Aufbau und Regelung homopolarer Magnetlager

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Bei Magnetlagern unterscheidet man Radial- und Axiallager. Bei einem Radiallager sind üblicherweise zwei Magnetgruppen um 90° versetzt angeordnet. Jede Gruppe besteht aus zwei gegenüberliegenden Magneten, die Zugkräfte in beiden Richtungen aufbauen können. Die Flußführung erzeugt in Umlaufrichtung der Welle ein wechselndes Magnetfeld, das mindestens zwei Polpaare am Umfang aufweist. Bei hoher Drehzahl entstehen durch die Flußwechsel starke Wirbelstrom- und Ummagnetisierungsverluste, die durch eine Blechung unterdrückt werden müssen. Eine homopolare Flußführung vermeidet diese Verluste prinzipbedingt. Durch die nun überflüssige Blechung kann der Rotor wesentlich steifer und robuster ausgeführt werden. Eine neuartige Konstruktion der Polschuhe solcher homopolarer Magnetanordnungen mit umlaufenden Kanten kann dazu verwendet werden, mit den Radiallagern auch axiale Kräfte zu erzeugen. Diese reduzieren allerdings die radiale Tragkraft und sind nichtlinear mit den radialen Tragkräften gekoppelt. Ziel dieses Vorhabens ist es, die im Rahmen einiger Vorarbeiten entworfenen Lager aufzubauen und eine nichtlineare Mehrgrößenregelung für diesen Lagertyp zu entwerfen. Dadurch kann die kompakte Bauform dieser Lager praktisch genutzt werden.