Neue Sensorik verbessert Technik

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 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, greift bei seiner Forschung ein seit langem bekanntes und erfolgreich eingesetztes Messprinzip auf - die Lageerfassung mittels kapazitiver Sensoren. 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 Marco Schramm ein in der Magnetlagertechnik neuartiges Sensorenkonzept. Dieses basiert auf einer Idee des ehemaligen Mitarbeiters der TU Chemnitz, Prof. Dr. Ralf Werner. 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.

COMPAMED.de; Quelle: Technische Universität Chemnitz