ETH-Forscher entwickeln neues, ultrahochdrehendes Antriebssystem
Forscher der ETH Zürich haben ein neues Antriebssystem mit einer halben Million Umdrehungen pro Minute entwickelt. Dies ist eine zehnmal höhere Drehzahl als bei herkömmlichen industriell eingesetzten Motoren. Die Professur für Leistungselektronik schätzt, dass verschiedene Industriezweige in Zukunft von diesem Forschungserfolg profitieren können.
Die Zukunft sieht immer höhere Geschwindigkeiten für rotierende Werkzeuge vor, so zum Beispiel für Bohrer in der Medizintechnik oder Spindeln in der Werkstoffbearbeitung. Um diese direkt und effizient anzutreiben, braucht es ultrahochdrehende elektrische Antriebssysteme. Bisher erreichen industriell eingesetzte Motoren Drehzahlen bis maximal 250’000 Umdrehungen pro Minute. Nun haben Forscher der ETH Zürich ein Antriebssystem entwickelt, das Drehzahlen von über 500’000 Umdrehungen pro Minute erreicht. Es generiert 100 Watt Antriebsleistung und ist kaum grösser als eine Zündholzschachtel. Die Rotorkonstruktion besitzt einen Titanmantel, der auch extremen Zentrifugalkräften widersteht. Ein verlustarmer Stator sorgt für höchste Wirkungsgrade und die hochkompakte Elektronik besitzt eine digitale Regelung.
Neue Impulse für die Industrie
Das ultrahochdrehende Antriebssystem soll weitere innovative Entwicklungen ermöglichen und verschiedensten Industriezweigen neue Impulse geben. Bei der portablen Energieversorgung könnten zum Beispiel bald ultrakleine Gasturbinen die heute verwendeten Batterien ersetzen. Ein anderes Beispiel wären extrem leichte Turbokompressorsysteme zur Wirkungsgradsteigerung von Brennstoffzellen in Fahrzeugen.
Weitere Leistungssteigerungen zum Ziel
„In einem nächsten Schritt wollen wir die Drehzahl auf eine Million Umdrehungen pro Minute steigern“, so das erklärte Ziel von Johann Kolar, Leiter der Professur für Leistungselektronik. Ein Schlüsselelement für diese neuerliche Drehzahlsteigerung stellt die Lagerung dar. Hier sollen neuartige Konzepte wie Magnet- oder Luftlager helfen, welche die ETH-Forscher zurzeit untersuchen.
Weitere Informationen
Prof. Dr. Johann W. Kolar
Professur für Leistungselektronik
Telefon +41 (0)44 632 28 34
kolar@lem.ee.ethz.ch
Christof Zwyssig
Professur für Leistungselektronik
Telefon +41 (0)44 632 28 37
zwyssig@lem.ee.ethz.ch
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