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Elektromotor Elektrische Energie möglichst effizient nutzen

| Redakteur: Stefanie Michel

Die TU Graz will mit dem neuen Christian-Doppler-(CD-)Labor erforschen, wie sich elektrische Energie auch in Hilfsantrieben und Haushaltsgeräten möglichst effizient nutzen lässt. Hier kooperiert die Universität mit dem Unternehmen Mechatronics Systems aus der Steiermark.

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Bürstenlose Antriebe mit signifikant erhöhtem Wirkungsgrad und optimierter Drehzahl- und Drehmomentdichte sind das Ziel des neuen CD-Labors an der TU Graz.
Bürstenlose Antriebe mit signifikant erhöhtem Wirkungsgrad und optimierter Drehzahl- und Drehmomentdichte sind das Ziel des neuen CD-Labors an der TU Graz.
(Bild: Helmut Lunghammer )

Der weltweite Energiebedarf steigt stetig, gleichzeitig gelten besonders für die Industrie immer strengere Umweltschutzauflagen. Es gilt, elektrische Energie möglichst effizient zu nutzen, und zwar nicht nur in größeren Hauptantrieben. „Auch Hilfsantriebe eines Fahrzeugs brauchen große Mengen an Energie, beispielsweise Ventilatoren für den Kühler, Hydraulikpumpen für die Servolenkung oder Antriebe für die Sitz- und Fensterverstellung. Das betrifft ebenso Haushaltsgeräte und diverse Hilfsaggregate in anderen Anwendungen. Dafür eignen sich besonders sogenannte integrierte bürstenlose Antriebe, die wir im Rahmen des neuen CD-Labors gemeinsam mit der Mechatronics Systems GmbH hinsichtlich mehrerer Kriterien deutlich optimieren wollen“, schildert Annette Mütze vom Institut für Elektrische Antriebstechnik und Maschinen der TU Graz. Sie leitet das „Christian Doppler Labor für bürstenlose Antriebe für Pumpen- und Lüfteranwendungen“, das am 26. September an der TU Graz eröffnet wurde.

Wirkungsgrade der Antriebskomponenten verbessern

Viele der Systeme, in denen elektrische Antriebe eingesetzt werden, reifen technisch immer weiter aus und werden ältere Systeme ersetzen – sofern sie bei gleichbleibenden Komfort auch zu akzeptablen Preisen angeboten werden können. Annette Mütze: „Hydraulische Komponenten oder Pumpen und Lüfter, die durch Drosseln des Leistungsflusses reguliert werden, werden zunehmend durch elektrische Systeme ersetzt. Das setzt aber voraus, dass ausreichend elektrische Energie im System verfügbar ist und effizient genutzt wird – wir müssen also die Wirkungsgrade dieser Komponenten wesentlich verbessern. Gewicht, Volumen und Materialverbrauch sind dabei wichtige Hebel.“

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Konkret erstellt das Team des CD-Labors im ersten Schritt analytische Modelle für bürstenlose Antriebe mit signifikant erhöhtem Wirkungsgrad und optimierter Drehzahl- und Drehmomentdichte. In weiterer Folge werden Skalierungsregeln erarbeitet und Kostenfaktoren berücksichtigt, damit der Unternehmenspartner das im CD-Labor gewonnene Grundlagenwissen auch auf die Realproduktion übertragen kann.

Bundesministerium fördert Grundlagenforschung

Mit der Mechatronics Systems GmbH ist ein KMU mit Sitz im südsteirischen Wies mit an Bord des neuen CD-Labors. 2005 gegründet, entwickelt und produziert das Unternehmen mechatronische Komponenten und Systeme.

In Christian-Doppler-Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschafterinnen und Wissenschafter kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian-Doppler-Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian-Doppler-Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW).

An der TU Graz ist dieses CD-Labor im Field of Expertise „Mobility & Production“ verankert, einem von fünf strategischen Forschungsschwerpunkten.

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