Magnetisch lager voor roterende assen zonder stabiliserende controle

De opslag van roterende assen is soms een uitdaging in de meest uiteenlopende toepassingen, het verhogen van de efficiëntie door het minimaliseren van wrijving en slijtageverliezen wordt steeds belangrijker, waarbij rol- en kogellagers steeds minder voldoen aan de toenemende eisen. Magnetische lagers zijn meestal de beste keuze voor dergelijke vereisten. De Technische Universiteit van Wenen presenteert nu een sensorloos magnetisch lager.

Bij actieve magnetische lagers (AMB - actieve magnetische lagers) worden krachten gegenereerd met behulp van elektromagneten, waarin, in tegenstelling tot conventionele lagers, mechanische eigenschappen zoals stijfheid en demping specifiek kunnen worden beïnvloed. Actieve magnetische lagers zijn echter onstabiele systemen die stabiliserende controle vereisen. Veel nuttige toepassingen van magnetische lagers worden niet alleen gerealiseerd omdat tot nu toe het gebruik van een positiesensor voor het stabiliseren van het magnetische lagersysteem noodzakelijk wordt geacht.

Een 3-fasenstructuur wordt gebruikt om de hardware-inspanning te minimaliseren. Deze structuur kan worden gebruikt met standaard frequentieregelaarn worden bediend vanuit de aandrijfsector. In tegenstelling tot de meeste actieve magneetlagers, die voor elke vrijheidsgraad een frequentieomvormer nodig hebben, gebruikt een 3-fasenstructuur slechts 2 frequentieomvormers, wat leidt tot een aanzienlijke verlaging van de hardwarekosten.

Om het systeem te stabiliseren, is de controller tegenwoordig altijd geïmplementeerd in een digitale signaalprocessor (DSP), die normaal ook andere taken uitvoert. Deze digitale lus moet voldoende stabiliteit en robuustheid bieden. De gebruikelijke positiesensoren hebben onvermijdelijke analoge paden die extra ruis van het meetsignaal veroorzaken en dus trillingen van de rotor opslaan. Als de montage van positiesensoren niet gewenst of niet mogelijk is, moet de positie-informatie worden berekend op basis van de fysieke eigenschappen van het systeem.

---

Positiesensoren voor speciale effecten in de grote kaskraker

---

Een methode voor de sensorloze bepaling van de rotorpositie is de "Inform" -methode ontwikkeld door Prof. Schrödl. Het Inform-proces wordt al vele jaren met succes gebruikt om de rotorhoek van elektrische machines te identificeren en is verder ontwikkeld voor het veld van actieve magnetische lagers. Het is gebaseerd op de verandering van de magnetische eigenschappen als een functie van de rotorpositie. Door testpulsen te evalueren die slechts een paar miljoensten van een seconde duren, kan de rotorpositie worden bepaald.