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Neue mechatronische Analogien in der Magnetik zur Modellierung elektromagnetomechanischer Systeme

机译:电磁学中用于机电系统建模的新机电一体化类比

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摘要

Elektromagnetomechanische Wandler, beispielsweise Magnetlager oder Elektromagnete, vereinen elektrische, magnetische und mechanische Systeme. Durch Energiewandlung kommt es zu Wechselwirkungen zwischen den einzelnen physikalischen Domänen. Mit den Analogien derzeitiger Modellierungsansätze ist es nicht möglich, ein geschlossenes Modell mit allen Teilmodellen zu erstellen. In diesem Beitrag werden ausgehend von einer energetischen Betrachtungsweise Ersatzmodelle für mechatronische Systeme erarbeitet und als ,,mechatronische Analogie‘‘ bezeichnet. Dazu wird eine alternative elektromagnetische Analogie der Reluktanz vorgestellt, die den energiespeichernden Charakter berücksichtigt. Mit diesem Ansatz ist es möglich, mechatronische Systeme in übersichtlichen Gesamtmodellen abzubilden, welche die beteiligten physikalischen Domänen Mechanik, Elektrik und Magnetik energetisch miteinander verknüpfen. Mit der Modellierung eines Wicklungstransformators und eines Magnetlagers werden die Vorteile dieser Herangehensweise aufgezeigt.
机译:电磁换能器,例如磁性轴承或电磁体,将电气,磁性和机械系统结合在一起。能量转换导致各个物理域之间的相互作用。使用当前建模方法的类比,不可能创建包含所有子模型的封闭模型。在本文中,基于能量的观点,开发了机电系统的替换模型,并将其称为“机电类比”。为此,提出了一种替代的磁阻电磁类比,其中考虑了储能特性。通过这种方法,可以在清晰的整体模型中映射机电系统,这些模型可以将所涉及的物理领域(机械,电气和磁性)紧密地联系在一起。通过对绕组变压器和磁性轴承建模,证明了这种方法的优势。

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