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

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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.
• Nach dem Öffnen im OptiY ändert man den Modellnamen für das SimX-Modell und löscht den Abschalt-Schutzwiderstand im Workflow. Nach dem Speichern des geänderten Workflows sollte das erneute Öffnen ohne Fehlermeldung gelingen.
• 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 den 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.
• Da der vorgegebene Wert des Schutzwiderstand viel kleiner ist, als bei Nennwert-Optimierung der Etappe3, ermöglicht dies eine qualitativ andere Lösung. Der Magnetkreis kann nun so dimensioniert werden, dass das Abschalten immer beim zulässigen Maximalstrom erfolgt.
• Da eine aktive Strombegrenzung existiert, kann mittels kleiner Windungszahl ein möglichst schneller Stromanstieg erreicht werden. Mit einem kleineren Eisenquerschnitt gelangt das Eisen schneller in die magnetische Sättigung, was zu einem noch schnelleren Stromanstieg führt.
• Die geringere Windungszahl ermöglicht im Wickelraum einen größeren Drahtdurchmesser mit geringeren ohmschen Verlusten, was günstig für die Erwärmung ist.
• Die neue Verhaltensqualität kann man deutlich in den Signalverläufen des Nennwert-Optimums erkennen:

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