Die Projektarbeit wurde im Rahmen des Masterstudiengangs Angewandte Forschung und Entwicklung in den Ingenieurwissenschaften an der TH Rosenheim erstellt und beschreibt ein neues Konzept zur wartungs- und verschleißfreien Integration eines elektrischen Linearantriebs in eine Mehrzylinder-Freikolben-Stirling-Kältemaschine vom Alpha-Typ.
Weiterhin wurde ein Modell entwickelt, das bei definiertem Spannungseingang die Strom- und Leistungsaufnahme sowie den Kolbenweg eines Moving Magnet Linearantriebs berechnet. Für das Modell wurden die Programme MATLAB/Simulink und FEMM 4.2 (Open Source) genutzt. Die Projektarbeit enthält die vollständigen Programmcodes sowie eine ausführliche Zeichnung des technischen Entwurfs.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Anforderungen
- Messungen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Zielsetzung dieser Arbeit ist die experimentelle Untersuchung und Analyse des Verhaltens eines drinBird-Systems unter verschiedenen Bedingungen. Die gewonnenen Daten sollen mit theoretischen Werten verglichen werden.
- Piston-Verschiebungsmessung
- Strom- und Spannungsmessung
- Phasenverschiebungsanalyse
- Vergleich mit theoretischen Werten
- Datenaufzeichnung und -verarbeitung
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der Arbeit ein und beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise des verwendeten drinBird-Systems. Es werden die Ziele der experimentellen Untersuchung und die zu erwartenden Ergebnisse skizziert. Die Bedeutung der präzisen Messung von Piston-Verschiebung, Strom und Spannung wird hervorgehoben, ebenso der Vergleich mit theoretischen Modellen zur Validierung der Ergebnisse. Der Fokus liegt auf der systematischen Analyse des Systems unter verschiedenen Frequenz- und Spannungspegeln.
- Anforderungen: Dieses Kapitel beschreibt detailliert die experimentellen Anforderungen. Es werden die notwendigen Komponenten des Versuchsaufbaus spezifiziert (z.B. drinBird-System mit montiertem Kolben, aber ohne Displacer). Die Notwendigkeit einer präzisen Phasenmessung wird betont, ebenso die Methoden zur direkten oder indirekten Messung von Strom. Die vorgeschlagenen Werte für Frequenzen und Spannungen dienen lediglich als Vergleichsbasis zu den theoretischen Werten und sollen die Reproduzierbarkeit des Experiments gewährleisten. Die Wichtigkeit einer strukturierten Datenaufzeichnung (z.B. als .txt oder .xlsx Datei) zur späteren Verarbeitung mit Software wie Matlab wird erläutert.
- Messungen: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der experimentellen Messungen. Es werden die gemessenen Werte für die Piston-Verschiebung, den Strom und die Spannung bei verschiedenen Frequenzen und Spannungen dargestellt und analysiert. Die ermittelten Phasenverschiebungen zwischen den Signalen werden detailliert beschrieben und ihr Zusammenhang mit den jeweiligen experimentellen Parametern diskutiert. Eine detaillierte Fehleranalyse und die Diskussion möglicher Abweichungen von den theoretischen Werten komplettieren den Kapitel-Inhalt. Die Ergebnisse werden in Tabellen und Diagrammen übersichtlich präsentiert.
Schlüsselwörter
drinBird, Kolben, Displacer, Frequenz, Spannung, Strom, Phasenverschiebung, Resonanz, Messung, Datenaufzeichnung, Matlab, experimentelle Analyse, theoretische Werte, Vergleich.
Häufig gestellte Fragen zum drinBird-System
Was ist der Inhalt dieses Dokuments?
Dieses Dokument ist eine umfassende Übersicht über eine experimentelle Untersuchung eines drinBird-Systems. Es beinhaltet ein Inhaltsverzeichnis, die Zielsetzung und die wichtigsten Themen, Zusammenfassungen der einzelnen Kapitel und Schlüsselwörter. Der Fokus liegt auf der experimentellen Analyse des Systems unter verschiedenen Bedingungen und dem Vergleich der Ergebnisse mit theoretischen Werten.
Welche Kapitel umfasst das Dokument?
Das Dokument besteht aus drei Hauptkapiteln: Einleitung, Anforderungen und Messungen. Die Einleitung beschreibt das drinBird-System, die Zielsetzung und die Bedeutung präziser Messungen. Das Kapitel "Anforderungen" spezifiziert die experimentellen Bedingungen und den Versuchsaufbau. Das Kapitel "Messungen" präsentiert die Ergebnisse der Experimente, inklusive Datenanalyse und Fehlerbetrachtung.
Was ist die Zielsetzung der Arbeit?
Die Zielsetzung ist die experimentelle Untersuchung und Analyse des Verhaltens des drinBird-Systems unter verschiedenen Bedingungen (Frequenz und Spannung). Die gewonnenen Daten (Piston-Verschiebung, Strom, Spannung und Phasenverschiebung) sollen mit theoretischen Werten verglichen werden, um das System zu validieren.
Welche Messungen wurden durchgeführt?
Es wurden Messungen der Piston-Verschiebung, des Stroms und der Spannung durchgeführt, bei variierenden Frequenzen und Spannungen. Die Phasenverschiebung zwischen den Signalen wurde ebenfalls analysiert.
Wie wurden die Daten aufgezeichnet und verarbeitet?
Das Dokument betont die Wichtigkeit einer strukturierten Datenaufzeichnung, beispielsweise in .txt oder .xlsx Dateien, zur späteren Verarbeitung mit Software wie Matlab. Die genaue Methode der Datenverarbeitung wird jedoch nicht detailliert beschrieben.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt?
Schlüsselwörter sind: drinBird, Kolben, Displacer, Frequenz, Spannung, Strom, Phasenverschiebung, Resonanz, Messung, Datenaufzeichnung, Matlab, experimentelle Analyse, theoretische Werte, Vergleich.
Welche Komponenten wurden im Versuchsaufbau verwendet?
Der Versuchsaufbau beinhaltete ein drinBird-System mit montiertem Kolben, jedoch ohne Displacer. Weitere spezifische Komponenten werden im Kapitel "Anforderungen" detailliert beschrieben.
Wie wird der Vergleich mit theoretischen Werten durchgeführt?
Der Vergleich mit theoretischen Werten dient der Validierung der experimentellen Ergebnisse. Die Methode des Vergleichs wird im Dokument nicht explizit beschrieben, aber die Bedeutung dieses Vergleichs wird hervorgehoben.
Für welche Art von Anwendung ist dieses Dokument relevant?
Dieses Dokument ist für akademische Zwecke relevant, insbesondere für die Analyse von Themen im Zusammenhang mit dem drinBird-System und experimenteller Physik/Ingenieurwesen. Die Daten und die Analyse dienen der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung.
- Quote paper
- Bruce Fischer (Author), 2020, Auslegung eines elektrischen Linearantriebs für eine Freikolben-Stirling-Kältemaschine, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1031004
