Institut für Schnelle Mechatronische Systeme (ISM)

Magnetsystem für Regelung von Gasturbinen

Ziele

Gegenstand ist die Weiterentwicklung eines Magnetventil basierenden Regelsystems zur Leistungsregelung von Gasturbinen Kraftwerkseinsatz. Die Optimierung erfolgt hinsichtlich Kosten, Materialeinsatz und Energieverbrauch. Die Optimierung erfolgt durch das Erarbeiten von Konstruktionsvorschlägen für die Magnetsysteme welche durch Simulation abgesichert werden. Ein weiterer Projektgegenstand bildet die sensorlose Erfassung der Ankerbewegung eines elektromagnetischen Aktuators im Magnetventil während seines Arbeitszyklus zum Steuern von Turbomaschinen. Hierbei können Kraftwerksausfälle frühzeitig erkannt, Kraftwerksstillstandszeiten verkürzt und Kosten gesenkt werden. Eine weltweite Überwachung einzelner Kraftwerke mittels Internet ist mit dieser Methode möglich.

Methoden

  • Messung magnetischer Eigenschaften alternativer Magnetwerkstoffe
  • Magnetkreissimulation mittels Analytischer Methoden (z.B. Netzwerkmethode)
  • Magnetkreissimulation mittels Finite Elemente Methode (FEM)
  • Thermische Simulation mittels Finite Elemente Methode (FEM)

Erwartete Ergebnisse

  • Optimierung des Magnetkreises
  • Maximierung der Magnetkraft
  • Anpassung der Kraft-Hub-Kennlinie gemäß Applikation
  • Reduktion der Verlustleistung

Ausblick

Es wurden zwei Magnetaktordesigns erarbeitet und jeweils in Form eines Prototypen realisiert. Die Messergebnisse des aktuellen Magnetaktors und des ersten Prototypen stimmen sehr gut mit Berechnungen überein. Messungen am zweiten Prototypen stehen noch aus.

Projektsteckbrief

Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ulm

Mittelgeber

Voith Turbo GmbH und CO KG

Programmname

Magnetsystem für Regelung von Gasturbinen

Gesamtmittel über die gesamte Laufzeit

92.820 €

Projektbeginn

01.03.2011

Projektende

28.02.2014

Telefondurchwahl, E-Mail des Projektleiters

Tel.: 07940/1306-196;
E-Mail: ulm@hs-heilbronn.de

Weitere Ansprechpartner

Tel.: 07940/1306-191;
E-Mail: oliver.vogel@hs-heilbronn.de

Mitarbeiter-Mannmonate im Berichtszeitraum

36

Projektpartner

Voith Turbo GmbH

Forschungsschwerpunkt der Hochschule Heilbronn

Elektromagnetische Antriebe und magnetische Messtechnik