Software: SimX - Nadelantrieb - Geometrie und Waerme - Modellverifizierung: Unterschied zwischen den Versionen
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EW_Spule.y = 3.54 mWs | EW_Spule.y = 3.54 mWs |
Version vom 7. Juni 2021, 14:58 Uhr
Nun kommt das schwierigste Problem: die richtigen Simulationsergebnisse in Hinblick auf die im Modell berücksichtigten Effekte zu erhalten (Verifizierung="richtige" Berechnung nachweisen).
Hinweis: Das "richtige" Berechnen bedeutet nicht, dass das Modell in Hinblick auf die Realität ein hinreichend genaues Verhalten zeigt. Nur durch zusätzliche Validierung kann man die gewünschte Glaubwürdigkeit des Modellverhaltens "absichern".
Da im Rahmen der Lehrveranstaltung nur begrenzt Zeit ist, soll das Modellverhalten mit der vorgegebenen Simulationssteuerung und anhand folgender Parameter überprüft werden (nicht aufgeführte Werte wie in vorherigen Etappen präzisiert!):
Hysterese = Wie in Etappe2 vorgegeben Phidot0 = 0 Wb/s und fixiert im Wirbelstrom-Element Diode = "Reale Diode" mit Standardparametern Widerstand = 1000 Ohm Spannung = 24 V Nadel.x0 = 0.15 mm Feder.k = 20 N/mm (mit Vorspannung für 20g!) d_Anker = 10 mm w_Spule = 500 R20_Spule = 4 Ohm d_Magnet = 20 mm T_Spule = 100°C K_FeInnen = 0.1 k_Wickel = 0.8 Restspalt = 50 µm SpulWand = 0.3 mm rho_Fe = 7.8 g/cm³ rho_Cu = 1.6E-8 Ohm*m kth_Cu = 0.0039 (1/K) kth_Kuehl = 12 W/(K*m²) Re_Eisen = 1.5 mOhm ("richtiger" Wirbelstrom!)
Ergebnisse von "Geometrie":
A_Anker = 0.785398 cm² Deckel = 2.5 mm Wand = 1.33975 mm h_Wickel = 3.36025 mm d_innen = 10.6 mm d_aussen = 17.3205 mm L_innen = 33.3009 mm L_aussen = 54.414 mm L_mittel = 43.8574 mm d_Draht = 0.334189 mm L_Wickel = 16.3148 mm L_Anker = 8.23826 mm V_Anker = 0.647031 cm³ m_Anker = 5.04684 g L_Kern = 11.1765 mm L_Eisen = 58.8296 mm L_Magnet = 21.9148 mm L_FeInnen = 5.8830 mm L_FeAussen = 52.9466 mm Re_FeInnen = 15 mOhm Re_FeAussen= 1.66667 mOhm R_Spule = 5.248 Ohm A_Kuehl = 20.0526 cm² Rth_Kuehl = 41.5573 K/W
Ergebnisse der Dynamiksimulation: (Klammerwerte für "Draht" anstatt Diode)
Praegung.y = 1.000 tZyklus.y = 4.92 ms (4.94 ms) Riss.y = 2.134 ms vMax.y =-159.26 V (-158.64 V) iMax.y = 0.7225 A (0.7464 A)
Ergebnisse der Spulen-Erwärmung: (Klammerwerte für "Draht" anstatt Diode)
EW_Spule.y = 3.54 mWs PW_Mittel.y= 0.719 W (0.716 W) dT_Spule.y = 29.9 K (29.8 K)
Hinweis: Die letzten Ergebnisstellen sind teilweise gerundet. Auch kleine Abweichungen von den aufgelisteten Werten deuten auf Fehler im Modell! Bei den Ergebnissen der Dynamiksimulation, zu denen auch die Wärme-Werte gehören, kann man eine Abweichung in der 3. Ziffernstelle akzeptieren. Ursache ist das numerische Rauschen beim Lösen der Differentialgleichungen im Zeitbereich.
- Achtung: Teilnehmer der Lehrveranstaltung "Optimierung" erzeugen von dem verifizierten Simulationsmodell eine Kopie Etappe_xx_verifiziert.isx mit xx=Teilnehmernummer 01..99 zum Nachweis der exakten Funktion des Modells.