Modellierung von fehlerfreien und -behafteten elektromechanischen Aktuatoren

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird zunächst das Modell eines elektromechanischen Aktuators vorgestellt. Hierzu werden die Einzelkomponenten des Aktuators betrachtet und einzeln modelliert. Es werden insbesondere ein Modell eines permanentmagnetisch erregten Synchronmotors (Servomotor) und ein Modell einer Kugelumlaufspindel vorgestellt. Ferner wird ein Lagerreibungsmodell eingeführt. Zusätzlich zu diesem Modell des nominal arbeitenden Aktuators sind einige mechanische und ein elektrischer Fehler integriert worden. An mechanischen Fehlern werden Bahnschäden, Mutterschäden, Lagerverschleiß und Spindelbruch behandelt. Ein ein- bzw. mehrphasiger Kurzschluss wurde ebenfalls modelliert. Die Implementierung des Modells erfolgte mit der objektorientierten Modellierungssprache Modelica. Anhand der Simulationsergebnisse wird das Modell abschließend validiert und ein Ausblick auf weitere notwendige Arbeiten gegeben.