Software: SimX - Einfuehrung - DC-Motor - Einschaltstrom

↑

← →

Einschaltstrom-Experiment

• Damit man der Verlauf des Motorstroms nach dem Einschalten betrachten kann, muss man zuvor diese Ergebnisgröße für die Darstellung auswählen (mittels rechten Mausklick auf Motor):
  
• Es wird ein leeres Ergebnisfenster für den Motor-Strom geöffnet, da wir noch keine Simulation gestartet hatten.
• Wir starten einfach mal einen Simulationslauf, um zu sehen, was passiert (Simulation > Start).
• Im Ergebnisfenster wird nun ein konstanter Strom von 4,8 A im Zeitbereich von 0 bis 1 Sekunde angezeigt. Das war laut Ohmschen Gesetz bei V=24 V und R=5 Ohm zu erwarten:
  
• Im Motor befindet sich jedoch eine Spule, welche eine bestimmte Induktivität besitzt. Deshalb dürfte der Strom nicht "schlagartig" seinen Endwert erreichen, sondern muss vom Wert=0 A kontinuierlich ansteigen.
• Der standardmäßig simulierte Zeitbereich von 1 s ist für unsere Spule viel zu groß! Die Zeitkonstante T für den Stromanstieg beträgt

T=L/R=0.002/5 s=0.4 ms

• Da nach ungefähr der dreifachen Zeitkonstante der Endwert des Stromes fast erreicht ist, genügt eine Simulationszeit von tStop=4 ms.
• Die Simulation - Einstellungen Transient gestatten neben vielen anderen Einstellungen auch die Festlegung des berechneten Zeitbereiches:
  • Wir verringern in der Registerkarte "Allgemein" tStop=4 ms.
  • Nach Simulation > Rücksetzten Starten wir erneut einen Simulationslauf.
  • Statt des erwarteten stetigen Stromanstieges sehen wir nun einen ziemlich eckigen Verlauf:
    
  • Ursache ist die "minimale Ausgabeschrittweite" dtProtMin=1 ms. Die Stromkurve wird demzufolge im Beispiel aus Geradenstücken von 1 ms Länge approximiert!
  • Damit Kurvendarstellungen unabhängig vom Zeitbereich einigermaßen "rund" sind, sollte man die Ausgabeschrittweite abhängig vom berechneten Zeitbereich machen. Für die Max. Rechenschrittweite ist z.B. standardmäßig dtMax=(tStop-tStart)/100 eingetragen.
  • So soll auch die Ausgabeschrittweite angepasst werden: dtProtMin=(tStop-tStart)/100.
  • Zusätzlich sollte die Protokollierung von Ergebnissen "Nach mindestens dtProtMin sowie vor und nach Ereignissen" erfolgen. Damit werden auch Unstetigkeiten in Signalverläufen "exakt" abgebildet:
    
  • Nun müsste nach erneuter Simulationsrechnung ein knickfreier Stromverlauf sichtbar sein:
    
• Im folgenden Experiment werden wir die Drehung des Motors und die Rückwirkung der Motor-Drehung auf den zeitlichen Verlauf des Stroms untersuchen.

← →