Software: SimX - Nadelantrieb - Geometrie und Waerme - Konstruktionsparameter: Unterschied zwischen den Versionen
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* Nur die Windungszahl ist ein konstruktiver Parameter. | * Nur die Windungszahl ist ein konstruktiver Parameter. | ||
* Der ohmsche Widerstand ist ein "konzentrierter Parameter" eines "idealisierten 2-Pol-Elements". Der konkrete Wert ergibt sich in Abhängigkeit vom verwendeten Spulendraht, den Abmessungen der Spule und auch der aktuellen Spulentemperatur. | * Der ohmsche Widerstand ist ein "konzentrierter Parameter" eines "idealisierten 2-Pol-Elements". Der konkrete Wert ergibt sich in Abhängigkeit vom verwendeten Spulendraht, den Abmessungen der Spule und auch der aktuellen Spulentemperatur. | ||
* Um z.B. einen Prototypen des Magneten fertigen zu können, fehlen als "konstruktive Parameter" die Abmessungen der Spule (Wickelraum, Draht-Ø) und des Eisenkreises (Wandstärke, Topfgröße). | * Um z.B. 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 ersten Funktionsmusters genügt die Ermittlung der Grobgeometrie. Dafür werden lt. obiger Skizze folgende Maße definiert: | Für die Fertigung eines ersten Funktionsmusters genügt die Ermittlung der Grobgeometrie. Dafür werden lt. obiger Skizze folgende Maße definiert: | ||
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* Die Spule darf nicht zu heiß werden. | * Die Spule darf nicht zu heiß werden. | ||
* Die Spitzenwerte von Spulenstrom und -spannung dürfen nicht zu groß 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: | Bei der Suche nach einer optimalen Magnet-Geometrie sind folgende Forderungen zum Bauraum zu beachten: | ||
'''d_Magnet=20 mm''' (max. Durchmesser) | '''d_Magnet=20 mm''' (max. Durchmesser) | ||
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Version vom 5. November 2008, 22:27 Uhr
Optimale konstruktive Parameter
In der vorherigen Etappe wurden günstige Werte für die Windungszahl und den ohmschen Widerstand der Spule ermittelt:
- Nur die Windungszahl ist ein konstruktiver Parameter.
- Der ohmsche Widerstand ist ein "konzentrierter Parameter" eines "idealisierten 2-Pol-Elements". Der konkrete Wert ergibt sich in Abhängigkeit vom verwendeten Spulendraht, den Abmessungen der Spule und auch der aktuellen Spulentemperatur.
- Um z.B. 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 ersten Funktionsmusters genügt die Ermittlung der Grobgeometrie. Dafür werden lt. obiger Skizze folgende Maße 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_Winkel (Wickel-Höhe) L_Wickel (Wickel-Länge) d_Draht (Draht-Durchmesser) w_Spule (Windungszahl)
Zusätzlich benötigt man die Werte für folgende Funktionselemente:
s0_Feder (Vorspannweg der Feder) k_Feder (Elastizitätskonstante) R_Abschalt (Abschaltwiderstand)
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)
