Praxisforum Elektrische Antriebstechnik Antriebe in Theorie und Praxis

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Am 18. Oktober lädt die ELEKTRONIKPRAXIS zum Praxisforum Elektrische Antriebstechnik nach Würzburg ein. Hier schlagen auch in diesem Jahr wieder renommierte Referenten aus Wissenschaft und Industrie die Brücke zwischen Theorie und Praxis.

Wenn es darum geht, eine elektrische Antriebslösung zu konzipieren und bestmöglich auszulegen, stoßen selbst erfahrene Entwickler oft an ihre Grenzen. Denn für diese Aufgabe ist profundes Fachwissen sowohl zu den elektrischen wie mechanischen Eigenschaften eines solchen Systems erforderlich.

Das Praxisforum Elektrische Antriebstechnik am 18. Oktober in Würzburg bietet die Gelegenheit, sich solches Fachwissen anzueignen und sich mit Antriebstechnik-Experten auszutauschen. Hierzu schlägt das Forum die Brücke zwischen Technikforschung und Anwendung. Renommierte Referenten aus Wissenschaft und Industrie vermitteln in Würzburg Grundlagen, komplexes interdisziplinäres Wissen und aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung. Unterstützt wird das Praxisforum durch den ZVEI-Fachbereich Elektrische Antriebe, in dem rund 70 führende Hersteller organisiert sind und der eine Plattform für wirtschaftliche und technische Themen der elektrischen Antriebstechnik bietet.

Motoren im Miniatur- und Großformat

Gleich die eröffnende Keynote ist ein Beispiel, wie Wissenschaftler den Blick über den Tellerrand wagen und neue Antriebskonzepte vorantreiben. „Konventionelle elektrische Antriebe wie Schrittmotoren oder Elektromagneten sind begrenzt in ihren Einsatzgebieten durch ihre Bauform und daraus resultierendem Bauraum und Gewicht, oder auch durch Geräuschemission und Energieeffizienz“, sagt Prof. Paul Motzki von der Universität des Saarlandes, der mit seinem Keynote-Vortrag eine neue, attraktive Alternative aufzeigt: Antriebe aus „künstlichen Muskeln“, die mit Formgedächtnislegierungen und dielektrischen Elastomeren auf zwei verschiedenen smarten Materialien basieren. Beide Materialklassen wird Prof. Motzki vorstellen, auf ihre Wirkprinzipien eingehen und verschiedene bereits entwickelte Antriebssysteme präsentieren sowie sinnvolle Anwendungsfelder aufzeigen.

Johannes Oswald, Geschäftsführer von Oswald Elektromotoren, geht im anschließenden Vortrag mit den Teilnehmern einen riesigen Schritt vom kleinen „künstlichen Muskel“ zum leistungsstarken Torque-Motor, der Leistungen bis 2500 kW und Drehmomente bis 250.000 Nm möglich macht. Natürlich deutlich größer als ein Miniaturantrieb aus Formgedächtnis-Metallen, stellen diese Motoren dennoch sehr kompakte Direktantriebe in Anwendungen wie Pressen, Pumpen, Krananlagen, Nutzfahrzeuge oder der Schifffahrt dar.

Antriebstechnik-Systemkomponenten: Getriebe & Co.

Der Motor ist nur eine von vielen Komponenten eines Antriebssystems, auch das Getriebe spielt eine wichtige Rolle. Moritz Floder von Wittenstein Alpha stellt eine Technik vor, bei der in smarte Getriebe integrierte Technik Temperatur und Beschleunigung in drei Achsen misst, die Sensorwerte vorverarbeitet und mittels IO-Link Schnittstelle für die Steuerung bereitstellt. Smart Services erlauben die Verarbeitung, Visualisierung und Analyse der Daten, um so den Zustand des Getriebes zu berechnen und anzuzeigen. „Entscheidend ist am Ende der Mehrwert, den der Anwender durch den Einsatz der Technologien und Services gewinnt“, meint Floder, „durch Condition Monitoring und Predictive Maintenance werden Abweichungen frühzeitig erkannt und Ausfälle vermieden.“

Nach der Kaffeepause widmet sich Lothar Kammer, Kisling, der richtigen Befestigung von Permanentmagneten im Elektromotor. „Früher wurden Magnete geklammert, verstiftet, verstemmt oder mittels Federn in Position gehalten“, berichtet Kammer und fügt hinzu: „die Verwendung von Klebstoffen macht diese Befestigungstechniken überflüssig und wirkt zudem gegen Vibrationsgeräusche.“ Mit seinem Vortrag will er den Teilnehmern die Vorteile des „Klebens“ verdeutlichen und informieren, welche Klebstoffe besonders zum Verkleben von Permanentmagneten geeignet sind – aber auch die Grenzen der Technik aufzeigen. Zudem wird er auf unterschiedliche Arten des Produktauftrags und auf die möglichen Aushärtebedingungen eingehen.

Um Predictive Maintenance geht es im anschließenden Vortrag. Markus Weishaar, Dunkermotoren, taucht in die Fakten hinter diesem Schlagwort ein und gibt einen konkreten Einblick, was mit der Technologie auf Ebene eines Antriebs möglich ist und wo die Grenzen liegen. „Zum einen soll der Vortrag verdeutlichen, dass Predictive Maintenance keine Fiktion mehr ist, sondern sich längst in der Entwicklung und Weiterentwicklung befindet“, sagt Weishaar. „Vor allem soll aber ein realistisches Bild der aktuellen Möglichkeiten und Grenzen gezeigt werden.“ Er wird herausarbeiten, was die Voraussetzungen für eine funktionierende Predictive Maintenance Lösung sind. Abgerundet wird der Vortrag durch den Aspekt der Kooperationen mehrerer Firmen, die gerade hier ganz neue Potenziale birgt.

Knowhow und Networking-Event für Leistungselektronik- und Stromversorgungsexperten

Power of Electronics am 17. und 18. Oktober 2023 in Würzburg

Das Elektronikevent für Entwickler und Ingenieure bündelt sechs Spezialkonferenzen, die sich angefangen von der effizienten Stromversorgung über die intelligente Nutzung von elektrischer Leistung, effektiver Elektronikkühlung, neuester Relaistechnik, bis hin zur geordneten Abführung der überschüssigen Energie erstrecken.
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Sensorik, Messtechnik und Entwicklungstools

Nach der Mittagspause stehen Sensorik, Messtechnik und Tools für die Entwicklung und Validierung von elektrischen Antrieben im Fokus der Vorträge. So erarbeitet Benjamin Reiss, Analog Devices, einige der wichtigsten Auswahlkriterien für MEMS-Beschleunigungssensoren, die Fehlerzustände in Antriebssystemen zuverlässig und frühzeitig erkennen sollen. „Oft unterschätzte Parameter bei der Auswahl eines MEMS-Beschleunigungssensors sind der ‘g-Bereich‘, die Bandbreite und die Resonanzfrequenz des Sensors“, erklärt Reiss, „um ungewünschte Messeffekte zu vermeiden, müssen einige Randbedingungen vor der Auswahl genau geklärt sein.“

Anno Schmitz, Toshiba Electronics, zeigt im Anschluss, wie eine Sinussteuerung von BLDC-Synchronmotoren ohne spezielle Software möglich ist. „BLDC-Motoren werden in der elektrischen Antriebstechnik immer wichtiger“, sagt Schmitz, „damit sie laufen, benötigen sie aber auch komplexe Ansteuerbausteine, die ein entsprechendes elektrisches Drehfeld erzeugen.“ Sein Vortrag stellt eine rein Hardware-basierende Lösung für solche Bausteine vor. Da diese Komponenten im Standalone-Betrieb laufen, „benötigen sie zum Betrieb keinen zusätzlichen Mikroprozessor“, meint er.

Für die Ansteuerung von Antrieben größerer Leistung kommen Wechselrichter zum Einsatz – und die Messung deren elektrischer Leistung stellt große Anforderungen an die Messgeräte, wie Michael Tasler von Labortechnik Tasler in seinem Vortrag im Detail erklärt. Extreme Amplitudenauflösung und Breitbandigkeit sind nur zwei dieser Anforderungen, in seinem Vortrag erläutert Tasler auch die Einflüsse von Noise Floor, Verzerrung sowie des verwendeten Equipments wie Kabel, Stromzangen, Stromwandler oder Spannungsversorgungen auf die Messergebnisse von Power Analyzern für Wechselrichter.

Nach der Kaffeepause erläutert Reiner Assfalg, Altair Engineering, einen Weg zur ganzheitlichen, virtuellen Entwicklung von Antriebstechnik ohne Prototypen. Vor allem die Simulation der Leistungselektronik ist eine Herausforderung. In einer Fallstudie stellt Assfalg dar, wie es gelang, den Entwicklungsprozess von Motorsteuerungen signifikant zu verkürzen.

Und schließlich geht Markus Weishaar auf das Thema „Digitaler Zwilling“ im Zusammenhang mit Antriebstechnik ein. „Das Thema des digitalen Zwillings nimmt immer konkretere Formen an und wird in manchen Marktbereichen schon heute von Endkunden gefordert“, berichtet Weishaar. Sein Vortrag gibt einen Einblick in die aktuellen Entwicklungen und die damit verbundenen Chancen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg – von der Herstellung einer Komponente über den Einbau bis zum Betrieb. Auch zeigt Weishaar, wie die nötige Standardisierung digitaler Zwillinge gelingen kann und warum beim digitalen Zwilling immer in mehrstufigen Wertschöpfungsketten gedacht werden muss.

Viel Gelegenheit zum Netzwerken

Doch nicht nur Fachvorträge bietet das Praxisforum Elektrische Antriebstechnik, auch das Netzwerken mit den Experten und anderen Anwendern kann wertvolle Impulse für die eigene Antriebsaufgabe geben. Gelegenheit hierzu bietet sich nicht nur in den Pausen und der Fachausstellung, sondern auch beim Networking-Event am Vorabend des Forums, bei dem sich Teilnehmer und Referenten aller „Power of Electronics“-Konferenzen in entspannter Atmosphäre austauschen können. (cg)

Das Praxisforum Elektrische Antriebstechnik ist Teil der Dachveranstaltung Power of Electronics. Sechs Fachkongresse rund um die Themen Leistungselektronik und Stromversorgungen dienen nicht nur dem Austausch von Know-how, sondern auch als Networking-Plattform.

Das ausführliche Programm des Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2023

Power of Electronics: Praxisforum Elektrische Antriebstechnik und fünf weitere Fachkongresse

Leistungselektronik Forum 2023

Power für Entwickler und Anwender

The Power of Electronics

Sechs Fachkonferenzen: Von der Stromversorgung bis zum Wärmemanagement

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