Ein Beitrag zur Schätzung des Ankerhubs schaltender Elektromagnete auf Basis gemessener [Psi](I)-Kennlinien unter besonderer Berücksichtigung von magnetischen Nichtlinearitäten und Wirbelstromeinflüssen:
Elektromagnete sind elektro-magneto-mechanische Energiewandler mit großer technischer Verbreitung. Sie werden typischerweise dazu eingesetzt, eine Linearbewegung im Bereich von wenigen Mikrometern bis wenigen Millimetern zu aktuieren. In dieser Funktion haben Elektromagnete unter anderem große Verbr...
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
2017
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Abstract |
| Zusammenfassung: | Elektromagnete sind elektro-magneto-mechanische Energiewandler mit großer technischer Verbreitung. Sie werden typischerweise dazu eingesetzt, eine Linearbewegung im Bereich von wenigen Mikrometern bis wenigen Millimetern zu aktuieren. In dieser Funktion haben Elektromagnete unter anderem große Verbreitung als Antrieb für Ventile gefunden. Durch das Schalten eines Elektromagneten wird das Ventil geöffnet bzw. geschlossen. Dabei ist der Anker, das bewegte Teil des Magneten, mit der Ventilmembran bzw. mit dem Ventilkolben, also dem beweglichen Teil des Ventils, verbunden. Somit hat der Hub des Magneten wesentlichen Einfluss auf die Ventilcharakteristik. Aufgrund hoher Integration ist es bei vielen Ventilen schwer möglich den Ventilhub optisch oder mechanisch zu messen. Die Messung und Interpretation des Schaltverhaltens von Elektromagneten auf Basis der Psi(I)-Kennlinie stellt eine Methode dar, mit der durch alleinige Messung von Spannung und Strom an der Erregerspule des Elektromagneten viele Informationen über das Verhalten eines Elektromagneten gewonnen werden können. In dieser Arbeit wird untersucht, in wieweit der Ankerhub allein anhand der Psi(I)-Kennlinie eines schaltenden Elektromagneten ermittelt werden kann. Dazu wird die Änderung der magnetischen Energie während des Schaltvorgangs geschätzt und daraus der Ankerhub ermittelt. Die bestehende Definition der magnetischen Energie und Koenergie im Psi(I)-Diagramm wird auf Kennlinien mit Hysterese- und Wirbelstromeinflüßen übertragen. Um den Ankerhub zu ermitteln ist es notwendig, Teile der gemessenen Psi(I)-Kennlinie des schaltenden Elektromagneten zu extrapolieren. Vielfältige Einflüsse auf die Form der Psi(I)-Kennlinie, die die Extrapolation erschweren werden systematisch untersucht. Es wird gezeigt, dass diese Einflüsse zum einen messtechnischer Natur sind und durch geeignete Messregime minimiert werden können. Derartige Regime werden erarbeitet und die wesentlichen Einflussmöglichkeiten herausgestellt. Zum anderen wird gezeigt wie Material- und Geometrieeffekte des Magneten und deren Kombination die Form der Psi(I)-Kennlinie beeinflussen und für zusätzliche Krümmungswechsel sorgen, die die Extrapolation erschweren. An einem ausgewählten Demonstrator mit geringen Störeinflüssen wird die Ankerhubmessung exemplarisch durchgeführt und der Ansatz zur Bestimmung des Ankerhubs für einen Spezialfall bestätigt |
| Beschreibung: | xv, 174 Seiten Diagramme, Illustrationen |
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