Software: SimX - Nadelantrieb - Geometrie und Waerme - Konstruktionsparameter: Unterschied zwischen den Versionen

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In der vorherigen Etappe wurden günstige Werte für die Windungszahl und den ohmschen Widerstand der Spule ermittelt:
In der vorherigen Etappe wurden günstige Werte für die Windungszahl '''w_Spule''' und den ohmschen Widerstand '''R_Spule''' der Spule ermittelt:
* Nur die Windungszahl '''w_Spule''' wird konstruktiver Parameter benutzt, indem diesen Wert vorgibt.
* Nur die Windungszahl '''w_Spule''' wird im Weiteren als konstruktiver Parameter benutzt, indem wir diesen Wert vorgeben.
* Der konkrete Wert des ohmsches Widerstands '''R_Spule''' ergibt sich aus der vorgegebenen Windungszahl in Abhängigkeit vom verwendeten Spulendraht, den Abmessungen der Spule und auch der aktuellen Spulentemperatur. Es handelt sich dann um einen "konzentrierten Parameter" des "idealisierten elektromagnetischen Wandler-Elements" aus der SimulationX-Bibliothek.  
* Der konkrete Wert des ohmsches Widerstands '''R_Spule''' ergibt sich aus der vorgegebenen Windungszahl in Abhängigkeit vom verwendeten Spulendraht, den Abmessungen der Spule und auch der aktuellen Spulentemperatur. Es handelt sich dann um einen "konzentrierten Parameter" des "idealisierten elektromagnetischen Wandler-Elements" aus der SimulationX-Bibliothek.  
* Um einen Prototypen des Magneten fertigen zu können, fehlen als "konstruktive Parameter" die Abmessungen der Spule (Wickelraum, Draht-Ø) und des Eisenkreises (Wandstärke, Topfgröße).  
* Um einen Prototypen des Magneten fertigen zu können, fehlen als "konstruktive Parameter" die Abmessungen der Spule (Wickelraum, Draht-Ø) und des Eisenkreises (Wandstärke, Topfgröße).  

Version vom 17. März 2014, 12:35 Uhr

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Optimale konstruktive Parameter
Software SimX - Nadelantrieb - Geometrie und Waerme - parameter.gif

In der vorherigen Etappe wurden günstige Werte für die Windungszahl w_Spule und den ohmschen Widerstand R_Spule der Spule ermittelt:

  • Nur die Windungszahl w_Spule wird im Weiteren als konstruktiver Parameter benutzt, indem wir diesen Wert vorgeben.
  • Der konkrete Wert des ohmsches Widerstands R_Spule ergibt sich aus der vorgegebenen Windungszahl in Abhängigkeit vom verwendeten Spulendraht, den Abmessungen der Spule und auch der aktuellen Spulentemperatur. Es handelt sich dann um einen "konzentrierten Parameter" des "idealisierten elektromagnetischen Wandler-Elements" aus der SimulationX-Bibliothek.
  • Um einen Prototypen des Magneten fertigen zu können, fehlen als "konstruktive Parameter" die Abmessungen der Spule (Wickelraum, Draht-Ø) und des Eisenkreises (Wandstärke, Topfgröße).

Für die Fertigung eines Funktionsmusters genügt die Ermittlung der Grobgeometrie. Dafür werden folgende Werte definiert: 

L_Magnet   (Magnet-Länge)
d_Magnet   (Magnet-Durchmesser) 
d_Anker    (Anker-Durchmesser) 
L_Anker    (Anker-Länge)
L_Kern     (Kern-Länge)
SpulWand   (Spulenkörper-Wandstärke)
Wand       (Topf-Wandstärke) 
Deckel     (Deckel-Dicke)
h_Wickel   (Wickel-Höhe)
L_Wickel   (Wickel-Länge)
d_Draht    (Draht-Durchmesser) 
w_Spule    (Windungszahl)
k_Wickel   (Wickelfaktor 0.8)

Zusätzlich benötigt man die Werte für folgende Funktionselemente: 

s0_Feder   (Vorspannweg der Feder)
k_Feder    (Elastizitätskonstante) 
R_Abschalt (Schutzbeschaltung der Spule)

Es sollen optimale Nennwerte für die konstruktiven Kenngrößen des Modells bestimmt werden:

  • Der Antrieb soll damit möglichst schnell sein.
  • Der Magnet muss in den vorgesehenen Bauraum passen.
  • Die Spule darf nicht zu heiß werden.
  • Die Spitzenwerte von Spulenstrom und -spannung dürfen nicht zu groß werden.

Bei der Suche nach einer optimalen Magnet-Geometrie sind folgende Forderungen zum Bauraum zu beachten: 

d_Magnet=20 mm (max. Durchmesser)
L_Magnet≤30 mm (max. Länge)
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