Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektrische Antriebssysteme - Weltrekord von Forschern der ETH Zürich

14.11.2008
Forscher der ETH Zürich haben in Zusammenarbeit mit dem Motorenhersteller ATE und dem Kugellagerhersteller myonic die magische Drehzahlgrenze von einer Million Umdrehungen pro Minute geknackt. Dies ist die höchste Drehzahl, die je von einem elektrischen Antriebssystem erreicht wurde.

In der Zukunft soll der Bohrer in der Materialbearbeitung noch schneller und der Kompressor für Fahr- und Flugzeuge noch kompakter werden. Um diese rotie-renden Anwendungen direkt, effizient und geregelt anzutreiben, braucht es elektrische Antriebssysteme mit entsprechenden Drehzahlen und Leistungen.

Bisher erreichen industriell eingesetzte Motoren Drehzahlen bis üblicherweise 250'000 Umdrehungen pro Minute. Nun haben Forschende der Professur für Leistungselektronik der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit Industriepartnern ein Antriebssystem entwickelt, das Drehzahlen von über 1'000'000 Umdrehungen pro Minute erreicht.

Klein, verlustarm und leistungsstark
Das neue Antriebssystem generiert eine Leistung von 100 Watt und ist kaum grösser als eine Zündholzschachtel. Die Rotorkonstruktion besitzt einen Titan-mantel, der auch extremen Zentrifugalkräften widersteht, und die Kugellager sind optimiert für höchste Drehzahlen. Je höher die Drehzahl ist, desto höher werden aber auch die Verluste. Die Forschenden der ETH Zürich konnten dieses Problem durch einen besonders verlustarmen Stator lösen. Für die Wicklungen werden ultradünne Kupferdrähte verwendet und diese sind eingelegt in einen Zylinder aus speziellem Eisen, das bisher nicht für Maschinen eingesetzt wurde. Zudem wird die Maschine mit einer spezifisch für diese Drehzahlen ausgelegten Elektronik gespeist. "Unser Ziel die Millionen-Grenze zu überschreiten war klar, aber erst mit neuen Technologien gelang uns der Durchbruch.", so Christof Zwyssig, Doktorand an der Professur für Leistungselektronik.
Erfolgreich realisiert
Das Antriebssystem wurde in Zusammenarbeit mit der Industrie realisiert. Die Maschine wurde in der deutschen Firma ATE GmbH gefertigt, die auf die Ent-wicklung von hocheffizienten, elektrischen Antrieben spezialisiert ist. Die Kugel-lager stammen von der Firma myonic, die ebenfalls in Deutschland beheimatet ist und seit über 70 Jahren Präzisions-Miniaturkugellager herstellt. Die Auslegung des Gesamtsystems, die Realisation der Elektronik und die Ansteuerung des Antriebssystems wurden an der Professur für Leistungselektronik der ETH Zürich entwickelt.
Den richtigen Dreh für kleinere Handys
Basierend auf diesen Forschungsresultaten gründete Christof Zwyssig zusam-men mit Martin Bartholet, ebenfalls Doktorand an derselben Professur, im August 2008 die Spin-Off Firma Celeroton. Sie wird die Labortypen industrietauglich machen mit dem Ziel, ultrahochdrehende elektrische Antriebssysteme für verschiedene Industriezweige und Anwendungsbereiche anbieten zu können. Celeroton wird zum Zulieferer für Firmen, die zum Beispiel schnelldrehende Bohr- oder Fräsmaschinen herstellen. Der Trend zu immer kleineren Handys und anderen Elektrogeräten führt dazu, dass auch immer kleinere Löcher für die Elektronik gebohrt werden müssen. Dies gelingt nur mit einem Antriebssystem, das eine hohe Drehzahl aufweist. "Eine Spin-Off-Firma ist in meinen Augen der direkteste Transfer von Forschungsergebnissen in die Industrie. Unsere Er-kenntnisse werden schnell in konkrete Anwendungen und Produkte umgesetzt", so Johann Kolar, Leiter der Professur für Leistungselektronik.

Weitere Informationen:

ETH Zürich Celeroton AG
Prof. Johann W. Kolar Christof Zwyssig
Professur für Leistungselektronik
Tel. +41 44 632 28 34 Tel. +41 44 632 28 37
kolar@lem.ee.ethz.ch christof.zwyssig@celeroton.com

Franziska Schmid | idw
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch
http://www.cc.ethz.ch/media/picturelibrary/news/Weltrekord_Drehzahl

Weitere Berichte zu: Antriebssystem Drehzahl ETH Elektronik Handy Leistungselektronik Umdrehung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen
12.12.2017 | Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES

nachricht Meilenstein in der Kreissägetechnologie
11.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten