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Ein Beitrag zur Schätzung des Ankerhubs schaltender Elektromagnete auf Basis gemessener Ψ(I)-Kennlinien unter besonderer Berücksichtigung von magnetischen Nichtlinearitäten und Wirbelstromeinflüssen
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Kellerer, Tobias |
| Copyright Year | 2017 |
| Abstract | Elektromagnete sind elektro-magneto-mechanische Energiewandler mit groser 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 grose Verbreitung als Antrieb fur Ventile gefunden. Durch das Schalten eines Elektromagneten wird das Ventil geoffnet 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 moglich 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 uber das Verhalten eines Elektromagneten gewonnen werden konnen. In dieser Arbeit wird untersucht, in wieweit der Ankerhub allein anhand der Psi(I)-Kennlinie eines schaltenden Elektromagneten ermittelt werden kann. Dazu wird die Anderung der magnetischen Energie wahrend des Schaltvorgangs geschatzt und daraus der Ankerhub ermittelt. Die bestehende Definition der magnetischen Energie und Koenergie im Psi(I)-Diagramm wird auf Kennlinien mit Hysterese- und Wirbelstromeinflusen ubertragen. Um den Ankerhub zu ermitteln ist es notwendig, Teile der gemessenen Psi(I)-Kennlinie des schaltenden Elektromagneten zu extrapolieren. Vielfaltige Einflusse auf die Form der Psi(I)-Kennlinie, die die Extrapolation erschweren werden systematisch untersucht. Es wird gezeigt, dass diese Einflusse zum einen messtechnischer Natur sind und durch geeignete Messregime minimiert werden konnen. Derartige Regime werden erarbeitet und die wesentlichen Einflussmoglichkeiten herausgestellt. Zum anderen wird gezeigt wie Material- und Geometrieeffekte des Magneten und deren Kombination die Form der Psi(I)-Kennlinie beeinflussen und fur zusatzliche Krummungswechsel sorgen, die die Extrapolation erschweren. An einem ausgewahlten Demonstrator mit geringen Storeinflussen wird die Ankerhubmessung exemplarisch durchgefuhrt und der Ansatz zur Bestimmung des Ankerhubs fur einen Spezialfall bestatigt. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://www.db-thueringen.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dbt_derivate_00038552/ilm1-2017000157.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
