Entwicklung der mechanischen Komponenten eines Motorenprüfstands

Problemstellung

Wesentlicher Bestandteil des proTRon EVOLUTIONs als hocheffizientes Nahverkehrsfahrzeug ist sein radindividueller Antrieb an der Hinterachse. Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung, Umsetzung und Inbetriebnahme eines Motorenprüfstands für den dabei eingesetzten Elektromotor. Ziel ist unter anderem die Inbetriebnahme und Applikation des Umrichters sowie Wirkungsgradmessungen auf dem entwickelten Prüfstand durchzuführen. Die Erprobung des Elektromotors auf einem Motorenprüfstand bildet einen unverzichtbaren Schritt auf dem Weg zur Realisierung des Antriebskonzepts des proTRon EVOLUTION.

Methode

In Vorbereitung auf die Entwicklung der Anlage eignete sich die Projektgruppe grundlegendes Wissen zum Aufbau und den wichtigsten Komponenten eines Motorenprüfstands für Elektromotoren an. Im engen Austausch mit der Teamleitung – häufig in Form von Brainstorming – wurden Ziele definiert sowie Maßnahmen eingeleitet und umgesetzt. Während die Konzeptionierung maßgeblich von der Auslegung und Anbindung einzelner Komponenten geprägt war, bestimmte das Ausrichten des Prüfstands die praktische Umsetzung. Nur durch präzises Vorgehen im Ausrichtvorgang kann eine hohe Laufgüte erreicht und eine exakte Messung durchgeführt werden.

Ergebnis

Am Ende der Arbeiten steht ein funktionsfähiger Prüfstand, der dazu imstande ist, die geforderte Inbetriebnahme und Applikation des Umrichters zu leisten. An das Projekt schließt die Erprobung des Motors im Rahmen einer Promotion im Fachbereich Elektrotechnik an, welche weitere Erkenntnisse zur Integration des Antriebs in den proTRon EVOLUTION liefern wird. Zukünftig wird sie die Grundlage zu weiteren Untersuchungen am gesamten Antriebskonzept bilden und die Entwicklungen an diesem entscheidend vorantreiben.

Der grundlegende Aufbau eines solchen (Elektro-)Motorenprüfstands aus mechanischer Sicht beruht im wesentlichen auf diesen Komponenten. Die Herausforderung liegt in der konstruktiven Umsetzung dieser.
3D-Modell des Prüfstandaufbaus: Neben dem Elektromotor am rechten Ende des Prüfstands sind Kupplungen und die Drehmomentmesswelle zu sehen. Die Lastmaschine links im Bild bildet den Gegenspieler des Prüflings.
Der Aufbau des Prüfstands vor dem Ausrichtvorgang. Im Betrieb werden die rotierenden Komponenten zwischen Motor (rechts) und Lastmaschine (links) aus sicherheitstechnischen Gründen durch eine Umhausung aus Stahlblech eingeschlossen.
Das Ausrichten wurde in Kooperation mit der Easy-Laser GmbH durchgeführt. Zum Einsatz kam das laserbasierte Ausrichtsystem Easy Laser XT770.
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