Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Balanceakt in der Schwebe

14.03.2006


Chemnitzer Elektrotechniker entwickeln neuartige Sensoren für berührungsfreie aktive Magnetlager


Wo herkömmliche Wälz- oder Gleitlager an ihre Grenzen stoßen, erschließt sich das Einsatzpotential von Magnetlagern. Diese Technik erlaubt aufgrund der berührungsfreien Lagerung von Körpern mittels Magnetfelder Drehzahlen jenseits von 100.000 min-1 ohne mechanische Reibung und sogar den Einsatz im Hochvakuum. So sind Magnetlager beispielsweise in teuren Präzisions-Werkzeugmaschinen, medizinischen Zentrifugen oder Schwungrädern zur Energiespeicherung zu finden.

Seit mehr als zwei Jahrzehnten wird an der TU Chemnitz Grundlagenforschung auf dem Gebiet der aktiven Magnetlagertechnik betrieben. Derzeit befassen sich Wissenschaftler der Professur Elektrische Maschinen und Antriebe um Prof. Dr. Wilfried Hofmann mit neuartigen Lagesensoren für magnetisch gelagerte Wellen. Diese Sensoren sind notwendig, da ein magnetisch gelagerter Körper ein höchst instabiles System darstellt und daher ständiger Lagemessung und -korrektur bedarf.


Thomas Schuhmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur, greift bei seiner Forschung ein seit langem bekanntes und erfolgreich eingesetztes Messprinzip auf - die Lageerfassung mittels kapazitiver Sensoren. Dabei wird die Kapazität zwischen einer Sensorelektrode und einer auf der im Magnetfeld schwebenden Welle angeordneten Gegenelektrode erfasst und ausgewertet. Damit sind Auflösungen von bis zu 50 Nanometer, was etwa dem Tausendstel der Dicke eines menschlichen Haares entspricht, realisierbar. Die Besonderheit des neu entwickelten Verfahrens ist die vollständige Integration des Messsystems in das aktive Magnetlager. Als Gegenelektrode dient dabei das Blechpaket der schwebenden Welle selbst. Durch den Wegfall externer Sensoren verringert sich der Raumbedarf des Lagers erheblich, wodurch Wellen wiederum kürzer ausgeführt werden können. "Der relativ einfache konstruktive Aufbau der Sensorik könnte dazu führen, dass die bisher hohen Kosten für magnetische Lager deutlich gesenkt und weitere Anwendungsfelder erschlossen werden", so Schuhmann.

Parallel dazu entwickelt sein Kollege Marco Schramm ein in der Magnetlagertechnik neuartiges Sensorenkonzept. Dieses basiert auf einer Idee des ehemaligen Mitarbeiters der TU Chemnitz, Prof. Dr. Ralf Werner (jetzt Hochschule Mittweida). Magnetische Lagesensoren auf der Basis von Kompensationsstromwandlern erfassen die Rotorlage einer ferromagnetischen Welle und deren Auslenkgeschwindigkeit. Das erübrigt eine externe Differentiation des Lagesignals und verringert somit den Rechenaufwand und Rauschpegel im Regelkreis deutlich. Da die Sensoren in Differentialanordnung betrieben werden, verbessern sich zudem die Messempfindlichkeit und Linearität. Dieses System erfüllt die hohen Anforderungen der Magnetlagertechnik und ist zudem robust und kostengünstig produzierbar. Zumal das Prinzip nicht nur in aktiven Magnetlagern, sondern auch in einer breiten Palette mechatronischer Systeme sowie bei der Maschinenüberwachung und -diagnose anwendbar sein wird.

Weitere Informationen erteilen Dipl.-Ing. Thomas Schuhmann, Telefon (03 71) 5 31 - 33 79, E-Mail thomas.schumann@etit.tu-chemnitz.de und Dipl.-Ing. Marco Schramm, Telefon (03 71) 5 31 - 33 77, E-Mail marco.schramm@etit.tu-chemnitz.de

(Autor: Ronny Oehme)

Mario Steinebach | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/etit/ema

Weitere Berichte zu: Lagesensor Magnetlagertechnik Sensor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Ultradünne transparente Silberschichten für Solarzellen
12.11.2018 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Heraeus erzielt Qualitätsschub beim 3D-Druck von hochleitfähigem Kupfer
08.11.2018 | Heraeus Holding GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Im Focus: A Chip with Blood Vessels

Biochips have been developed at TU Wien (Vienna), on which tissue can be produced and examined. This allows supplying the tissue with different substances in a very controlled way.

Cultivating human cells in the Petri dish is not a big challenge today. Producing artificial tissue, however, permeated by fine blood vessels, is a much more...

Im Focus: Optimierung von Legierungswerkstoffen: Diffusionsvorgänge in Nanoteilchen entschlüsselt

Ein Forschungsteam der TU Graz entdeckt atomar ablaufende Prozesse, die neue Ansätze zur Verbesserung von Materialeigenschaften liefern.

Aluminiumlegierungen verfügen über einzigartige Materialeigenschaften und sind unverzichtbare Werkstoffe im Flugzeugbau sowie in der Weltraumtechnik.

Im Focus: Graphen auf dem Weg zur Supraleitung

Doppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit extrem hoher Präzision ausgemessen und an einer überraschenden Stelle einen flachen Bereich entdeckt. Möglich wurde dies durch die extrem hohe Auflösung des ARPES-Instruments an BESSY II.

Aus reinem Kohlenstoff bestehen so unterschiedliche Materialien wie Diamant, Graphit oder Graphen. In Graphen bilden die Kohlenstoffatome ein zweidimensionales...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

Wer rechnet schneller? Algorithmen und ihre gesellschaftliche Überwachung

12.11.2018 | Veranstaltungen

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

Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

15.11.2018 | Physik Astronomie

Automatisierte Klebfilmablage und Stringerintegration für den Flugzeugbau

14.11.2018 | Materialwissenschaften

Wie Algen und Kohlefasern die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre nachhaltig senken könnten

14.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

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