Pagina 25 van: Aandrijftechniek – nummer 5 – 2018
TECHNIEK Elektrisch
www.AT-aandrijftechniek.nlAUGUSTUS 2018 AT AANDRIJFTECHNIEK 25
4
nen zo ook bewaken of de motor zonder
storingen of slijtage probleemloos functi-
oneert.
De onderzoekers bekijken bijvoorbeeld
hoe het elektromagnetisch veld op be-
paalde punten binnen in de motor is ver-
deeld en hoe dit veld tijdens gebruik ver-
andert. Ze hebben hiervoor een nieuwe
methode ontwikkeld (en daarop octrooi
aangevraagd) die data uit de motor nog
zinvoller maakt en verstorende effecten
zoals ruis uitfiltert. De wetenschappers
zoeken nu partners in de industrie om
deze kennis te vertalen naar concrete toe-
passingen. Een aantal voorzetten hebben
ze zelf al gegeven: meedenkende wielen
en transportrollen.
Meedenkend wiel
Wie wel eens een wasmachine op een
steekkar heeft verplaatst, zou graag be-
schikken over een onzichtbare kracht die
helpt met draaien of duwen. Een kracht
die helpt het evenwicht te bewaren en
schuiven en trekken gemakkelijk maakt.
Met het oog hierop ontwikkelden de on-
derzoekers uit Saarbrücken meedenkende
wielen die zonder extra sensoren zelf
weten wanneer ze voor een duwtje moe-
ten zorgen, en dat ook nog in teamver-
band doen. Ze ‘voelen’ wanneer de steek-
kar links of rechts meer wordt belast en
hoe hun eigen positie daarbij verandert.
Aan de hand van data die tijdens het
draaien afkomstig zijn uit de elektromoto-
ren in het wiel weet het systeem hoe de
wielen staan en met welke kracht de aan-
drijvingen draaien. Aan de hand van deze
data kan het wiel gericht worden aange-
stuurd; er zijn verder geen sensoren
nodig.
De nieuwe techniek kan overal worden
gebruikt waar ondersteuning wordt ge-
vraagd bij trekken, schuiven of rijden. Dat
kan variëren van rollator en rolstoel via
steek- en kruiwagen tot en met het win-
kelwagentje. Ingebouwd in wielen maakt
de nieuwe techniek het mogelijk een wil-
lekeurig aantal wielen afzonderlijk aan te
sturen en daarmee ook willekeurig veel
wielen te laten samenwerken. Dit gebeurt
automatisch met behulp van een minus-
cule microcontroller. De elektronica bere-
kent aan de hand van de data uit de af-
zonderlijke wielmotoren óf, wanneer en
met welk vermogen de motoren moeten
inschakelen.
De ontwikkelaars hebben onderzocht
welke motortoestand met welke meet-
waarden samenhangt en welke meet-
waarde bij het draaien van het wiel veran-
dert. Hoe meer data ze over de wielmotor
kennen, des te efficiënter kunnen ze die
aansturen. Ze identificeren uit de hoeveel-
heid data het relevante signaal dat bij be-
paalde veranderingen optreedt. Voor de
verschillende toestanden van de motor
ontwikkelen ze mathematische modellen.
Verandert het signaal, dan kan de bestu-
ring van het systeem deze relateren aan
een situatie en razendsnel met overeen-
komstig geprogrammeerde commando’s
reageren. Via een bussysteem kunnen
meerdere wielen met de betreffende
motor samenwerken.
Transportrollen denken mee
De online handel groeit enorm en steeds
meer pakketjes moeten steeds sneller op
de plaats van bestemming zijn. Daarbij is
ook nog sprake van volledig uiteenlo-
pend vrachtgoed – na een boek volgt een
hometrainer. Dat stelt pakketdiensten
voor uitdagingen. Belangrijk is de stroom
aan pakketjes op een zo klein mogelijke
ruimte te beheersen: transporteren, sor-
teren, verdelen, liefst wrijvingsloos. In
het distributiecentrum is geen tijd of
ruimte voor opstoppingen.
In distributiecentra wordt voor het uit-
sorteren van de goederen veel gebruik
gemaakt van rollenbanen. Momenteel
gangbare uitvoeringen worden centraal
aangedreven: één rol is voorzien van een
elektromotor en neemt via een ketting of
riem de overige rollen mee. De rollen
draaien dus allemaal even snel en in de-
zelfde richting. Is er tussen pakketten
een grote afstand, dan blijft dat zo. De
afstanden veranderen of definiëren is
niet mogelijk; pakketjes kunnen niet ver-
snellen en gaten vóór zich dichten. Hier-
door gaan plaats en tijd verloren. En als
één rol uitvalt, kan alles tot stilstand
komen.
Het team van professor Nienhaus maakt
de transportrollen flexibeler. Ze moeten
ieder voor zich vooruit, achteruit, sneller
of langzamer kunnen draaien, navenant
dat nodig is. Anders bij de nu gangbare
rollenbanen weet elke rol zelf wat hij
moet doen. De rollen kunnen bijvoor-
beeld zelf afstanden tussen pakketjes
herkennen en dan sneller draaien, zodat
een pakket kan aansluiten en er geen gat
ontstaat. Of ze draaien langzamer omdat
pakketten een opstopping geven. Valt
één rol uit, dan merken de andere dat en
kunnen dat overbruggen. De rollen com-
municeren met elkaar.
De methode werkt geheel zonder extra
sensoren; de onderzoekers zetten alleen
kleine elektromotoren in elke rol. Op be-
paalde punten in de aandrijvingen wor-
den meetwaarden bepaald. Hiermee be-
rekenen de wetenschappers de positie
van de rotor en trekken ze verschillende
conclusies. Zo verzamelen ze bijvoor-
beeld meetwaarden die tonen hoe de
sterkte van het elektromagnetisch veld is
verdeeld. In de elektromotor draaien per-
manente magneten rond spoelen. Als
daar een stroom doorheen gaat, wordt
een elektromagnetisch veld opgewekt.
Aan de hand van de meetwaarde herken-
nen de onderzoekers hoe het magneet-
veld verandert als de motor draait en dat
geeft hen een nauwkeurig inzicht in de
aandrijving.
Uit data over het draaimoment kan bij-
voorbeeld worden bepaald hoe zwaar
een verplaatst pakket is en of er über-
haupt een pakket op de rol ligt. Ook de
kleinste veranderingen in de motoren
worden opgemerkt. Draait een rol niet
meer, of dat nu door slijtage of kortslui-
ting is, dan verraadt de motor dat direct
door zijn veranderd magnetisch gedrag.
Een demonstratieopstelling van de meedenkende wielen op de
Hannover Messe. Door data te verzamelen en onderling te com-
municeren weten de wielen zelf wanneer ze met welke kracht en
snelheid in welke richting moeten bewegen.
24-25-26_saarland.indd 25 09-08-18 09:52