Kinetische Energiespeicher und schnelldrehende Maschinen

Berstversuch
© TU Graz/IME
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Die Aktivitäten im Bereich kinetische Energiespeicher und schnelldrehende Maschinen des IME reichen von Consulting im professionellen Rennsport bis zur Entwicklung und Inbetriebnahme gesamter Prototypen. Durch die enge Kooperation mit dem Institut für Elektrische Meßtechnik und Meßsignalverarbeitung wurden auch elektrisch/elektronische Problemstellungen wie Betriebsüberwachungssysteme und Umrichter integriert. Darüber hinaus stehen einige spezialisierte Komponentenprüfstände zur Verfügung, welche in ihrer Art in Europa einmalig sind. Die somit möglichen Leistungen der Arbeitsgruppe umfassen:

  • Machbarkeitsstudien und Systemanalysen von Schwungradspeichern (FESS)
  • Benchmarking von FESS im Vergleich zu anderen mobilen Energiespeichern
  • Mechanische Auslegung von Rotorkonzepten
  • Entwicklung von low-loss Lagerkonzepten
  • Entwicklung von Anwendungsspezifischen Gesamt- und Komponentenprüfständen

Auslaufprüfstand

Empirische Ermittlung von Lagerverlusstmomenten unterschiedlicher Lagerkonzepte.

Abbildung eines Auslaufprüfstandes
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Technische Daten:

  • Drehzahlen bis 12000 U/min
  • Hochauflösende Drehzahlmessung
  • Antriebsleistung 2,2 kW
  • Untersuchungen bei Umgebungsdrücken bis 0,1 mbar
  • Magnetische Gewichtskompensation des Rotors
  • Messtechnische Erfassung des Entlastungsgrades durch Wägezellen
  • Variable Wälzlagerdurchmesser bis zwischen 5 mm und 10 mm Wellendurchmesser

LESS Testbed

Auslegung überkritischer (nachgiebiger) Rotorlagerungen

Foto des LESS Tesbeds mit Beschrifung
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Technische Daten:

  • Untersuchung aktiver und passiver Maßnahmen zur Schwingungsisolierung von Wälzlagern
    • Piezo-Aktuatoren
    • Elastomerlagersitze
    • Stahlfederlagersitze
  • Drehzahlen bis 24000 U/min
  • Antriebsleistung 2,2 KW
  • Messung der radialen Lagerlast
  • Beschleunigungsmessung
  • Verstellbare Unwuchtscheibe

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Berstprüfstand

Untersuchung des Berstverhaltens von Rotoren und Überprüfung von Sicherheits- und Gehäusekonzepten

Abbildung eines Berstprüfstandes mit zugehöriger Beschreibung der Bauteile
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Technische Daten:

  • Drehzahlen bis 42000 U/min
  • Antriebsleistung 2,2 kW
  • Untersuchung unterschiedlicher Berstgehäusekonfigurationen
  • Zustandsüberwachung durch Temperatur und Beschleunigungsmessungen
  • Testung unterschiedlicher Rotoren
Deformiertes Berstgehäuse
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         Durch Einschlag eines geborstenen Rotors deformiertes Berstgehäuse


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Thermischer Lagerprüfstand

Untersuchung der thermischen Eigenschaften unterschiedlicher Wälzlagerungen.

Wärmeleitprüfstand
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Technische Daten:

  • Drehzahlen bis 24000 U/min
  • Antriebsleistung 2,2 kW
  • Realisierbarer Druckbereich zwischen 0,1 mbar und Umgebungsdruck
  • Berührungslose (Pyrometer) sowie berührende (Pt-100) Temperaturmessung zur Quantifizierung der Wärmeleitfähigkeit
  • Variable Lager-Vorspannung (Spindellager)
  • Geregeltes induktives Heizungskonzept
  • Temperaturüberwachung kritischer Komponenten

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Vakuumkammer

Infrastruktur für Untersuchungen im Vakuum (bis 50 μbar)

Beschreibung der Komponenten der Vakuumkammer
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Technische Daten:

  • Abmessungen innen: Ø700 mm x 600 mm
  • Pumpe: DUO 6-M
  • Minimaldruck: ~0,035 mbar
  • Evakuierungszeit
    • bis 0,1 mbar ~ 1.5 h
    • bis 10 mbar ~ 10 min
  • Vakuumdurchführungen für Messsignale / Energieversorgung in Grundplatte integriert
  • 2 Anschlüsse: Blindflansch ISO-F DN160

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Flywheel Gesamtaufbau
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Kontakt
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Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik

Inffeldgasse 21b/II
8010 Graz

Tel.: +43 316 873 7361 
Fax: +43 316 873 7370

Email: imenoSpam@tugraz.at
Web: www.ime.tugraz.at