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Temperaturerfassung des Läufers mit induktiver Energieversorgung einer fremderregten Synchronmaschine

Ref-Nr: TA-16/127TLB


Kurzfassung

Es handelt sich um ein kontaktloses Messverfahren, das die Frequenzänderung in der Primärseite einer autoresonanten Schaltung auswertet, welche den Rotor kontaktlos mit Energie versorgt. Die Temperatur der Last wird basierend auf der angelegten Erregerfrequenz der Erregerspannung bzw. des Erregerstroms des Primärresonanzkreises bestimmt. Ohne zusätzliche Sensoren bietet dieses System eine erhöhte Zuverlässigkeit bei deutlicher Kostenersparnis für induktive FSM-Systeme.


Hintergrund

Ein wichtiger Parameter für Moto­ren ist die Läufertemperatur. Diese wird indirekt aus dem Rotorenwiderstand berechnet. Bei Motoren mit induktiver Energieübertragung auf den Rotor ist eine Messung des Rotorenwiderstands ohne einen zusätzlichen Sensor, etc. auf dem Läufer, sehr problematisch.


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Problemstellung

Bei Systemen deren Last induktiv mit Energie versorgt wird, sind Messungen von Parametern von Bauteilen, die sich auf der Seite der Last befinden, teilweise problema­tisch. Da keine direkte Verbindung zu diesen Bauteilen besteht, können lediglich Sensoren mit kontaktloser Daten­übertragung für die Messungen eingesetzt werden. Aller­dings können solche Sensoren, beispielsweise bei hohen Temperaturen, sich bewegendem Sender oder Empfänger und/oder externen Störfeldern, eine zuverlässige Messung nicht ohne Weiteres gewährleisten. Insbesondere in der Leistungselektronik und bei Elektromotoren, deren Erre­gerwicklungen eine induktive Energieversorgung besitzen, ist die Überwachung der Läufertemperatur überaus wich­tig, um eine Zerstörung des Systems durch Überhitzung zu vermeiden.


Lösung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tem­peraturerfassung einer Last/Rotor (RLäufer) in einem Reso­nanzsystem, wobei die Last durch ein induktives Energie­übertragungs­system mit Energie versorgt wird. Die Erfin­dung beschreibt ein kontaktloses Messverfahren, welches die Frequenzän­derung in der Primärseite der autoreso­nanten Schaltung, welche den Rotor kontaktlos mit Ener­gie versorgt, auswer­tet. Der Primär-Resonanzkreis wird durch eine Erreger­spannung (oder einen Erregerstrom) mit einer Erreger­frequenz, wobei die Erregerfrequenz einer Resonanz­frequenz des Resonanzsystems entspricht an­geregt. Die Resonanzfrequenz der Last hängt vom Wider­stand (RLäufer) ab.

Die Temperatur der Last wird basierend auf der ange­legten Erregerfrequenz der Erregerspannung bzw. des Erregerstroms des Primärresonanzkreises bestimmt.


Vorteile

  • Erhöhung der Zuverlässigkeit von FSM mit induktiver Energieversorgung, da keine zusätzlichen Sensoren (auf dem Rotor oder außerhalb) benötigt werden
  • sinkender Wartungsaufwand
  • deutliche Kostenersparnis

Anwendungsbereiche

Kontaktlose Läufertemperaturerfassung bei einer fremder­regten Synchronmaschine (FSM) mit induktiv (kontaktlos) erregtem Läufer (Rotor).


Service

Die Technologie-Lizenz-Büro GmbH ist mit der Verwer­tung der Technologie beauftragt und bietet Unternehmen die Möglichkeit der Lizenznahme.


Technologie-Lizenz-Büro (TLB) der Baden-Württembergischen Hochschulen GmbH

Dipl.-Ing. Emmerich Somlo
+ 49 721 790 040
esomlo@tlb.de
www.tlb.de
Adresse
Ettlinger Straße 25
76137 Karlsruhe



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 2017006952A1 anhängig

Stichworte

Temperaturerfassung Läufer, Rotor, Lastwiderstand, Resonanzfrequenz, kontaktlos, induktive Energieversorgung, fremderregte Synchronmaschine (FSM)

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr