Selbstüberwachung bei intelligenten Motoren
Das Prinzip ist einfach: durch Daten, die der selbstüberwachende Motor während des Betriebs liefert, können Forscher Mengenberechnungen durchführen, für die andere Systeme sperrige Sensoren benötigen. Zudem kann dem Motor "vermittelt" werden, anhand dieser Daten operative Prozesse zu optimieren und zuverlässiger zu machen. Forscher des EU-finanzierten Projekts OFS-MOTOR (Optical fibre based self-monitoring motor drives) entwickelten eine elegante Methode zur Extraktion größtmöglicher Datenmengen zum Motorbetrieb. Ziel dessen war, den Motor mit modernsten Diagnose- und Prognosewerkzeugen auszustatten. Da bei konventionellen Sensoren die Isolierung, die bei starken elektromagnetischen Interferenzen und begrenztem Platz benötigt wird, zu wünschen übrig lässt und auch der Gewichtsfaktor eine Rolle spielt, stellt das Projekt technologische Innovationen vor, insbesondere in Form vier optischen Fasern mit jeweils 12 Messpunkten (Faser-Bragg-Gitter), die in Motorständer und Rotor integriert sind. Das Fasersensorsystem misst Schlüsselparameter wie Temperatur von Rotor und Ständer, Vibration, Drehmoment, Drehzahl und Wellenfrequenz der Ständerposition sowie Drehrichtung in Echtzeit. Anhand der ausgewerteten Daten werden dann Hotspots und Fehler erkannt und der Energieverbrauch der Abläufe berechnet. Kurz vor Abschluss demonstrierte OFS-MOTOR auf dem Prüfstand die gelungene Umstellung von einem elektrischen auf einen optischen Sensor. Der "intelligente" Motorantrieb wurde dabei mit konventionellen Sensoren und deren Datenerfassungssystemen verglichen. Die Ergebnisse belegten, dass Faser-Bragg-Gitter herkömmliche sperrige Sensorsysteme, die für elektromagnetische Störungen anfällig sind, als Sensorelemente ersetzen können. Je mehr Daten ein Motor liefern kann, desto effizienter und zuverlässiger können Steuerungen im Luft- und Raumfahrtbereich arbeiten.
Schlüsselbegriffe
Intelligente Motoren, Motorantrieb, OFS-MOTOR, optischer Sensor, Faser-Bragg-Gitter
