Schiffsmotor mit supraleitenden Spulen

05.01.2018 104 0

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Mit diesen Themen und Fragestellungen beschäftigt sich der ETG Fachbereich A1 Elektrische Maschinen und Antriebe, Mechatronik

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Die ersten rotierenden elektrischen Maschinen wurden schon vor über 180 Jahren gebaut, aber noch immer gibt es bemerkenswerte technologische Fortschritte und neue, interessante Maschinenkonzepte.

Wichtiger Treiber ist die zunehmend leistungsfähigere Computertechnik, welche ausgefeiltere Berechnungs- und Simulationsprogramme aber auch neue, komplexe Regelungsalgorithmen ermöglicht. Hinzu kommen neue Bauteile und Schaltungskonzepte in der Leistungselektronik, welche eine Entkopplung der Energiezufuhr von der starren Netzspannung und -frequenz erlaubt. Dann gibt es neue Werkstoffe, zum Beispiel hartmagnetische seltene Erden als auch ferromagnetische Soft-Magnetic-Composites SMC oder amorphe Metalle. Schließlich spielt die Sensortechnik eine wichtige Rolle, welche durch neue Technologie, beispielweise basierend auf dem GMR-Effekt, bei weiter fortschreitender Miniaturisierung eine immer präzisere und schnellere Kontrolle des aktuellen Motorzustandes ermöglicht.
Auf diese Weise konnte die Leistungsdichte, also das Motorgewicht pro kW mechanischer Leistung im Dauerbetrieb, in den letzten 10 Jahren von rund 10 kg/kW (klassische Industriemotoren) auf rund 1 kg/kW (heutiger Stand der Technik bei Traktionsantrieben, z.B. in Elektroautos) gesteigert werden. Zukünftige Entwicklungen gehen sogar in die Nähe von 0,1 kg/kW. Damit wird es möglich, auch größere Flugzeuge für den Kurz- und Mittelstreckenbereich mit elektrischen Antrieben auszurüsten. Entsprechende Prototypen existieren bereits.

Im Industriebereich werden von den Anwendern und der Politik preisgünstige Motoren gefordert, die immer kleiner und dynamischer sein sollen, bei gleichzeitig geringeren Verlusten (also höherem Wirkungsgrad). Auch hier hat sich den vergangenen Jahren viel getan. Das klassische Maschinenkonzept der Drehstrom-Asynchronmaschine wird durch neue, hochperformante Synchronantriebe ergänzt.

Dabei wird die enge, interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Gruppen der Elektrotechnik (Motoren, Leistungselektronik, Informationstechnik) aber auch mit Fachleuten aus dem Maschinenbau (Thermik, Festigkeit, Miniaturisierung) immer wichtiger.

Der VDE Fachbereich A1 befasst sich mit allen Themen zu rotierenden elektrischen Maschinen: Vom Entwurf, über Bau und Prüfung bis hin zu Anwendungen.

Dabei werden die klassischen Maschinentypen (Gleichstrom-, Synchron- und Induktionsmaschinen) genauso betrachtet wie neue Maschinenkonzepte (Transversal- und Axialflussmaschinen, Linearmotoren, Elektrostatische Antriebe und viele mehr).

Die Anwendungen spannen den großen Bogen von Klein- und Mikroantrieben über Industrieantriebe, Fahrzeug- und Traktionsantriebe (unter anderem Pedelecs und Elektromobilität) hin zu Generatoren und Großmaschinen.

Gemeinsam mit dem Fachbereich Q1 werden leistungselektronische Stellglieder und die Systemintegration von Antrieben bearbeitet. Weitere Themen sind Antriebsregelung, Automatisierung und Diagnose sowie die Wechselwirkung der Antriebskomponenten.

Gemeinsam mit dem Fachbereich V1 werden rotierende und ruhende elektrische Energiespeicher abgedeckt.

 

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