Franz, Daniel (2021):
Magnetgelagerter Schleuderprüfstand zur Untersuchung der Betriebsfestigkeit von Faserverbund-Rotoren. (Publisher's Version)
Darmstadt, DOI: 10.26083/tuprints-00019152,
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Franz_MagnetgelagerterSchleuderprüfstandZurUntersuchungDerBetriebsfestigkeitVonFaserverbund-Rotoren_2021_CC-BY-NC-ND.pdf Copyright Information: CC-BY-NC-ND 4.0 International - Creative Commons, Attribution NonCommercial, NoDerivs. Download (25MB) | Preview |
Item Type: | Book |
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Status: | Publisher's Version |
Title: | Magnetgelagerter Schleuderprüfstand zur Untersuchung der Betriebsfestigkeit von Faserverbund-Rotoren |
Language: | German |
Abstract: | Im Rahmen der Energiewende gewinnt die dezentrale Speicherung elektrischer Energie zunehmend an Bedeutung. Eine Speichertechnologie mit großem Potential sind kinetische Energiespeicher in Außenläuferbauform. Die Außenläuferbauform, bei der die Schwungmasse als Hohlzylinder aus einem Faser-Kunststoff-Verbund ausgeführt ist, verspricht eine hohe Energiedichte und geringe Verluste. Nachteilig sind ihre hohen Anschaffungskosten. Diese resultieren nicht zuletzt auch daraus, dass die Auslegung der Rotoren meist konservativ erfolgt, da über ihre zyklische Festigkeit kaum experimentelle Untersuchungen vorliegen. Um die zyklische Festigkeit zu untersuchen wird in dieser Arbeit ein Schleuderprüfstand entworfen und aufgebaut, mit dem Hohlzylinder-Proben aus Faser-Kunststoff-Verbund zyklisch auf hohe Drehzahlen beschleunigt und wieder abgebremst werden, bis es zu einem Probenversagen kommt. Besondere Herausforderungen resultieren hierbei aus niederfrequenten und stark drehzahlabhängigen Biegeeigenfrequenzen des Rotors. Um diese zu stabilisieren, erfolgt die Lagerung der Antriebswelle mittels aktiver Magnetlager. Diese berührungslose Lagerung verhindert zudem mechanischen Verschleiß und reduziert die energetischen Verluste. Aufgrund der hohen Drehzahlen wird der Rotor im Vakuum betrieben, weshalb bereits geringe rotorseitige Verluste zu einem Überhitzen des Rotors führen können. Ein wesentlicher Anteil dieser Verluste resultiert aus der Vormagnetisierung der radialen Magnetlager. Daher wird im Rahmen einer robusten Reglerauslegung für die radialen Magnetlager untersucht, wie weit der Vormagnetisierungsstrom bei der hier verwendeten linearen Regelung gesenkt werden kann. |
Place of Publication: | Darmstadt |
Collation: | XVII, 224 Seiten |
Classification DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
Divisions: | 16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Mechatronic Systems in Mechanical Engineering (IMS) 16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Mechatronic Systems in Mechanical Engineering (IMS) > Energy Storages and General Applications |
TU-Projects: | Bund/BMWi|03ET6064A|KoREV: Elektrische E PTJ|03EI3000A|KoREV-SMS2 |
Date Deposited: | 09 Sep 2021 12:32 |
Last Modified: | 09 Sep 2022 08:38 |
DOI: | 10.26083/tuprints-00019152 |
URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-191526 |
Additional Information: | Erscheint auch beim Shaker Verlag mit der ISBN 978-3-8440-8088-9 in der Reihe "Forschungsberichte Mechatronische Systeme im Maschinenbau" |
Referees: | Rinderknecht, Prof. Dr. Stephan ; Melz, Prof. Dr. Tobias |
Date of oral examination: | 10 February 2021 |
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/19152 |
PPN: | 485606852 |
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