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Wirbelstromverluste (WSV)

 

Mathematische Beschreibung der Wirbelstromverluste und die Simulation über der Drehzahl.

 

Die Messungen an Servomotoren deuten darauf hin, dass sich die Wirbelstromverluste (in Abhängigkeit der Drehzahl) NICHT durch ein Polynom abbilden lassen. Insbesondere lässt sich der Verlauf der zweiten Ableitung bei kleinen Drehzahlen technisch nicht erklären. Die Näherung über das Polynom lässt sich lediglich für die Darstellung der drehzahlabhängigen Verluste in [W] nutzen.

Es wurde deshalb nach einer neuen Methode gesucht, die das Verhalten der ersten Ableitung = Drehmoment in [Nm] und der zweiten Ableitung = VISCOUS DAMPING in [Nm/RPM] besser beschreibt.

 

Simulation Wirbelstromverluste in Abhängigkeit der DrehzahlSimulation Wirbelstromverluste in Abhängigkeit der Drehzahl

 

 

Für Drehmomente kleiner Mo ist die Amplitude des Gesamtflusses dominiert vom Fluss der Magnete. Rotieren die Magnete mit der Drehzahl n, wird in jedem Blech eine treibende Spannung induziert, die einen Wirbelstrom hervorruft. Die Summe aller Wirbelströme ist Abhängig von der Eisentemperatur. Multipliziert mit dem ohmschen Widerstand des Eisens ergibt das Quadrat der Wirbelströme die Wirbelstromverluste in [W].

Die Wirbelströme generieren aber auch ein Magnetfeld, das den Fluss der Magnete schwächt.

Kennt man die Wirbelstromverluste [W] bei einer bestimmten Drehzahl, kann der Regelkreis leicht normiert werden.

Liegen Messungen bei verschiedenen Blech-Temperaturen vor, kann die gemessene Abhängigkeit hier bestätigt werden. (Achtung, Magnete selbst sind ebenfalls temperaturabhängig. Nur Datenblattangaben verwenden. Keine Ergebnisse verwenden, die durch Messungen bei hohen Drehzahlen ermittelt wurden)

 

Ergebnis der Simulation:

(folgt)

 

Ergebnis der Messung (kalt ~25-35°C):

(folgt)

 

30.07.2018 Roland Fetzner