Synchronreluktanz-Motorspindel

Neuartiges Motorspindelsystem mit einfachem, ressourcenschonendem und kostengünstigen Aufbau

In diesem Kooperationsprojekt soll ein neuartiges Motorspindelsystem mit Synchronreluktanz-Antrieb entwickelt und in Betrieb genommen werden, welches die Anforderungen nach niedrigen Systemkosten bei maximaler Genauigkeit und Energieeffizienz erfüllt. Dieses System wird für die HSC- (High Speed Cutting) Anwendung im Werkzeug- und Formenbau in einer kompakten und steifen Ausführung ausgelegt. Die Vorteile der Synchronreluktanz-Technologie liegen im verlustarmen Betriebsverhalten. Der Rotor besitzt sogenannte Flusssperren, wodurch er ein magnetisch anisotropes Verhalten besitzt. Folglich kann auf Seltenerdeisenmagnete verzichtet werden, wodurch der Antrieb Ressourcen schont und kostengünstig ist. Im Vergleich zu einer Asynchronmaschine werden im Rotor keine verlustbehafteten Ströme induziert. Der Rotor erwärmt sich weniger stark. Dies ermöglicht unter anderem eine vereinfachte Lagerung und eine Reduzierung der externen Kühlleistung.

Ziele

  • Robuste und einfach Bauweise
  • Ressourcenschonung durch weniger Rohstoffeinsatz, wie z.B. der Verzicht auf Seltenerdmagnete
  • Optimiertes thermisches Verhalten

Vorgehen

  • Entwicklung eines geeigneten elektrischen Motordesigns
  • Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von schnelldrehenden Synchronreluktanzläufern mittels FEM und experimentellem Abgleich
  • Berechnung von Motorverlusten und der resultierenden Wärmeverteilung in der Motorspindel
  • Fertigung und Montage des Motorspindelsystems mit neuartigem Lagerungskonzept
  • Experimentelle Untersuchung der Synchronreluktanz-Motorspindel hinsichtlich Leistungsdaten, Rundlaufgenauigkeit, dynamischem Betriebsverhalten, Temperaturverteilung