Labor Antriebstechnik (ATK)

Das Herzstück des Labors Antriebstechnik ist der derzeit noch im Aufbau befindliche Prüfstand für Elektromotoren. Dieser wurde im Rahmen verschiedener Abschluss-, Forschungs- und Entwicklungsarbeiten von Studierenden selbst konzipiert und montiert. Der Prüfstand wird in der Lage sein, verschiedene Arten an Prüfungen an unterschiedlichen Elektromotoren durchzuführen. Darüber hinaus sind auch Simulationen von Motoren mithilfe einer FE-Software möglich. Im Rahmen dieser Simulationen sind auch Parameterstudien zur Optimierung der Motoren durchführbar.

Unser Team

Was ist Antriebstechnik?

Die Anwendung der verschiedenen Arten von Elektromotoren ist ein elementarer Bestandteil der modernen Industrie. Um kommenden Generationen an Maschinenbauingenieur:innen sowohl den Aufbau als auch die Funktionsweise möglichst praxisnah aufzuzeigen, ist geplant, neben der Vorlesung auch einen Pflicht-Praktikumsversuch zu erstellen.

Lehre im Labor

Das Labor befindet sich derzeit in der Aufbauphase, daher finden noch keine Lehrveranstaltungen oder Praktika statt. Allerdings wurde der Prüfstand durch Studierende erstellt. Auch verschiedene Projektarbeiten im Bachelorstudiengang Maschinenbau sind eng mit dem Labor verknüpft, da sich diese mit dem Auf- bzw. Umbau von 3D-Druckern beschäftigen.

Forschung im Labor

Im Labor Antriebstechnik wird das Promotionsvorhaben von Corinna Niedermeier bearbeitet:

Additive Fertigung von Elektromotoren – Entwicklung eines Fertigungsprozesses zur Reduktion der Herstelldauer und Optimierung der Motoreigenschaften

Elektromotoren sind aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzgebiete in Haushalt und Industrie sowohl im kleinen Leistungsbereich als auch bis zu mehreren Megawatt Leistung von großer Relevanz. Um einen nachhaltigen Einsatz von Elektromotoren in Gegenwart und Zukunft sicherzustellen, ist es bedeutend, zum einen die Motoreigenschaften zu optimieren als auch die Herstelldauer zu reduzieren. Der Einsatz additiver Fertigungstechnologien bietet mit der Nutzung dieser Potentiale die Möglichkeit, gezielt die Motoreigenschaften zu optimieren. Ziel ist es, einen hybriden Fertigungsprozess zu entwickeln, um den Wirkungsgrad und die Leistungsdichte zu steigern sowie die Fertigungsdauer zu verkürzen.

Unsere Kompetenzen

Foto: Johannes Wagner / OTH Regensburg

Prüfung von Elektromotoren

Der Prüfstand zeichnet sich durch seine passive Lasteinheit (Kombination aus Magnetpulver- und Wirbelstrombremse) mit externer Kühlung aus. Aus diesem Grund ist kein zweiter Motor zur Erzeugung des Gegenmoments als Lasteinheit nötig. Dabei sind die Prüfungen bei Drehzahlen bis zu 15.000 min-1 sowie einem Drehmoment von ca. 10 Nm ohne Probleme durchführbar. Durch mehrere Messgeräte (z.B. Oszilloskop oder Leistungsmessgerät) sind sämtliche gängige Größen ermittelbar.

Foto: Corinna Niedermeier / OTH Regensburg

FE-Simulation mit Multiparameteroptimierung von Elektromotoren

Hierzu wird das Programm ANSYS Motor-CAD verwendet. Damit können sämtliche gängigen Arten an Elektromotoren (Induktionsmaschine, permanenterregte Synchronmaschine, bürstenlose Gleichstrommotoren, etc.) simuliert werden. Im Anschluss an die Simulation kann mithilfe der Software eine Parameterstudie durchgeführt werden. Um diese auszuwerten und die optimierte Variante zu erhalten wurde zusätzlich ein Skript geschrieben, mit dem die erhaltenen Ergebnisse beliebig gewichtet und ausgegeben werden.