Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Prüfstand für E-Motoren

23.09.2009
An der FH Kiel kommen elektrische Antriebe unter die Lupe: Die Forscher entwickeln einen Prüfstand, mit dem der Wirkungsgrad von Elektromotoren voll automatisiert ermittelt werden kann.

So soll in einem ersten Projekt geklärt werden, ob ein neuer Niederspannungs-Antrieb für Gabelstapler und Kehrmaschinen effizienter ist als ein von Bleiakkus betriebener Motor im Kleinspannungsbereich. Die Forscher arbeiten mit dem Unternehmen Jungheinrich in Hamburg zusammen.

Während die Automobilindustrie mit Hochdruck elektrische Antriebe als Ersatz für Verbrennungsmotoren entwickelt, fahren Gabelstapler und andere mobile Arbeitsgeräte seit jeher elektrisch - mit Hilfe klassischer Bleibatterien. "Die Motoren sind in der Regel Asynchron- oder Synchronmotoren mit sehr wenig Wicklungssträngen, durch die sehr hohe Ströme fließen", erläutert Professor Christoph Weber vom Institut für Mechatronik.

Gängig seien Spannungen im Kleinspannungsbereich. So läge bei einer Spannung von 80 Volt die Leistungsgrenze der Antriebe etwa bei 20 Kilowatt. Eine Steigerung sei durch höhere Spannungen zu erreichen - aber genau darin liegt die Crux: Entsprechende Batterien waren für Antriebssysteme im Niederspannungsbereich in kompakter Bauweise bisher nicht verfügbar.

Dank der Fortschritte im Automobilsektor könnte sich das künftig ändern. Neue Lithium-Ionen-Akkus verfügen über eine hohe Leistungsdichte, eine kompakte Bauform und sind vergleichsweise leicht. "Allerdings kommen bei den mobilen Arbeitsmaschinen ganz andere Fahrmanöver und Belastungen zum Tragen als bei den Autos", sagt Weber. "Ihre Hersteller stehen somit vor der Frage, ob sich der Einsatz von Niederspannungsantrieben auch tatsächlich lohnt."

Die Antwort wollen die Forscher an der FH Kiel mit ihrem neuen Prüfstand geben - und zwar bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess, ohne dass der Motor bereits in ein neu zu entwickelndes Fahrzeug eingebaut werden muss. "Wir haben im Prüfstand den Elektromotor mit einer Lastmaschine gekoppelt", erläutert Bachelor-Absolvent Sebastian Fricke den Versuchsaufbau. "Bei jeder Drehzahl simuliert sie verschiedene Beanspruchungen des Motors." Egal, ob Kurve fahren oder Lasten anheben - die Forscher steuern mit dem Prüfstand die Betriebspunkte an, die für mobile Arbeitsmaschinen in der Praxis interessant sind.

Um herauszubekommen, wo Verluste auftreten, wird die Leistung an drei Stellen simultan gemessen: zwischen Batterie und dem Umrichter, der den Gleichstrom des Akkus in Wechselstrom für den Motor umwandelt, zwischen Umrichter und Motor sowie zwischen Motor und Lastmaschine. Für jeden getesteten Antrieb entsteht durch die Messungen ein mehrdimensionales Kennlinienfeld, in dem alle Betriebspunkte eingezeichnet sind. "Dieses Feld lässt dann Aussagen darüber zu, mit welchen Verbrauchsdaten zu rechnen ist".

Den Prüfstand haben die Wissenschaftler mit Mitteln aus dem Programm "Hochschule-Wirtschaft-Transfer" (HWT) von der Innovationsstiftung Schleswig-Holstein und dem Wirtschaftsministerium des Landes einrichten können. Die Lastmaschine war bereits an der FH vorhanden. Das Team von Professor Weber musste Umrichter, Elektronik und Messequipment anpassen und nicht zuletzt Auswerteroutinen entwickeln, die einen automatisierten Messvorgang ermöglichen.

Von den ersten Untersuchungen könnte zunächst die Firma Jungheinrich aus Hamburg profitieren, die als Unternehmenspartner am geförderten Projekt beteiligt ist. Ist die Anlage optimiert, sei die FH Kiel später in der Lage, als Dienstleister auch für andere Unternehmen zu agieren, sagt Professor Weber. "Mit dem neuen Prüfstand haben wir ein wahres Schätzchen zu bieten."

Sabine Recupero | idw
Weitere Informationen:
http://www.i-sh.de/hwt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Neuro-Robotik ermöglicht Querschnittsgelähmten selbstständig zu essen
07.12.2016 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Höhere Energieeffizienz durch Brennhilfsmittel aus Porenkeramik
05.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie