Netzwerk Kontenda – Kontaktlose Energie- und Datenübertragung für innovative Anwendungen

Eine Innovation aus dem BMWA-Programm „Netzwerkmanagement-Ost“ (NEMO)

Die kontaktlose induktive Energieübertragung eröffnet neue Möglichkeiten für die Stromversorgung beweglicher Geräte. Wenn Stromschienen oder Schleppkabel verzichtbar werden, weil die mechanischen Kontakte entfallen, verbessern sich Sicherheit und Zuverlässigkeit der Energiezuführung. Ausfallzeiten und Wartungsaufwand verringern sich. Weil sich keine Funken bilden können, eignet sich die kontaktlose Energieversorgung auch für den Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung, ebenso unter Wasser oder beim Anschluss von Baugruppen in hermetisch abgeschlossenen Behältern. Mit Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (AiF) arbeiten gegenwärtig zehn Unternehmen aus den neuen Ländern gemeinsam im Netzwerk Kontenda an der kontaktlosen Energie- und Datenübertragung für innovative Anwendungen.

Gegenwärtig können mehr als 1.000 Watt Leistung über eine Entfernung von 30 Zentimetern kontaktlos übertragen werden. Daraus ergeben sich breite Einsatzmöglichkeiten der neuen Technologie im industriellen Bereich, vor allem im Maschinenbau (rotierende Wellen), in der Produktions- und Transporttechnik (Batterieladung von Elektrofahrzeugen) und in der Verfahrenstechnik. Bei der Stromversorgung fahrerloser Transportsysteme wurden Funktionstüchtigkeit und Nutzen der kontaktlosen Energieübertragung bereits erfolgreich nachgewiesen. Auch aktive Elemente in Präzisionswerkzeugen für die Optik- und die Halbleiterindustrie lassen sich zuverlässig mit Energie versorgen. Nicht zuletzt im häuslichen Bereich birgt diese Art der Energiezuführung Vorteile: Eine kabellose Kaffeemaschine bringt mehr Komfort und Flexibilität in die Küche oder das Büro.

Kern des kontaktlosen Übertragungssystems ist eine transformatorische Magnetanordnung. Abweichend vom klassischen Transformator gibt es keinen geschlossenen Eisenkern. Stattdessen sind die Primär- und die Sekundärspule durch einen Luftspalt getrennt, der mehrere Dezimeter groß sein kann. Abhängig vom Anwendungsfall kommen Spulensysteme mit oder ohne Ferritkern zum Einsatz. Da die Energieübertragung im Mittelfrequenzbereich erfolgt, besitzt das Gesamtsystem auf der Seite der Energieeinspeisung und auf der Verbraucherseite entsprechende elektronische Baugruppen. Die auf diesem Weg übertragbare elektrische Leistung bewegt sich zwischen einigen Megawatt und mehreren Kilowatt. Bei zielgerichteter elektrischer und magnetischer Auslegung wird selbst bei großen Luftspalten ein sehr guter Wirkungsgrad erreicht. Auch die Datenübertragung – in eine Richtung oder bidirektional – ist kontaktlos induktiv möglich.

Das Netzwerk Kontenda führt die Kompetenz von mittelständischen Unternehmen der Elektroindustrie, des Maschinen- und Anlagenbaus, der Gebäudetechnik sowie der Möbel- und Holzindustrie zusammen. Ein Ziel des Netzwerkes ist die Entwicklung modularer Systeme, die flexibel an verschiedene Anwendungsbedingungen angepasst werden können. Neben Technik und Wirtschaftlichkeit spielt dabei auch die Sicherung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) eine große Rolle.

Ansprechpartner:

Dr. Ulrich Jumar
Institut für Automation und Kommunikation e.V.
Magdeburg
E-Mail: ulrich.jumar@ifak-md.de
Tel.: 039203 81020