Effizienter schweben

6. Dezember 2009, 18:00
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Eine neue Messtechnik kann die sehr effizienten aber teuren Magnetlager durch den Verzicht auf Sensoren kompakter, billiger und robuster machen

Die Technik der Magnetlager basiert auf den anziehenden und abstoßenden Kräften zwischen magnetischen Teilen. Sie arbeiten ohne Reibung und daher ohne Verschleiß, sind extrem energieeffizient und haben einen hohen Wirkungsgrad. Solche Lager liefern hohe Drehzahlen von mehr als 200.000 Umdrehungen pro Minute, brauchen wenig Wartung und haben eine lange Lebensdauer. Weil kein Schmiermittel benötig wird, sind sie besonders attraktiv für Vakuumpumpen, wo austretendes Öl die Umgebung kontaminieren würde, etwa einen Reinraum in der Halbleiterproduktion. 

Vom Nischen- zum Massenmarkt

Allerdings muss die Kraft der Magnete permanent und in Echtzeit geregelt werden, um die Welle in der Schwebe zu halten, die sonst zu einem der Magnete wandert. Positionssensoren übernehmen derzeit diese Aufgabe. Sie müssen allerdings robust sein, damit die Lager zuverlässig funktionieren, brauchen Platz und sind teuer. Magnetlager werden deshalb trotz ihrer Vorteile nur in Nischenmärkten eingesetzt. 

In Zusammenarbeit mit der TU Wien haben Forscher von Siemens CT ein neues Modell entwickelt. Es nutzt den Effekt, dass die Position der Welle das Magnetfeld verändert und so die Induktivität des Elektromagneten beeinflusst. Dadurch ändern sich die Strom- und Spannungswerte am Elektromagneten. Ein neues Auswerteverfahren erfasst die Lage der Welle so schnell und genau, dass keine Sensoren notwendig sind. Gemessen wird an der Stromversorgung der Elektromagneten, zusätzliche Kabel fallen weg. Die Lager werden kompakter, billiger, robuster und damit tauglich für den Massenmarkt.

  • Demonstrator für ein neues Magnetlager: Die Kugel wird ohne zusätzliche Sensoren in der Schwebe gehalten.
    foto: siemens

    Demonstrator für ein neues Magnetlager: Die Kugel wird ohne zusätzliche Sensoren in der Schwebe gehalten.

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