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 Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Nimm zwei: Metallische Oberflächen effizient mit dem Laser strukturieren
15.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise