Projekte

Forschergruppe NEMOFASER

  

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BildTU Ilmenau / [FG Kleinmaschinen]

  

 
BildTU Ilmenau / [FG Kleinmaschinen]

Als interdisziplinäre, fachliche Schwerpunkte werden neuartige funktionelle Lösungen durch eine aerostatische Lagerung von Aktivteilen sowie die Realisierung von Bauteilen mit hybriden Faserverbundwerkstoffen untersucht. Im Ergebnis wird das Innovationspotenzial neuartiger Motorenkonzepte in Bezug auf Bauform, Leichtbau, Leistungsparameter und Effizienz in Form eines technischen Auslegungsrahmens beschrieben und eine Methodik für Entwurf, Validierung und Optimierung des gesamten Antriebssystems entwickelt.

Das Ziel des gemeinsamen Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung von Grundlagen für das Prinzip eines neuartigen Elektromotors, der sich durch eine besonders hohe Drehmoment- oder Leistungsdichte auszeichnet. Vor dem Hintergrund des aktuellen Stands der Technik sollen zwei weitere Grundbausteine in die Entwicklung eingeführt und deren Potential zur Verbesserung von elektrischen Antrieben erarbeitet werden. Dies sind der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen zur Herstellung von mechanisch hoch beanspruchten Konstruktionsteilen und ein aerostatisch stabilisiertes rotierendes Aktivteil. Beide Komponenten im Verbund bilden die Basis für die vorgeschlagene weiterführende Forschung.

Im Rahmen des Vorhabens sollen die Grundlagen der Simulation und Modellierung der Luftströmung im engen Luftspalt sowie der auftretenden Wärmeströme unter Last erarbeitet werden. Das Gewicht des Motors soll durch die Verwendung eines Rotors aus faserverstärktem Kunststoff minimiert werden. Die Herausforderung besteht hier darin, einen Lagenaufbau aus textilen Halbzeugen zu entwickeln, der eine quasiisotrope Steifigkeit des Rotors und gleichzeitig einen Gewichtsvorteil gegenüber metallischen Werkstoffen sicherstellt.

Der Rotor des Motors kann vorzugsweise als funktionsintegrierte Walze (radiale Magnetflussführung) oder Scheibe (axiale Magnetflussführung) ausgeführt werden. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Motors muss der Luftspalt zwischen Stator und Rotor minimiert und die während der Induktion entstehende Wärme schnellstmöglich und kontinuierlich abgeführt werden.

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ESF-Forschungsprojekt (2017 FGR 0080) gefördert durch Freitstaat Thüringen / TAB

Laufzeit: 2018 - 2020

Verbundprojekt Dieselelektrischer Antriebsstrang für Hochleistungsventilatoren

BildRSP GmbH

    

   
BildTU Ilmenau / [FG Kleinmaschinen]
BildTU Ilmenau / [FG Kleinmaschinen]
BildTU Ilmenau / [FG Kleinmaschinen]

Im Lauf der letzten Jahre ergab sich der Trend und die Chance, die Erkenntnisse, die an kleineren elektrischen Maschinen gewonnen wurden, auch auf größere Baugrößen zu übertragen. Dies ist deshalb vorteilhaft, da man bei kleineren Motoren mit vergleichsweise niedrigen Kosten und überschaubarem Zeitaufwand Muster und Demonstratoren anfertigen kann, als auch eine Vielzahl von Messungen in kürzerer Zeit durchführen sind. Gepaart mit der Tatsache, dass Motoren kleiner Leistungen in der Regel in wesentlich höheren Stückzahlen gefertigt werden, ergibt sich für kleinere Baugröße ein deutlich höherer Innovationsdruck hinsichtlich Material-, Energie und Kosteneffizienz, als bei den Motoren im deutlich höheren Leistungsbereich. Das Ziel besteht darin, die Übertragbarkeit dieser Erkenntnisse auf größere Baugrößen zu prüfen und dort, wo es sinnvoll und vorteilhaft erscheint, diese zu übertragen. Insbesondere mobile Anwendungen bilden dafür eine geeignete Basis. Der für das vorgeschlagene Teilvorhaben anvisierte Leistungsbereich ist zwischen 70kW und 200kW vorgesehen.

Das Einsatsziel liegt im Bereich der zukünftig zu erwartenden elektrischen Nebenantrieben für Nutzfahrzeuge. Die bestehenden Lösungen sind unter anderem Hydraulik basiert. Insbesondere ist dabei das Feld der rotierenden Anwendungen (Hydraulikmotor) von Interesse. Diese Antriebe liegen im oben genannten Leistungsbereich und bieten eine ideale Basis, die zuvor ausgeführten Überlegungen am Beispiel des Turbinenantriebes eines Saugbaggers zu erproben.

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EFRE-Forschungsprojekt (2016 FE 9096) gefördert durch Freitstaat Thüringen / TAB

Laufzeit: 2017 - 2019