Software: SimX - Nadelantrieb - Geometrie und Waerme - Erwaermung
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Berücksichtigung der Erwärmung
Die Erwärmung des Magneten infolge der Verlustleistung in der Spule wurde bisher noch nicht berücksichtigt. Es ist also sehr wahrscheinlich, dass sich eine "optimale" Lösung nach der Inbetriebnahme einfach in Rauch auflöst!
Berücksichtigt werden soll deshalb die Erwärmung des E-Magneten beim Dauerbetrieb (unmittelbar aufeinander folgende Prägezyklen). Die kritische Stelle ist dabei der Spulendraht, in dessen ohmschen Widerstand elektrische Verlustleistung entsteht, welche in Wärme umgesetzt wird:
- Die Wärmekapazität des Spulendrahtes hat nur Bedeutung, wenn man die Erreichung des Endzustandes selbst zeitlich simulieren muss.
- Die thermische Zeitkonstante ist für den E-Magnet infolge der relativ großen Massen bedeutend größer, als die Zeit für einen Prägezyklus.
- Erst nach sehr vielen Prägezyklen wird die Endtemperatur der Spule erreicht. Uns interessiert nur diese Endtemperatur als Ergebnisgröße eines Simulationslaufes.
- In diesem Fall genügt die Ermittlung der mittleren Wärmeleistung infolge des Stromflusses in der Spule über einen Prägezyklus, um unter Berücksichtigung des thermischen Übergangswiderstands zur Umgebung die Erwärmung der Spule zu berechnen.
