Software: SimX - Nadelantrieb - Geometrie und Waerme - Waermemodell: Unterschied zwischen den Versionen
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Rth_Kuehl :=1/(A_Kuehl*kth_Kuehl); | Rth_Kuehl :=1/(A_Kuehl*kth_Kuehl); | ||
'''Abgeleitete Element-Typen''':<br> | |||
Infolge der objektorientierten Modellierung ist es möglich, vorhandene Element-Typen um zusätzliche Eigenschaften zu erweitern. Dazu definiert man innerhalb von ''SimulationX'' mittels des Type-Designers sogenannte abgeleitete Elemente: | |||
* Abgeleitete Element-Typen übernehmen alle Eigenschaften vom ursprünglichen Element-Typ (z.B. Anschlüsse, Parameter, Variablen, Algorithmen, Gleichungen). | |||
* Man kann zusätzliche Eigenschaften ergänzen, wobei man auf den vorhandenen Eigenschaften aufbaut. | |||
* Im Beispiel bietet es sich an, die Spule, welche bisher nur die Eigenschaften eines elektro-magnetischen Wandlers enthält, um die Berechnung der Verlustleistung und der daraus resultierenden Erwärmung zu ergänzen. | |||
* Leider ist es seit der Version SimulationX 3.7 mit der Studenten-Lizenz nicht mehr möglich, ein nur 1x erwendbares Element abzuleiten! | |||
* Aus diesem Grund soll diese Berechnung in Form von Signalgliedern (Function) erfolgen. | |||
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# Ermitteln der elektrischen Verlustleistung '''''PW''''' im Spulendraht. | # Ermitteln der elektrischen Verlustleistung '''''PW''''' im Spulendraht. | ||
# Aufintegration (Siehe SimulationX-Hilfe) der Wärmeenergie '''''EW''''' aus '''''PW''''' während eines Simulationslaufes (''Hinweis:'' Anfangswert '''0''' im Integral für die Zustandsgröße '''''EW'''''!) | # Aufintegration (Siehe SimulationX-Hilfe) der Wärmeenergie '''''EW''''' aus '''''PW''''' während eines Simulationslaufes (''Hinweis:'' Anfangswert '''0''' im Integral für die Zustandsgröße '''''EW'''''!) | ||
# Mittlere Wärmeleistung '''''PW_mittel''''' für einen Prägezyklus aus umgesetzter Wärmeenergie '''''EW''''' und Zykluszeit '''''t_Zyklus''''' ermitteln: | # Mittlere Wärmeleistung '''''PW_mittel''''' für einen Prägezyklus aus umgesetzter Wärmeenergie '''''EW''''' und Zykluszeit '''''t_Zyklus''''' ermitteln: | ||
#* Benutzt wird der Wert von Ergebnisgröße '''tZyklus.y''' als Parameter '''Spule.t_Zyklus'''. | #* Benutzt wird der Wert von Ergebnisgröße '''tZyklus.y''' als Parameter '''Spule.t_Zyklus'''. | ||
#* Die Zykluszeit '''''t_Zyklus''''' als Parameter des Spulen-Elements ist erst nach Vollendung des Prägezyklusses bekannt. | #* Die Zykluszeit '''''t_Zyklus''''' als Parameter des Spulen-Elements ist erst nach Vollendung des Prägezyklusses bekannt. | ||
#* Erst nach Beendigung des Prägezyklus wird der "richtige" Wert für '''''PW_mittel''''' berechnet. | #* Erst nach Beendigung des Prägezyklus wird der "richtige" Wert für '''''PW_mittel''''' berechnet. | ||
# Die Berechnung der Temperaturerhöhung erfolgt aus der mittleren Wärmeleistung und dem thermischen Übergangswiderstand. | # Die Berechnung der Temperaturerhöhung erfolgt aus der mittleren Wärmeleistung und dem thermischen Übergangswiderstand. | ||
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Version vom 19. April 2016, 10:03 Uhr
Den thermischen Übergangswiderstand Rth_Kuehl zur Umgebung berechnen wir ebenfalls im Geometrie-Element MagnGeo:
- A_Kuehl ist hierbei die wärmeabführende Oberfläche des Magneten.
- kth_Kuehl=12 W/(K*m²) ist der Konvektionskoeffizient dieses "Kühlkörpers":
- Daraus resultieren die beiden Anweisungen am Ende des Algorithmen-Abschnittes:
A_Kuehl :=0.5*pi*d_Magnet^2+pi*d_Magnet*L_Magnet; Rth_Kuehl :=1/(A_Kuehl*kth_Kuehl);
Abgeleitete Element-Typen:
Infolge der objektorientierten Modellierung ist es möglich, vorhandene Element-Typen um zusätzliche Eigenschaften zu erweitern. Dazu definiert man innerhalb von SimulationX mittels des Type-Designers sogenannte abgeleitete Elemente:
- Abgeleitete Element-Typen übernehmen alle Eigenschaften vom ursprünglichen Element-Typ (z.B. Anschlüsse, Parameter, Variablen, Algorithmen, Gleichungen).
- Man kann zusätzliche Eigenschaften ergänzen, wobei man auf den vorhandenen Eigenschaften aufbaut.
- Im Beispiel bietet es sich an, die Spule, welche bisher nur die Eigenschaften eines elektro-magnetischen Wandlers enthält, um die Berechnung der Verlustleistung und der daraus resultierenden Erwärmung zu ergänzen.
- Leider ist es seit der Version SimulationX 3.7 mit der Studenten-Lizenz nicht mehr möglich, ein nur 1x erwendbares Element abzuleiten!
- Aus diesem Grund soll diese Berechnung in Form von Signalgliedern (Function) erfolgen.
===>>> Achtung: Der folgende Abschnitt wird zur Zeit überarbeitet!!!
Berechnen der Spulen-Erwärmung für kontinuierliches Prägen
Uns interessiert, welche Temperatur die Spule im Dauerbetrieb erreicht. Dauerbetrieb bedeutet, dass beliebig viele Prägezyklen unmittelbar aufeinander folgen:
- Ermitteln der elektrischen Verlustleistung PW im Spulendraht.
- Aufintegration (Siehe SimulationX-Hilfe) der Wärmeenergie EW aus PW während eines Simulationslaufes (Hinweis: Anfangswert 0 im Integral für die Zustandsgröße EW!)
- Mittlere Wärmeleistung PW_mittel für einen Prägezyklus aus umgesetzter Wärmeenergie EW und Zykluszeit t_Zyklus ermitteln:
- Benutzt wird der Wert von Ergebnisgröße tZyklus.y als Parameter Spule.t_Zyklus.
- Die Zykluszeit t_Zyklus als Parameter des Spulen-Elements ist erst nach Vollendung des Prägezyklusses bekannt.
- Erst nach Beendigung des Prägezyklus wird der "richtige" Wert für PW_mittel berechnet.
- Die Berechnung der Temperaturerhöhung erfolgt aus der mittleren Wärmeleistung und dem thermischen Übergangswiderstand.
