Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

So läuft die Maschine rund, ganz ohne Sensoren

20.03.2015

Schwebende Rotoren, beispielsweise im Elektromotor, sparen Energie. Eine Erfindung der TU Wien ermöglicht nun die sensorlose Steuerung von Magnetlagern.

In elektrischen Antrieben soll alles möglichst rund und leichtgängig laufen. Jede unnötige Reibung verschwendet Energie. Bei vielen rotierenden Maschinen verwendet man daher Magnetlager, die den Rotor schweben lassen, sodass er reibungsfrei ganz ohne direkte Berührung festgehalten wird.


Magnetlager mit neuartiger Sensortechnologie

Copyright: TU Wien

Allerdings muss man dann mit elektronischer Regelungstechnik dafür sorgen, dass der Rotor auch bei hohen Drehzahlen genau dort bleibt wo er sein soll und nicht mit dem umgebenden Gehäuse kollidiert. Bisher war das nur mit komplizierten Sensor-Systemen möglich.

Durch eine Erfindung der TU Wien lässt sich die nötige Information nun ganz ohne zusätzliche Sensoren auf viel einfachere Weise elektrisch auslesen. Auf der Hannover Messe wird der neuartige Lagertyp erstmals öffentlich vorgestellt.

Schwebend gelagerte Rotoren

„Es gibt viele Arten von rotierenden Wellen, bei denen ein berührungsfreies Lager besonders wichtig ist“, sagt Prof. Manfred Schrödl vom Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe der TU Wien. Sogenannte „Flywheels“ sind beispielsweise dafür gedacht, Rotationsenergie viele Stunden lang zu speichern und sie dann nach Bedarf in elektrische Energie umzuwandeln.

Das ist nur sinnvoll, wenn die Reibungsverluste minimal sind. Auch bei Vakuumpumpen soll jede Reibung, die Abrieb verursachen könnte, unbedingt vermieden werden, und bei Antriebswellen, die eine besonders hohe Drehzahl erreichen müssen, führt an Magnetlagern oft ebenfalls kein Weg vorbei.

„Das Problem bei Magnetlagern ist allerdings, dass man die Position des Rotors elektronisch fixieren muss“, erklärt Manfred Schrödl. „Würde man den schwebend gelagerten Rotor einfach nur rotieren lassen, würde er rasch in eine Richtung driften, mit dem Lager kollidieren und die Maschine zerstören.“

Man misst daher mit speziellen Sensoren ständig die Position des Rotors und steuert mit Elektromagneten dagegen, sodass er trotz seiner rasenden Rotationsbewegung immer am selben Ort bleibt.

Der Elektromagnet als Sensor

Doch diese Sensorik ist teuer und niemals völlig ausfallssicher. An der TU Wien ging man daher einen ganz anderen Weg: „Die Elektromagneten, die man zum Nachjustieren der Rotor-Position verwendet, nutzen wir gleichzeitig auch als Sensoren“, erklärt Schrödl.

„Durch das Magnetfeld sind der Rotor und die elektromagnetische Spule miteinander gekoppelt. Wenn man die zeitliche Veränderung des Stroms misst, der in der Spule auftritt, kann man daraus die Position des Rotors ganz genau berechnen.“

Die mathematische Methode dafür entwickelte Manfred Schrödl mit seinem Team. Die Idee wurde patentiert, und nun steht ein funktionsfähiger Prototyp zur Verfügung. „Die Technik ist ausgereift, nun suchen wir nach Industriepartnern, die davon profitieren möchten“, sagt Schrödl.

Auf der Hannover Messe wird das Magnetlager der TU Wien erstmals öffentlich präsentiert. Darüber hinaus stellt das Team von Manfred Schrödl auch noch eine sensorlose Drehzahlregelungs-Methode für Elektromotoren vor.

Neben diesen beiden Technologien präsentiert die TU Wien auf der Hannover Messe (13.-17.4.) weitere neun ressourcen- und energiesparende Lösungen in den Themenbereichen „Integrated Industry“, „Maschinen, Anlagen, Biotechnologie“ sowie „Energie- und Wasserversorgung“ (Halle13 – Stand E10).

Rückfragehinweis:
Prof. Manfred Schrödl
Institut für Energiesysteme
und Elektrische Antriebe
Technische Universität Wien
T: +43-1-58801-370212
manfred.schroedl@tuwien.ac.at

Aussender:
Dr. Florian Aigner
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Wien
Operngasse 11, 1040 Wien
+43-1-58801-41027
florian.aigner@tuwien.ac.at

Dr. Florian Aigner | Technische Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Klarheit für die Industrie: Forscher ermitteln Standzeiten von Schieberwerkzeugen
12.06.2018 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht Tauchen ohne Motor
05.06.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Schneller und sicherer Fliegen

21.06.2018 | Informationstechnologie

Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

21.06.2018 | Innovative Produkte

Sensoren auf Gummibärchen: Team druckt Mikroelektroden-Arrays auf weiche Materialien

21.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics