Hallo Leute!
Ich bin derzeit damit beschäftigt einen Linearmotor zu bauen.
Es soll ein Eisenstück zwischen zwei Spulen hin und her geschoben
werden.
Für den Umschaltvorgang schaue ich mir den Aufbau mit FEM an. Dort muss
man aber recht viel selbt machen.. u.a. auch z.B: die
Gegeninduktionsspannung, wenn sich der Eisenkern bewegt.
Die Gegeninduktionsspannung berechnet sich:
U = EisenGeschwindigkeit*KraftAufsEisen/Spulenstrom. [ (m/s * N)/A = V
]
Das stimmt auch, wenn ich eine Einzelne Spule betrachte.
Nun habe ich aber ein Problem, wie ich ergründen soll wem die
Gegeninduktionsspannung zugeschrieben wird... denn wenn zwei Spulen
aktiv sind, verrichtet nicht jede Zugspule die gleiche Arbeit da die
räumliche Entfernung die Kräfte aufs Eisen beeinflusst.
Ich suche daher eine andere Formulierung, wie man die verrichtete Arbeit
(oder Lesitung wie in der bisherigen Formel mit P=F*v) einer Zugspule
beschreiben kann.
Das FEM-Programm gibt mir leider nur die Aufsummierten Kräfte pro
Geometrieeinheit, sodass ich nicht mehr zurückverfolgen kann, woher die
Kraftkompenenten kommen.
Die Kraft aufs Eisen ist z.B. die Summe der Zugkrfte beider Spulen.. Die
Kraft auf eine Einzelspule ist die Summe der Eisenzugkraft und der
Elektromagnetischen Zugrakft auf die andere Zugspule..
Es liegt z.B. auf der Hand, die Induktivitätsänderung anzuschauen, da
dies zumindest vond er Monotonie her mit der Zugkraft der Spule
übereinstimmt, aber ich finde dafür leider keinen Analytischen Ausdruck.
(um aus der Änderung auf die Verrichtete Arbeit zu schließen)
Vom Gefühl her müsste von jeder Spule aus der Koppelfaktor aufs Eisen
berechnet werden... aber wie der Koppelfaktor dann mit reinspielt..
keine Ahnung. Ich vermute die Summe der Koppelfaktoren am Eisen ergibt
1 und die Verteilung der Koppelfaktoren sagt dann 120% Zugkraft von
Spule1 und -20% von Spule2 oder sowas... aber ich hoffe dass hier jemand
die Theorie etwas verfeinern kann... denn der Koppelfaktor muss ja auch
irgendwie negativ werden.. das klappt ja so nicht.
schau dir die Oberfeldtheorie für elektrische Maschinen an, bei Spriger
Verlag gibts paar Auszüge ;-)), am sonsten über irgendein
Hochschulrechner in Bib anschauen :-) K. Oberretl an TU Dortmund war der
Vorantreiber der Theorie
Oh man. Also ich sehe, dass dort tatsächlich vermutlich irgendwie meine
Frage behandelt wird :-) Allerdings habe ich im Studium als
(HF)Schaltungstechniker nen weeeeiten Bogen um Elektrische Maschinen
gemacht... nun beißts mir in den Arsch.. das wird hart.
>Linearmotorist schrieb:>nun beißts mir in den Arsch.. das wird hart.
Keine Angst die Oberfeldtheorie ist nicht viel anders als die Tehorie
die man in Signalverarbeitung und Fourieranalyse angewandt hat, wenn du
mit der Theorie nicht weiter kommst, lese die Grundlagen der
Elektrischen Maschinen( vor allem die Wicklung und
Kurzschlusskäfigaufbau -> da empfelhle ich Fritz Raskop u.a. )
Joar, das problem ist, dass man hierbei einfach in eine Komplett neue
Begriffswelt eintauchen muss und man dabei niemanden hat, den man fragen
kann. Da fühlt man sich recht hilflos. Zumal man nichtmal beurteilen
kann, ob das, was man ließt wirklich das ist, was man lesen will.
Die Idee mit dem Koppelfaktor ist auf jeden fall auch Unfug.
Eine Gegeninduktion hast Du nicht, da es keinen bewegten Magneten und
keine kurzgeschlossene Spule gibt. Da gibt es hoechstens evtl.
Wirbelströme im Eisen wegen der Induktion.
Du kannst da auch nichts schieben, höchstens am Eisenstueck mit dem
Elektromagneten ziehen.
Irgendwo fehlen doch enorm die Grundlagen.
Erheblich schlauer waerst Du, wenn es sich nicht um ein simples
Eisenstueck sondern um einen Festmagneten handeln wurde.
MfG
>Du kannst da auch nichts schieben, höchstens am Eisenstueck mit dem>Elektromagneten ziehen.
Na du bist ja auch ein ganz schlauer... wo wird denn hier geschoben?? Da
fehlen dir aber heftig die Grundlagen beim Lesen. Schlauer wärst du,
wenn du damit anfangen würdest.
Bzgl der Gegeninduktionsspannung: wäre ein interessanter Ansatz der
vieles Vereinfachen würde. Aber erkläre mir bitte, wie dann die
Rückwirkung der Beschleunigung des Eisens aussieht... immerhin muss man
der elektrischen Energie, die man der Spule zuführt, einen Teil
entziehen - nämlich genau den, der in kinetische Energie umgewandelt
wird. Energieerhaltungssatz ist keine Quantentheorie, wo man für kurze
Zeit mal ein ungleichgewicht schaffen kann.....
Wenn man an eine Spule Strom anlegt wird der Eisenkern beschleunigt.
Ohne elektrische Rückwirkung würde man entsprechend einfach nur
Mathematisch die Beschleunigung integrieren und daraus deine
Geschwindigkeit erhalten.
UUiii und mit der Geschwindigkeit bekommt man dann kinetische Energie...
nach deiner Aussage erzeugt man die Energie quasi nur durch integration
der Beschleunigung...
Elektrisch und Mechanisch komplett einseitig gekoppelt -> melde dich mal
für den Nobelpreis an... wird ne große Sache!
>Irgendwo fehlen doch enorm die Grundlagen.
Stimmts?
Ich wurde einmal schauen, was mit der Annäherung des Eisens an die
magnetische Spule mit der Induktivität derselben macht, und was dabei
mit der Energie des Magnetfeldes geschieht.
Naja also abgesehen vom 2. Satz wird im gesamten Text von "Zug"kräften
geredet. Ich findes einfach nicht sonderlich seriös, sich dann darauf zu
stürzen und einem jegliche Kompetenz abzusprechen :-/
Natürlich wird die kinetische Energie vom Magnetfeld übertragen. Daher
nimmt die Feldenergie insgesamt ab, aber um das zu modelieren, bedient
man sich einer Gegeninduktion. So wie ein Kurzeschlossener Trafo im Kern
nie in Sättigung geht..Die Gegeninduktion kompensiert im Trafo ja auch
das Magnetfeld, sodass effektiv weniger Energie im Kern ist.
Das ganze ist ähnlich einem normalen Motor. Im leerlauf erzeugt das
bewegliche Magnetfeld im inneren, genau so viel Gegeninduktionsspannung,
dass in den äußeren Erregerspulen keine Spannung mehr anliegt. Dadurch
nimmt der Motor im Leerlauf auch keinen Strom mehr auf.
Gegeninduktion ist nunmal die Rückwirkung der Mechanik auf die
Elektrik. Da die Mechanik die Ursache ist, brauchst du auch keine
elektrischen Komponenten wie eine Spule, die die Gegeninduktion
erzeugen.
Wenn die Spule im Linearmotor das Eisenstück anzieht und der Eisenkern
dich dadruch auch tats#ächlich bewegt, muss die Spule ja weniger Strom
ziehen, als wenn man den Eisenkern festhält. Letzteres wäre das
Äquivalent zu einem nichtdrehenden Motor - und der braucht auch viel
(Anfahr-)Strom.
Meine Ablehnung wurde die Kombination Gegeninduktion/schieben
verursacht.
Das fand ich bei Wikipedia:
http://de.wikipedia.org/wiki/Gegeninduktion
Das Eisenteil kann nicht an einer Gegeninduktion beteiligt sein, mit
Ausnahme von Wirbelstroemen im Eisenkern.
Was anderes ist es auch, wenn die zwei Spulen dicht nebeneinander
stehen.
Ansonsten kann ich leider nicht bei der Theorie helfen.
MfG
Die Spulen sind dicht beieinander, ja. Aber hier geht es nicht um die
Kopplung 2er Spulen durch einen beweglichen Eisenkern ;-)
Lorentzkraft = LängeDesLeiters*Strom*Flussdichte
F = l I B ( ->B*l = F / I)
Induktionsspannung durch ein Bewegtes Magnetfeld:
Gegeninduktionsspannung = LängeDesLeiters*Geschwindigkeit*Flussdichte
U = l I B
Über die Gleichung oben Verknüpft:
U = (F*v)/I
Und wir wissen beide, dass das Magnetfeld seine Position/Form verändert.
Es existiert also sehr wohl eine Relativbewegung. Von daher würde ich
durchaus von Gegeninduktion sprechen. Ich wüsste jetzt auch nicht, warum
das auf Permanentmagnete beschränkt sein sollte.
