Lagerloser reluktanter Rotations-Linear-Motor  

Beim lagerlosen reluktanten Rotations-Linear-Motor (bearingless rotary-linear reluctance motor - BRLRM) wird ein ferromagnetischer Rotor in allen sechs Freiheitsgraden aktiv magnetisch gelagert. Somit vereint der BRLRM Magnetlagerung, Linearmotor und Rotationsmotor zu einer sehr kompakten Einheit. Durch eine spezielle Regelung und Verzahnung von Rotor und Stator sind alle Bewegungsachsen unabhängig voneinander kontrollierbar. Daraus ergeben sich gegenüber bisherigen Antrieben zahlreiche Vorteile:

• Rotation und Translation unabhängig voneinander möglich
• radiale Solllage und Dynamik im laufenden Betrieb einstellbar
• kein mechanischer Kontakt, kein Abrieb
• keine Schmierstoffe oder Druckluft - Eignung für Reinräume und Vakuum
• hohe Positioniergenauigkeit möglich durch aktive Regelung
• Messbarkeit aller auf Rotor einwirkenden Kräfte und Momente

In obigem Video werden einige der vielfältigen Bewegungsmöglichkeiten bei schwebendem Rotor demonstriert. Neben den beiden Hauptbewegungen Rotation und Translation sind auch geringfügige radiale Bewegungen möglich, z.B. eine Verkippung der Rotorachse.

Der Rotor benötigt keine aufwändigen Permanentmagnete oder Wicklungen und ist dadurch mechanisch robust. Zugleich entstehen kaum Verluste im Rotor, sodass Anwendungen im Vakuum sowie bei hohen Rotortemperaturen möglich sind. Der Stator besteht aus zwei baugleichen Statorblechpaketen mit einfachen Polspulen.

Durch die Kontrolle von sechs Freiheitsgraden in einer einzigen Antriebseinheit ermöglicht der neuartige BRLRM auch eine Messung aller auf den Rotor einwirkenden resultierenden Kräfte und Momente über die Statorströme. Dadurch eröffnen sich neue Anwendungsgebiete, etwa kraftsensitive Aktuatoren und Sensoren für Robotik, Messtechnik und CNC-Technik.

Das Projekt „lagerloser reluktanter Rotations-Linear-Motor“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen einer Sachbeihilfe gefördert.