Meyer, Jakob (1995)
Identifikation der Position eines elektromagnetisch gehaltenen Körpers.
Technische Universität Darmstadt
Diplom- oder Magisterarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Zusammenfassung:
Magnetlager sind aktive Systeme, die dazu dienen, einen Körper berührungsfrei zu halten oder aktiv zu beeinflussen. Grundsätzlich ist es erforderlich, die Position des gehaltenen Körpers zu bestimmen und über einen Regelkreis zu stabilisieren.
Ziel der Arbeit war es, die Position über die elektrischen Zustandsgrößen der Haltemagneten zu ermitteln, um externe Sensoren einzusparen. Ob physikalische oder technische Grenzen sensorlosen Betrieb grundsätzlich zulassen, war zu ermitteln. Ein Magnetisches Axiallager am Institut sollte auf sensorlose Betriebsmöglichkeiten untersucht werden. Im Verlauf der Arbeit wurde ein Axiallager als Demonstrationsmodell aufgebaut, das in der Lage ist, einen Toroiden (Ringkern) aus Ferrit im geregelten Magnetfeld frei schweben zu lassen.
Für die waagrechte und senkrechte Achsrichtung sind zwei identisch aufgebaute Systeme synchronisiert in Betrieb. Jedes System enthält zwei Elektromagnete, zwischen denen sich der Rotor befindet. Die Ansteuerung unterteilt sich zeitlich in einen Meßtakt und einen Lasttakt. Im Meßtakt wird der Stromanstieg zweier gegenüber angeordneter Haltemagnete bei einem Spannungsimpuls bewertet. Der dazwischen schwebende Rotor erhöht in dem näher liegenden Magneten die Induktivität und bewirkt einen langsameren Stromanstieg. Bei Messung in Brückenschaltung besteht ein annährnd linearer Zusammenhang zwischen der Differenz der Zeitkonstanten und der Wegabweichung. Der Lasttakt ist ein pulsbreiten-modulierter Stromimpuls in dem jeweils angesteuerten Magneten. Es wurde eine Zweipunkt-Regelung realisiert. Schnittstellen für verbesserte Regelungen stehen zur Verfügung.
Technische Daten:
* Ist-Wert: Richtung (1 bit)
* Betrag: Auflösung 10 Schritte
* Sollwert: Analoger Eingang ±5V
* Haltemagnetematerial und des Toroiden: Ferrit "K 2004"
* Masse des Toroiden: 30g
* Luftspalt bei zentriertem Toroiden: 1,5mm
* Ansteuer und Messfrequenz: 3,5kHz
| Typ des Eintrags: | Diplom- oder Magisterarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 1995 |
| Autor(en): | Meyer, Jakob |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Identifikation der Position eines elektromagnetisch gehaltenen Körpers |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Cramer, Prof. Dr.- Bernhard |
| Publikationsjahr: | 13 Oktober 1995 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Zusammenfassung: Magnetlager sind aktive Systeme, die dazu dienen, einen Körper berührungsfrei zu halten oder aktiv zu beeinflussen. Grundsätzlich ist es erforderlich, die Position des gehaltenen Körpers zu bestimmen und über einen Regelkreis zu stabilisieren. Ziel der Arbeit war es, die Position über die elektrischen Zustandsgrößen der Haltemagneten zu ermitteln, um externe Sensoren einzusparen. Ob physikalische oder technische Grenzen sensorlosen Betrieb grundsätzlich zulassen, war zu ermitteln. Ein Magnetisches Axiallager am Institut sollte auf sensorlose Betriebsmöglichkeiten untersucht werden. Im Verlauf der Arbeit wurde ein Axiallager als Demonstrationsmodell aufgebaut, das in der Lage ist, einen Toroiden (Ringkern) aus Ferrit im geregelten Magnetfeld frei schweben zu lassen. Für die waagrechte und senkrechte Achsrichtung sind zwei identisch aufgebaute Systeme synchronisiert in Betrieb. Jedes System enthält zwei Elektromagnete, zwischen denen sich der Rotor befindet. Die Ansteuerung unterteilt sich zeitlich in einen Meßtakt und einen Lasttakt. Im Meßtakt wird der Stromanstieg zweier gegenüber angeordneter Haltemagnete bei einem Spannungsimpuls bewertet. Der dazwischen schwebende Rotor erhöht in dem näher liegenden Magneten die Induktivität und bewirkt einen langsameren Stromanstieg. Bei Messung in Brückenschaltung besteht ein annährnd linearer Zusammenhang zwischen der Differenz der Zeitkonstanten und der Wegabweichung. Der Lasttakt ist ein pulsbreiten-modulierter Stromimpuls in dem jeweils angesteuerten Magneten. Es wurde eine Zweipunkt-Regelung realisiert. Schnittstellen für verbesserte Regelungen stehen zur Verfügung. Technische Daten: * Ist-Wert: Richtung (1 bit) * Betrag: Auflösung 10 Schritte * Sollwert: Analoger Eingang ±5V * Haltemagnetematerial und des Toroiden: Ferrit "K 2004" * Masse des Toroiden: 30g * Luftspalt bei zentriertem Toroiden: 1,5mm * Ansteuer und Messfrequenz: 3,5kHz |
| Freie Schlagworte: | Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Axiallager, Magnetlager, Positionsregelung, Regelalgorithmus 2-Punkt, Stromanstiegsmessung |
| ID-Nummer: | 17/24 EMKD 1321 |
| Zusätzliche Informationen: | EMK-spezifische Daten: Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate, Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1321 Art der Arbeit: Diplomarbeit Beginn Datum: 10-07-1995 Ende Datum: 10-10-1995 Querverweis: keiner Studiengang: Elektrotechnik (ET) Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.) Abschluss: Diplom (EMK) |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018) |
| Hinterlegungsdatum: | 14 Sep 2011 07:31 |
| Letzte Änderung: | 05 Mär 2013 09:53 |
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| Referenten: | Cramer, Prof. Dr.- Bernhard |
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