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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

6. Verifikation des

6. Verifikation des Regelungssystems Als Störung der beweglichen Shutterteile kommt grundsätzlich eine Veränderung der Feder- Masse-Dämpfer Parameter c, m und d in Frage. Unter realistischen Bedingungen kann sich jedoch nur die Federkonstante c nennenswert ändern. Da hierbei jedoch wie in Kap. 4 und 5 beschrieben keine mechanischen Degradationen zu beobachten waren, liegen keine Referenzwerte vor, die hierbei angenommen werden können. Deshalb wird für den „Worst- Case“ ein Fehlerkoeffizient der Federkonstante von ±20% in der analytischen Robustheitsuntersuchung angenommen. 6.2.2. Aktorik Um die Störgroßen an den korrekten Punkten ansetzen zu können, muss der Aktor, wie bereits in Kap. 6.1.2 erwähnt, in einen elektrischen und einen magnetischen Übertragungsteil wie in Abbildung 6-8 aufgegliedert werden: Dabei ist ersichtlich, dass die Auftrennung nötig ist, da eine der Hauptstörgrößen, die magnetischen Störungen des Aktors, zwischen dem elektrischen Teil des Aktors und der nachfolgenden mechanischen Struktur angreifen. Deshalb werden der zuvor zusammengefasste elektrische, magnetische und der zuvor abgetrennte mechanische Teil der Strecke der äußeren Schleife separat betrachtet. Abbildung 6-33: Signalflussplan des Aktors Aufgrund der Ergebnisse der Auswertung des Lebensdauertests bei einer auf 100Hz erhöhten Betriebsfrequenz, die Grund für den Abbruch waren, wird versucht die Ursache der degenerativen Effekte zu ermitteln, um einen Ausschluss ihres Auftretens beim Normalbetrieb verifizieren zu können. Wie bereits in Kap. 5.4 festgestellt, ist eine Störung der magnetischen Eigenschaften in Form eines Verlusts der Aufmagnetisierung des NdFeB Permanentmagneten 66

6. Verifikation des Regelungssystems dafür verantwortlich, dass der Wirkungsgrad des Aktors, der in Abbildung 6-35 dargestellt ist, kontinuierlich abnimmt. Da eine Entmagnetisierung aufgrund von Erschütterung, wie sie bei weichmagnetischen Materialien auftritt, bei den hartmagnetischen Seltenerdenmetallen, zu denen auch NdFeB zählt, nicht stattfindet, kommen noch thermische Effekte als Hauptursache in Frage, die zur Entmagnetisierung in einer kurzen Zeitspanne führen. Grundsätzlich werden Dauermagnete durch eine Hystereseschleife, wie in Abbildung 6-34 skizziert, charakterisiert. Abbildung 6-34: Hysteresekurve eines seltenerden Permanentmagneten [11] Verifikation durch Analyse Abbildung 6-35: Schematische Schnittzeichnung des Voice-Coil-Actuators Das wichtigste Instrument zur Charakterisierung von Permanentmagneten stellt der als Entmagnetisierungskurve oder B-H Kurve bezeichnete 2. Quadrant der Hysterese dar. Zum Verständnis der dargestellten Eigenschaften soll zunächst eine grundlegende Einführung in die Phänomene des Permanentmagnetismus gegeben werden: Ursache für den Dauermagnetismus und die daraus resultierenden magnetischen Felder sind magnetische Momente , die 67

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