Identifikation körperschallinduzierender Komponenten eines elektrifizierten Luftfahrtantriebes

Kurzfassung

Bis zum Jahr 2023 strebt die Europäische Union deutliche Treibhausgasreduktionen an. Im Zuge dessen gewinnen elektrifizierte Antriebskonzepte auch in der Luftfahrt immer mehr an Bedeutung, woraus sich neue Herausforderungen bezüglich der Schallabstrahlung elektrischer Maschinen ergeben. Um ein besseres Verständnis der Schallentstehung zu erlangen, wurde ein gekoppelter Antriebsstrang, bestehend aus zwei in Reihe geschalteten permanentmagneterregten Axialflussmaschinen, experimentell untersucht. Neben Hochläufen wurden auch bei verschiedenen stationären Betriebspunkten Drehzahl und Drehmoment sowie der Schalldruckpegel im Freifeld über Mikrofone und die Oberflächenschnelle durch triaxiale Beschleunigungssensoren gemessen. Zusätzlich wurden an einigen Komponenten Modalanalysen durchgeführt. Um Rückschlüsse auf die Anregungsquellen zu ziehen, werden spektrale Maxima der gemessenen Größen mit charakteristischen Frequenzen aus der Literatur verglichen. Als Eingangsparameter dienen die Informationen aus Produktdatenblättern, wie etwa die Polpaarzahl der Maschine. Es lässt sich feststellen, dass sich distinkte Frequenzbereiche für drehzahlabhängige, drehzahlunabhängige, lastabhängige sowie lastunabhängige Quellen ergeben. Die Identifikation der Komponenten im Spektrum erlaubt in Kombination mit den Ergebnissen der Modalanalysen die Feststellung, welche maschinencharakteristischen Eigenschaften bei welchen Drehzahlen potenziell für die Anregung von Eigenfrequenzen verantwortlich sind.