion, RPWM) sowie Fehler und Asymmetrien (z.B. Exzentrizitäten, ungleichmäßiger Luftspalt, Polverschiebung und Entmagnetisierung)
  5. zahlreiche industrielle Validierungsfälle einschließlich Schallleistungspegel bei variabler Geschwindigkeit, sowie mehrere andere Fälle einschließlich akademischer Validierungsfälle. MANATEE wird regelmäßig in technischen Veröffentlichungen verwendet und basiert auf dem Open-Source-Projekt PYLEECAN
  6. keine parasitären Oberschwingungen aufgrund von Remeshing, Magnetkraftinterpolation oder Feldprojektion - alle Oberschwingungen können basierend auf analytischen Gleichungen gefiltert werden.

Basierend auf leistungsfähigen Berechnungsalgorithmen wie der elektromagnetischen Schwingungssynthese und dem Lastextrapolationsalgorithmus können akustische Geräusche und Vibrationen aufgrund von Maxwell-Kräften sowohl in der Grundlagen- als auch in der Detailkonstruktionsphase in allen Betriebspunkten der E-Maschine schnell und genau berechnet werden.

Eine einzigartige Kombination aus elektrotechnischem und vibroakustischem Wissen ermöglicht es, die Grundursache von Geräuschen, Vibrationen und Härte zu verstehen und verschiedene akustische Geräuschreduzierungsstechniken bei der elektromagnetischen und strukturellen Auslegung von Elektromotoren zu implementieren. MANATEE kann nach der Konzeption als Fehlerdiagnosetool für geräuschintensive elektrische Maschinen eingesetzt werden.

MANATEE NVH simulation workflow
MANATEE NVH simulation workflow

Diese Eigenschaften machen MANATEE zu einem unverzichtbaren Tool für Konstrukteure elektrischer Maschinen bzw. Maschinenbauer, die das NVH-Kriterium in der Entwurfsphase berücksichtigen müssen, aber auch zu einer elektromagnetischen Auslegungssoftware, die im Vergleich zu anderen Softwarelösungen offener und flexibler ist. Die automatisierte Kopplung von MANATEE mit FEMM ermöglicht eine effiziente Hybridisierung von numerischen und halb-analytischen magnetischen Modellen für die schnelle und genaue Bewertung elektromagnetischer Anregungen.

MANATEE enthält auch Optimierungs- und Parameter-Sweep-Module, die dabei helfen, den optimalen Kompromiss zwischen elektromagnetischen und vibroakustischen Leistungen einer elektrischen Maschine zu finden, um zusätzliche Kosten (wie z.B. Austausch des Rotors, Neuwicklung des Stators, Verwendung von akustischer Isolierung oder Schwingungsdämpfern) zu vermeiden, sollte der Schall- oder Schwingungspegel nach der Herstellung unerwartet hoch sein.

Die einzigartigen Algorithmen von MANATEE liefern den Schalldruck und Leistungspegel bis zu 20 kHz bei variabler Drehzahl innerhalb weniger Sekunden nach der Berechnung:

Variable speed sound pressure level spectrum
Variable speed sound pressure level spectrum

Im Gegensatz zu einer Finite-Element-basierten multiphysikalischen Simulationskette kann MANATEE bei frühen elektromagnetischen Auslegungsoptimierungsschleifen (z.B. Optimierung der Nut- und Polzahlkombination, Optimierung der Magnetform) eingesetzt werden und erfasst das NVH-Verhalten des Elektromotors über den gesamten Betriebsbereich (Noise Maps) innerhalb einer angemessenen Zeit. Elektromagnetische, strukturelle und akustische Modelle sind nahtlos gekoppelt.

MANATEE-Software neue Version 2.0
EOMYS arbeitet intensiv an einer brandneuen Version der MANATEE Software, genannt MANATEE V2. MANATEE V2 wird mit Python in einem leistungsstarken objektorientierten Programmieransatz entwickelt.
Im Vergleich zu früheren Versionen ist für MANATEE V2 keine Software von Drittanbietern wie Matlab erforderlich. Es wird zudem eine völlig neue grafische Benutzeroberfläche vorgeschlagen.
Viel Arbeit wurde investiert, um MANATEE intuitiver und noch benutzerfreundlicher zu gestalten.
Der e-NVH Kundenconsultingsupport, der weit mehr als eine einfache IT-Unterstützung ist, da er entweder für die spezielle Beratung bei der NVH-Auslegung von E-Motoren oder für die kundenspezifische Softwareentwicklung genutzt werden kann, ist nach wie vor in allen unseren Leasing-Angeboten enthalten.

Die Freigabe ist für Anfang 2021 geplant.

Eine allgemeine Präsentation der MANATEE-Software ist hier verfügbar:

PDF - 6.7 MB

MANATEE enthält mehr als 150 Plot-Befehle, die physikalische Einblicke in die Simulationsergebnisse geben (z.B. FFTs, operative Verformungen, order tracking, analytische harmonische Ausdrücke). Sie sind über die Befehlszeile zugänglich und werden im Teil Plot-Befehle detailliert beschrieben.

Eine Online-Hilfe ist als kurze Fragen/Antworten in der HowTos-Rubrik verfügbar. Sie decken alle Funktionalitäten von MANATEE ab.

Einige fortgeschrittenere Tutorials, die den gesamten Simulationsprozess von der Elektromagnetik bis zur Vibroakustik auf verschiedenen Maschinentopologien abdecken, sind im Abschnitt Tutorials zu finden.

Alle elektrischen, elektromagnetischen, mechanischen und akustischen Validierungen von MANATEE sind im Abschnitt Validierungen zu finden.

Informationen zu den Lizenzen finden Sie im Teil Lizenz.

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