Untersuchung einer Magnetlagerregelung mit vollständiger Zustandsgrößenmessung durch magnetische Lagesensoren

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Zur Messung der Rotorlage aktiver Magnetlager können nur berührungslose, hochdynamische, kompakte und gegenüber Umgebungseinflüssen unempfindliche Sensoren eingesetzt werden. Dies schränkt die Auswahl an Sensortypen besonders im Bereich kleiner Leistungen und Baugrößen ein.Das Ziel der Forschungsarbeiten ist es, auf der Basis eines bisher in der Wegmesstechnik wenig verbreiteten Messprinzips neuartige Sensoren zu entwickeln, welche die Anforderungen der Magnetlagertechnik erfüllen und außerdem kostengünstig herstellbar sind. Der erste Untersuchungsschritt befasst sich mit dem Einfluss von Material und Oberflächenbehandlung der Messspur auf die Messgenauigkeit. In einem weiteren Schritt wird ein differentiell messendes Sensorsystem aufgebaut. Alle Einzelsensoren werden in einem kompakten Sensorring untergebracht, welcher leicht im Aggregat montiert werden kann. Das Sensorprinzip llässt sich mit geringem Aufwand derart modifizieren, dass Rotorauslenkung und Auslenkgeschwindigkeit gleichzeitig gemessen werden können. Zur weiteren Verringerung des Fremdfeldeinflusses soll der Sensor in einer astatischen Ausführung aufgebaut werden.Im Ergebnis der Entwicklung entsteht ein Messsystem, welches sich durch einen einfachen und robusten Aufbau, geringes Eigenrauschen und geringes Einbauvolumen auszeichnet. Da es unempfindlich gegenüber Verschmutzung und Feuchtigkeit ist und zusätzlich extrem hohe Signalfrequenzen garantiert, eignet es sich für die meisten Magnetlagerapplikationen. Es ist zu erwarten, dass die Akzeptanz aktiver Magnetlagersysteme bei den Serienherstellern wegen des geringeren Aufwandes für die Messsysteme verbessert wird.