FEM-gestützte Ableitung von Magnetkreismodellen für elektromagnetische Aktoren

Aktoren mit elektromagnetischem Wirkprinzip, wie z.B. Magnetventile, Relais oder Zugmagnete werden in vielen technischen Systemen als Stellglieder eingesetzt. Für Simulationen beim Systementwurf benötigt man Modelle elektro- magnetischer Aktoren auf unterschiedlichen Abstraktionsniveaus. Während für die Entwicklung und Optimierung des Aktors oft sehr genaue FEM-Simulationen nötig sind, müssen für Gesamtsystemsimulationen, bei denen die Untersuchung des Zusammenspiels der verschiedenen Systemkomponenten im Vordergrund steht, vereinfachte Modelle aller Baugruppen bereitgestellt werden. Es wird ein Ansatz vorgestellt, wie auf Basis von FEM-Simulationen des magnetischen Kreises elektromagnetischer Aktoren Modelle für Systemsimulatoren wie SABER oder ELDO abgeleitet werden können. Ausgehend von Ergebnissen nichtlinearer Magnetfeldberechnungen mit ANSYS wird die Struktur partitioniert und mit Hilfe der Verhaltensbeschreibungssprache des Systemsimulators in vereinfachte Modelle umgesetzt. Im Beitrag wird am Beispiel eines Mikrorelais auf die Durchführung der FEM-Berechnungen, die Modellerstellung und auf Systemsimulationen mit dem Simulator SABER eingegangen.