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Titel:

Simulationsanalyse der elektromagnetischen Eigenschaften von Aktuatoren

Autor(en): C. Blaufuß, R. Tiedemann, J. Truglitschka
Zusammenfassung: Elektromagnetische Aktuatoren gewinnen immer mehr an Bedeutung und haben sich in den Bereichen, in denen zuverlässiges und dynamisches Verhalten gefragt ist, schon gänzlich durchgesetzt. Besonders in der Luft- und Raumfahrttechnik übernehmen sie wichtige Aufgaben, wie Kraftstoffreglung und -dosierung oder Primär- und Sekundärflugsteuerreglung. Ihre Vorteile gegenüber konventionellen pneumatischen und hydraulischen Systemen liegen auf der Hand. Elektrische Aktuatoren sind wartungsärmer und schließen Leckagen der Zuleitungen aus. Auch Bauraum und Gewicht sind im Leistungsvergleich kleiner. Dies verringert auch den CO2-Ausstoß. Der ausschlaggebende Punkt für den Einsatz elektromagnetischer Aktuartoren ist aber die enorm hohe Dynamik und die genaue Steuerbarkeit. Diese Dynamik erreicht man durch die Bestromung des Aktuators mit einem hochfrequenten Rechteckpulsmuster. Durch frequente Bestromung können die elektromagnetischen Eigenschaften nicht mehr als konstant angenommen werden. Die Eigenschaft des ferromagnetischen Kerns, magnetische Energie zu speichern, verändert sich. Die Änderungen haben direkte Auswirkungen auf die Kraft, die auf den Anker wirkt und somit auch auf die Schaltgeschwindigkeit. Diese wissenschaftliche Arbeit wurde durch eine technische Einordnung und Zusammenarbeit mit Herrn Jan Truglitschka Dipl.-Ing.(FH) vom Unternehmen Rolls-Royce Deutschland Ltd Co KG ermöglicht. Das Ziel ist die Simulation eines elektromagnetischen Aktuators mittels FEM-Simulationstool von Comsol Multiphysics. Die Darstellung 1.1 zeigt ein erstes Bild des Modells und den Verlauf der magnetischen Feldlinien. Mit Hilfe dieses Modells soll untersucht werden, welche Auswirkungen eine Bestromung mit unterschiedlichen Frequenzen auf die Induktivität, die magnetische Flussdichte und die Kraftwirkung hat. Dabei ist es interessant zu sehen, bei welcher Grenzfrequenz eine Änderung der drei Größen eintritt und welche Auswirkungen diese auf den Aktuator haben.
Veranstaltung: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2012, Berlin
Verlag, Ort: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2013
Medientyp: Conference Paper
Sprache: deutsch
Format: 21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten
URN: urn:nbn:de:101:1-2013041713620
Stichworte zum Inhalt: Aktuatoren, Simulation
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Veröffentlicht am: 17.04.2013