Software: SimX - Einfuehrung - DC-Motor - Drehzahl

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Drehzahl-Experiment

Wenn ein elektrischer Strom durch die Spule des Motors fließt, wird ein Drehmoment erzeugt und der Motor beginnt sich zu drehen. Diesen Vorgang werden wir jetzt mit dem Modell simulieren.

• Zusätzlich zum Strom wollen wir das Drehmoment des Motors als Signalverlauf darstellen:
  • Luftspaltmoment T als Ergebnisgröße des Motors für die Ausgabe aktivieren.
  • Für den Motor dieses Luftspaltmoment T in einem neuem Signalfenster darstellen.
  • Simulation zurücksetzen und starten, damit Signalverlauf berechnet wird.
• Der Verlauf des Drehmoments T sieht genauso aus, wie der Stromverlauf, denn es gilt T=kT·i.
  
• 
  Das in der Bibliothek bereitgestellte Motor-Modell besitzt keine beweglichen, drehbaren Teile! Damit sich etwas drehen kann, muss man also noch die drehbare Masse des Rotors von 40 g·cm² als Modell-Element ergänzen:
• In der Bibliothek existiert eine physikalische Domäne "Rotatorische Mechanik". Hieraus verwenden wir die rotatorische Trägheit:
  

• Der Rotor unseres Motors besitzt eine Drehträgheit J=40 g·cm².
• Wir wollen uns in Form von Signalen anschauen, um welchen Winkel phi sich der Rotor dreht und wie groß die Drehgeschwindigkeit om wird.
• Wir haben inzwischen 4 Signalfenster auf dem Bildschirm, so dass es langsam etwas unübersichtlich wird:
  • Das Signal-Fenster T-Motor können wir schließen.
  • Die übrigen Signale ziehen wir mit dem Cursor per Drag&Drop einfach in das Signal-Fenster für den Strom (Hinweis: ziehen der Signal-Legende, z.B. ).
  • Im Zielfenster deutet beim Drag&Drop ein blauer Rahmen an, ob das vorhandene Diagramm genutzt wird, oder ob ein neues Diagramm angelegt wird:
    
• Nun wollen wir uns die Zeit nehmen und die Signal-Verläufe genauer betrachten:
  
  • Der Strom i steigt wieder von Null beginnend an. Aber anstatt einen Endwert von 4,8 A zu erreichen, verringert sich der Motor-Strom dann wieder.
  • Ursache für das Absinken des Motorstroms ist die beginnende Drehbewegung des Motors. Die Rotor-Drehzahl om erhöht sich stetig.
  • Der vom Rotor zurückgelegte Winkel phi wird dabei immer größer.
• Am Ende der durchgeführten Simulation haben die Signale noch keinen Endwert erreicht. Deshalb wollen wir in der Simulationssteuerung tStop=10 ms setzen. Ohne vorheriges Rücksetzen kann man die Simulationsrechnung durch Start beginnend von der bisherigen Endzeit 4 ms fortsetzen lassen.
• Anstatt der Maßeinheit rad wollen wir die anschaulichere Einheit ° verwenden (Hinweis: das Grad ° ist identisch mit deg). Das bewerkstelligt man einfach über das Menü an der Maßeinheit:
  

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