Software: SimX - Nadelantrieb - Aktordynamik - Wirbelstrom-Modell: Unterschied zwischen den Versionen
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* Der Enstrom '''I<sub>end</sub>''' wird bestimmt durch die verwendete Betriebsspannung '''U''' und dem ohmschen Widerstand '''R<sub>Cu</sub>''' des Spulendrahtes. | * Der Enstrom '''I<sub>end</sub>''' wird bestimmt durch die verwendete Betriebsspannung '''U''' und dem ohmschen Widerstand '''R<sub>Cu</sub>''' des Spulendrahtes. | ||
* Der Stromsprung '''I<sub>0</sub>''' resultiert aus dem praktisch sofort fließenden Wirbelstrom mit seinen ohmschen Verlusten in den Eisen-Elementen. Diese Verlustenergie ''' | * Der Stromsprung '''I<sub>0</sub>''' resultiert aus dem praktisch sofort fließenden Wirbelstrom mit seinen ohmschen Verlusten in den Eisen-Elementen. Diese Verlustenergie '''EW=U·I<sub>0</sub>''' wird von der Spannungsquelle sofort bereitgestellt. | ||
* Der Wert von '''I<sub>0</sub>''' liegt bei realen Magneten bezogen auf '''I<sub>end</sub>''' bei maximal 5 bis 10%, wenn der Magnetkreis massive Eisenabschnitte enthält. Verwendet man geblechte Eisenkreise, so liegt dieser Sprung unter 1% und ist im Mess-Signal häufig kaum erkennbar. | |||
Wir werden unser Modell nun so umgestalten, dass wir den Wirbelstrom schrittweise in seiner Wirkung immer realistischer nachbilden. | |||
'''''Wichtig:''''' <br>Um unseren bisherigen Bearbeitungszustand nicht zu zerstören, erzeugen wir aus ''Etappe2a_xx.ism'' eine Kopie '''''Etappe2b_xx.ism''''', mit der wir jetzt arbeiten. Wir können dann auch jederzeit die Auswirkung der zusätzlich berücksichtigten Effekte vergleichend analysieren! | |||
Version vom 28. Oktober 2009, 11:05 Uhr
Wirbelströme entstehen durch Induktionsspannungen in elektrisch leitfähigen Materialien bei zeitlicher Änderung des sie durchdringenden magnetischen Flusses. Aus den Wirbelströmen resultiert entsprechend der Lenzschen Regel ein magnetisches Gegenfeld, welches das erzeugende Feld abschwächt:
- Infolge dieser Gegenwirkung wird die Feldänderung im Magnetkreis verzögert. Damit bewirken die Wirbelströme eine Ein- und Ausschaltverzögerung bei elektro-magnetischen Aktoren.
- Insbesondere bei schnellen Feldänderungen kommt zu einer Feldverdrängung im Eisen. Dadurch verringert sich die effektiv durchströmte Fläche, was den magnetischen Widerstand der Eisen-Elemente in Abhängigkeit von der Feldänderungsgeschwindigkeit erhöht.
- Die Wirbelströme bewirken über die ohmschen Verluste entlang ihrer Bahn eine Erwärmung des Eisenmaterials.
Mit sehr großem Berechnungsaufwand kann mit Finite-Element-Simulationen die Wirkunng der Wirbelströme innerhalb eines Magnetkreises detailliert untersuchen. Das ist innerhalb der System-Simulation mit Netzwerk-Modellen nur sehr eingeschränkt möglich!
Wir beschränken uns deshalb im Folgenden auf eine Nachbildung der Verzögerung der Feldänderung im Magnetkreis und die Auswirkung der Wirbelströme auf den Spulenstrom:
- Eine Messung des zeitlichen Verlaufs des Einschaltstroms an einem unbeweglichem Elektromagneten ergibt ohne Berücksichtigung der austeuerabhängigen Permeabilität qualitativ folgende Stromverläufe:
- Der Enstrom Iend wird bestimmt durch die verwendete Betriebsspannung U und dem ohmschen Widerstand RCu des Spulendrahtes.
- Der Stromsprung I0 resultiert aus dem praktisch sofort fließenden Wirbelstrom mit seinen ohmschen Verlusten in den Eisen-Elementen. Diese Verlustenergie EW=U·I0 wird von der Spannungsquelle sofort bereitgestellt.
- Der Wert von I0 liegt bei realen Magneten bezogen auf Iend bei maximal 5 bis 10%, wenn der Magnetkreis massive Eisenabschnitte enthält. Verwendet man geblechte Eisenkreise, so liegt dieser Sprung unter 1% und ist im Mess-Signal häufig kaum erkennbar.
Wir werden unser Modell nun so umgestalten, dass wir den Wirbelstrom schrittweise in seiner Wirkung immer realistischer nachbilden.
Wichtig:
Um unseren bisherigen Bearbeitungszustand nicht zu zerstören, erzeugen wir aus Etappe2a_xx.ism eine Kopie Etappe2b_xx.ism, mit der wir jetzt arbeiten. Wir können dann auch jederzeit die Auswirkung der zusätzlich berücksichtigten Effekte vergleichend analysieren!
===>>> Hier geht es bald weiter !!!
