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 Trennsationell - Optimierung des Entformungsverhaltens
15.01.2020 | INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena

nachricht Vom Frittenfett zur Power – Forschungsprojekt in der Verfahrenstechnik
07.01.2020 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen

Europäische Union fördert Forschungsprojekt „PredActin“ mit 1,2 Millionen Euro

Aktin ist ein wichtiges Strukturprotein in unserem Körper. Als Hauptbestandteil des Zellgerüstes sorgt es etwa dafür, dass unsere Zellen eine stabile Form...

Im Focus: Programmable nests for cells

KIT researchers develop novel composites of DNA, silica particles, and carbon nanotubes -- Properties can be tailored to various applications

Using DNA, smallest silica particles, and carbon nanotubes, researchers of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) developed novel programmable materials....

Im Focus: Miniatur-Doppelverglasung: Wärmeisolierendes und gleichzeitig wärmeleitendes Material entwickelt

Styropor oder Kupfer – beide Materialien weisen stark unterschiedliche Eigenschaften auf, was ihre Fähigkeit betrifft, Wärme zu leiten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz und der Universität Bayreuth haben nun gemeinsam ein neuartiges, extrem dünnes und transparentes Material entwickelt und charakterisiert, welches richtungsabhängig unterschiedliche Wärmeleiteigenschaften aufweist. Während es in einer Richtung extrem gut Wärme leiten kann, zeigt es in der anderen Richtung gute Wärmeisolation.

Wärmeisolation und Wärmeleitung spielen in unserem Alltag eine entscheidende Rolle – angefangen von Computerprozessoren, bei denen es wichtig ist, Wärme...

Im Focus: Miniature double glazing: Material developed which is heat-insulating and heat-conducting at the same time

Styrofoam or copper - both materials have very different properties with regard to their ability to conduct heat. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz and the University of Bayreuth have now jointly developed and characterized a novel, extremely thin and transparent material that has different thermal conduction properties depending on the direction. While it can conduct heat extremely well in one direction, it shows good thermal insulation in the other direction.

Thermal insulation and thermal conduction play a crucial role in our everyday lives - from computer processors, where it is important to dissipate heat as...

Im Focus: Fraunhofer IAF errichtet ein Applikationslabor für Quantensensorik

Um den Transfer von Forschungsentwicklungen aus dem Bereich der Quantensensorik in industrielle Anwendungen voranzubringen, entsteht am Fraunhofer IAF ein Applikationslabor. Damit sollen interessierte Unternehmen und insbesondere regionale KMU sowie Start-ups die Möglichkeit erhalten, das Innovationspotenzial von Quantensensoren für ihre spezifischen Anforderungen zu evaluieren. Sowohl das Land Baden-Württemberg als auch die Fraunhofer-Gesellschaft fördern das auf vier Jahre angelegte Vorhaben mit jeweils einer Million Euro.

Das Applikationslabor wird im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts »QMag«, kurz für Quantenmagnetometrie, errichtet. In dem Projekt entwickeln Forschende von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

11. Tagung Kraftwerk Batterie - Advanced Battery Power Conference am 24-25. März 2020 in Münster/Germany

16.01.2020 | Veranstaltungen

Leben auf dem Mars: Woher kommt das Methan?

16.01.2020 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2020

16.01.2020 | Veranstaltungen

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

Neuer Schneidkopf beschleunigt die Wartung von Hochdruckwasserstrahl-Anlagen und senkt Kosten

20.01.2020 | Maschinenbau

Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen

20.01.2020 | Medizin Gesundheit

Plättchen statt Kügelchen machen Bildschirme sparsam

20.01.2020 | Materialwissenschaften

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