Algemeen
De TU/e test momenteel een nieuwe reluctantiemotor voor automotive applicaties (foto: Bart van Overbeeke)

De elektromotor heeft door de decennia heen veel ontwikkelingen doorgemaakt. En nog steeds is er geen sprake van uitontwikkeling’. Zowel bedrijven als universiteiten voeren nog alle dagen (wetenschappelijk) onderzoek uit in het kader van onder meer efficiëntie, materiaalgebruik, het toepassingsbereik en zelfs werkingsprincipes. In deel 1 vertelt Elena Lomonova, hoogleraar aan de TU Eindhoven, vanuit haar eigen praktijk over nieuwe ontwikkelingen op het gebied van de elektromotor.

Vanuit haar studie en loopbaan, ontwikkelde Elena Lomonova kennis en interesse voor hoognauwkeurige (positioneer)systemen. Daarbij heeft zij een voorkeur voor fotolithografie systemen; snelle machines die in staat zijn met een hoge versnellingen en een hoge positioneernauwkeurigheid kleine structuren (chips) te maken.

Ze start enthousiast: “Ik zeg met nadruk ‘systemen’, omdat het hier gaat om de complexe combinatie van actuator (motor), vermogenselektronica, sensoren, en mechanische opbouw en alle fysische factoren die hierin een rol spelen. Denk hierbij aan thermische effecten en koeling, versnellingen en bijbehorende krachten en spanningen. Het is altijd een combinatie van de hersenen, zoals ik de besturing noem, en het hart als motor.”

Altijd mechanisch én elektrisch

Ze vervolgt: “Kijk je specifiek naar de motor, dan bieden deze hoognauwkeurige systemen een aantal uitdagingen. Hoge versnellingen leiden bijvoorbeeld direct tot hoge mechanische belastingen en dito stromen. Deze hebben onder meer een relatief grote warmteproductie tot gevolg die weer directe invloed heeft op de nauwkeurigheid.”

“We zijn dan ook voortdurend op zoek naar oplossingen om de motor voldoende te koelen zonder daarbij de componenten te beschadigen. Daarbij kijken we onder meer naar de spoelen en isolatie. Verder zal voor de volgende generatie waferscanners – aangedreven door elektromechanische actuatoren –vacuüm bedrijf noodzakelijk zijn. Dit betekent dat we ook moeten kijken naar de invoer van stroom- en data kabels; een lastige opgave aangezien normale kabelisolatie niet geschikt is om vervuiling van het vacuüm te voorkomen.”

Supergeleiding

Een mogelijke oplossing ziet Lomonova in het principe van supergeleiding waarbij nauwelijks warmteontwikkeling plaatsvindt. Een supergeleidend materiaal waarmee stromen tot 0,1-10 kA/mm2 zijn te realiseren ten opzichte van de gebruikelijke 5 A/mm2 die voor standaard elektromotoren geldt. “Er is echter nog veel onderzoek nodig om alle fysische eigenschappen – die bij supergeleiding wezenlijk anders zijn – te doorgronden en op basis hiervan een commercieel product op de markt te zetten.”

Het testen van supergeleidende wikkelingen voor een supergeleidende lineaire motor bij de TU/e (foto: Bart van Overbeeke)

Qua brede ontwikkelingen op het vlak van elektromotoren weet Lomonova er velen te noemen. Twee hiervan wil ze graag benadrukken. Dat is ten eerste de benodigde materialen voor het produceren van PM motoren. “Hiervoor zijn zeldzame aardmaterialen nodig die moeilijk zijn terug te winnen in een recyclingproces. Dat betekent dat ik potentie zie voor onderzoek naar motoren die géén gebruik maken van permanent magneten. De motor efficiëntie is hier eventueel niet optimaal, maar in het kader van de beschikbaarheid van materialen moeten we toch echt aan de slag.”

Software en digital twins

De opmerking over motorprestaties brengen haar direct bij de tweede ontwikkeling: software. “Ik geloof dat de belangrijkste verbeteringen in efficiëntie en prestaties van elektromotoren op het moment zijn te behalen in de ontwikkeling van software en digital twins. Daarbij is aandacht voor commerciële productiemogelijkheden minimaal zo belangrijk.”

“De combinatie van technologie, tooling en design is complex en het duurt lang voordat je een systeem zodanig hebt uitontwikkeld dat het betrouwbaar werkt én bovendien ‘maakbaar’ is. Wat dat betreft mag de Nederlandse industrie wel wat meer investeren in de mogelijkheden om zelf te produceren zoals Duitsland dat ook doet. We hebben ze wel hoor! Bedrijven als Tecnotion en VDL doen het bijvoorbeeld zeer goed maar het kan beter. Ook met betrekking tot de opslag en batterijsystemen als ik dat nog mag toevoegen.”

Meer over trends, toekomst en ontwikkelingen van de elektromotor is te lezen in de Speciale Editie – De elektromotor, technologie, trends & toekomst, die hier is te bestellen.

  • Eplan Emanage

    Eplan presenteert nieuwe volledige versie van eManage

    De cloud gebaseerde Eplan eManage software verbindt OEM'ers, system integrators, machinebouwers, paneelbouwers en operators (foto: Eplan) Met eManage Free kunnen gebruikers Eplan Platform projecten uploaden, delen en beheren in de cloud-omgeving. Eplan presenteert nu de volledige versie van de software, die aanzienlijk meer toegevoegde waarde… Lees verder →

  • Maarten Bulsink MA-IT

    MA-IT opent Automation Campus in Eindhoven

    "Onze klanten in de regio Eindhoven willen graag engineers bij ons opleiden," aldus Maarten Bulsink van MA-IT (foto's: MA-IT) Na zes jaar gevestigd te zijn geweest in Son, zal vanaf 1 februari MA-IT MyAutomation te vinden zijn in Eindhoven. Op deze nieuwe vestiging zijn niet… Lees verder →

  • Apex Dynamics GL

    GL-Serie speciaal ontwikkeld voor AGV toepassingen

    De GL-serie is speciaal ontwikkeld voor AGV toepassingen (foto: Apex Dynamics) Als gevolg van automatiseringen in logistiek of productieomgevingen krijgt Apex Dynamics steeds meer vragen over tandwielkasten voor AGV toepassingen. Dat wil zeggen tandwielkasten voor Automatisch Geleide Voertuigen, oftewel mobiele robots, die vaak worden ingezet… Lees verder →

  • Nieuw overzicht technische webinars om bij te blijven

    Aandrijftechniek blijft een overzicht plaatsen van technische webinars vanuit de industrie. Ideaal voor engineers en technici die thuis werken, maar ook voor diegenen die op kantoor of in de fabriek aan het werk zijn en bij willen scholen op hun vakgebied. Thuiswerken is voor velen… Lees verder →

  • Slimme radarsensoren voor ruige omgevingen

    Radarsensoren voor ruige omgevingen

    De DR-M30-IOL voor afstandsmeting in de zwaarste omgevingen bereikt een schokbestendigheid van 100 g en beschermingsklassen tot IP69K. (Foto: Turck) Turck presenteert robuuste radarsensoren. De DR-M30-IOL zijn geschikt voor zware toepassingen zoals afstandsmeting in havenfaciliteiten en fabrieksautomatisering. De robuuste 122 GHz-apparaten met beschermingsklassen tot IP69K… Lees verder →

  • Draadloze roaming

    Draadloze roaming: meer bereik voor draadloze bediening

    Het BWH 001 basisstation van Sigmatek maakt draadloze bediening en bewaking van systemen mogelijk met behulp van "Wireless Roaming". (Foto: SigmaControl) Om operators in staat te stellen zich nog vrijer langs de productielijn te bewegen, heeft Sigmatek de “Wireless Roaming Feature” voor draadloze HMI’s ontwikkeld.… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven