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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

5. Verifikation der

5. Verifikation der Lebensdauer Ab einer Anzahl von 250Mio. Zyklen tritt ebenfalls eine deutliche Degradation auf, die bis zum Abschluss dieser Arbeit kontinuierlich zunimmt. Da sich die Auswirkung auf die Positionierungsgenauigkeit des Shutters jedoch als wesentlich geringer erweist als beim Betrieb mit 100Hz, kann der Shutter in dieser Testkonfiguration bis zum Abschluss der Diplomarbeit ohne erneuten Abbruch im Dauerbetrieb laufen. Die Testauswertung und die Abnahme des Wirkungsgrades werden in Kap. 5.4 diskutiert. 26

5.4. Auswertung des Tests 5. Verifikation der Lebensdauer Zur Auswertung der Tests werden die aufgezeichneten Signale in eine Textdatei gespeichert. Die benötigten Zusatzinformationen, wie z.B. die gewählten Konfigurationsparameter werden im Fileheader der Datei abgelegt. Die Signale können damit graphisch rekonstruiert und evtl. eintretende Degradationen dokumentiert und veranschaulicht werden. Ergebnisse des Tests bei 100Hz Betriebsfrequenz: Die für die Ermittlung, Gewichtung und Beurteilung von evtl. auftretenden Degradationen relevantesten Signale sind der Strom durch die Maxwellspule sowie das Positionssignal des GMR-Sensors, aus dem über die nichtlineare Sensorkennlinie die Auslenkung des Shutters zurückgerechnet wird. Die Entwicklung des Aktorstroms mit zunehmender Zyklenzahl ist in Abbildung 5-4 dargestellt.. Hier ist die Ursache für den Abbruch des Tests klar zu erkennen: Spulenstrom I[A] 1 0,5 0 ‐0,5 Aktorstrom SR3 0 0,01 0,02 t[s] Abbildung 5-4: Kontinuierliche Verlängerung der Strompulse im 100Hz Betrieb durch den erhöhten Energiebedarf des Stellers, um das Shutterblade zu positionieren Der erste positive rechteckförmige Strompuls, der aufgrund des D-Anteils des Reglers bis in die Begrenzung geht, treibt den Aktormagneten entgegen der Federrückstellkraft axial zu den Luftspulen. Während etwa der ersten Hälfte des ersten positiven Stellpulses in Abbildung 5-4 wird die Shutterwippe in die Nullposition eingebremst. Die zugehörigen Positions- bzw. Auslenksignale zeigen Abbildung 5-5 bzw. Abbildung 5-6. Darin wird ersichtlich, dass die „Bremswirkung“ des Aktors mit fortschreitender Testdauer trotz unverändeter Stellamplitude verringert wird, was zu einem stärkeren Unterschwingen an der unteren Sollposition führt. 27 nach 0Zyklen bzw. 0h Laufzeit nach 3.06E6 Zyklen bzw. 8.30h Laufzeit nach 5.67E6 Zyklen bzw. 15.45h Laufzeit

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