Software: SimX - Nadelantrieb - Struktur-Optimierung - Nennwert-Optimierung

↑

← →

Nennwert-Optimierung

Bei der Nennwert-Optimierung brauchen wir im Experiment-Workflow des OptiY-Versuchsstands Etappe5_xx_Nennwert.opy nur noch vier Entwurfsparameter berücksichtigen:

• Am schnellsten gelangt man zu diesem Versuchsstand, wenn man eine Kopie von der Datei Etappe3_xx.opy erzeugt und den Modellnamen mit einem Hex-Editor ändert. Die Fehlermeldungen wegen der fehlenden Größen des Abschalt-Schutzwiderstands kann man ignorieren und den Workflow von den überflüssigen Größen bereinigen.
• Die Nennwert-Optimierung erfolgt einschließlich der Berücksichtigung der Draht-Normreihe wie in Etappe3 beschrieben:

Hinweise:

• Die Restriktionsgrößen iMax und vMax werden zu Kontrollzwecken angezeigt. Die geringfügige Überschreitung von iMax resultiert aus der nicht ganz idealen Wirkung des Begrenzungselements und hat praktisch keine Bedeutung. Damit daraus kein Anteil in der Straffunktion resultiert, sollte man die zulässigen Grenzwert für die Restriktionsgröße im Experiment etwas erhöhen (z.B. auf 1.51 A).
• Der Wert von vMax ist kleiner als der zulässige Grenzwert. Die Ursache liegt in unserer numerisch bedingten Modellvereinfachung. Infolge der fehlenden Schutzdiode fließt nicht der komplette Strom durch die Spule, sondern ein Teil fließt durch den parallel liegenden Widerstand. Ergänzt man in der realen Schaltung die Schutzdiode, resultiert daraus wahrscheinlich ein besseres Antriebsverhalten. Der geöffnete Schalter besitzt im Modell noch einen Widerstand von 10 kOhm und beeinflusst damit auch die berechnete Spulenspannung beim Abschalten.
• Da der vorgegebene Wert des Schutzwiderstand viel kleiner ist, als bei Nennwert-Optimierung der Etappe3, resultiert daraus eine qualitativ andere Lösung. Der Magnetkreis wird nun so dimensioniert, dass das Abschalten immer beim zulässigen Maximalstrom erfolgt. Das kann nur erreicht werden, wenn das Eisenmaterial schnell die magnetische Sättigung erreicht. Nur dann wird der Stromabfall infolge der einsetzenden Bewegungsinduktion überkompensiert. Beim Abschalten entsteht dann an der Spule immer die maximal zulässige Spannung. Diese Verhaltensqualität kann man deutlich in den Signalverläufen des Nennwert-Optimums erkennen:

← →