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Leistungsmechatronik / Antriebe

Leiter: Dr.-Ing. Dirk Turschner
   
wissenschaftliche Mitarbeiter: Julian Gollenstede, M. Sc.
Guosong Lin, M. Eng.
Dipl.-Ing. Benjamin Schwake
Ryu Watsuji, M. Sc.
   

Beschreibung:

Die Arbeitsgruppe Leistungsmechatronik behandelt das Zusammenwirken der klassischen Ingenieurwissenschaften Maschinenbau, Elektrotechnik und Informations­technik. Die Forschungsschwerpunkte reichen von der klassischen elektrischen Antriebs­technik, über die Leistungselektronik in Kombination mit moderner Regelungstechnik bis zur "Energiekonditionierung" in elektrischen Energieverteilungsnetzen.


Ein Forschungsprojekt dieser Arbeitsgruppe behandelt ein bekanntes Problem aus dem Walzwerksbereich, das die Qualität des Walzgutes maßgeblich beeinträchtigen kann: Die so genannten „Ratterschwingungen“ sind selbsterregte Schwingungen, die zwischen Ober- und Unterwalze eines Walgerüstes auftreten. Sie sind mit den klassischen Methoden, z.B. über den vorhandenen Antriebsmotor nicht zu bedämpfen. Ein neuartiges Konzept wurde mit Hilfe eines am IEE vorhandenen Modellprüfstandes entwickelt.


Dieser Prüfstand bildet das Verhalten eines Walzwerks-Antriebssystems ma ß stäblich nach. Die Walzensätze sowie das Walzspaltverhalten werden mittels elektrischer Antriebe realisiert, wobei ein Walzspaltmodell auf einer Spezial-Hardware in Echtzeit gerechnet wird. Das Kammwalzgetriebe des realen Systems wird durch die Verwendung eines Verteilungs- und eines Umlenkgetriebes nachgebildet. Die Auslegung erfolgt derart, dass die relevanten mechanischen Eigenfrequenzen und Eigenformen denen des realen Systems entsprechen.


Es wurden mehrere passive und aktive Konzepte zur Dämpfung der selbsterregten Schwingung erstellt und überprüft. Bei diesen Untersuchungen zeigte sich, dass durch die Integration eines aktiven Dämpfers in Form eines zusätzlichen Antriebs auf den Spindeln oder an der Arbeitswalze eine Dämpfung dieser Schwingungen möglich ist. Die Messungen am Prüfstand belegen die Tauglichkeit der untersuchten aktiven Dämpfungsmaßnahmen durch Dämpfungsmotoren an der Hauptspindel oder der unteren Arbeitswalze.
 

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