Wirbelstrommessketten speziell für Magnetlager

Die Anwendung von Magnetlagern sind vielfältig, so werden diese unter anderem im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt. Anwendungsbeispiele sind dabei Fräsen, Schleifen, Bohren, Zentrifugen und Pumpen. Weiterhin eignen sich Magnetlager auch für Bearbeitungsspindeln für das Polieren von Oberflächen. Um eine sichere Regelung zu realisieren, werden hochauflösende und hochdynamische Messsysteme zur exakten Lagebestimmung eingesetzt. Hierfür werden oftmals Wirbelstrommesssysteme verwendet, da diese unempfindlich gegenüber Staub, Öl und weiteren Umgebungseinflüssen sind. Besondere Vorteile von Wirbelstromsensoren sind deren verhältnismäßig niedrige Preis und die Synchronisierbarkeit bei Wellendurchmessern unter 25 mm. Gegenwärtig werden in der EAAT u.a. Untersuchungen zur Herstellung eigener Wirbelstromsensoren durchgeführt. Hierzu werden neben den geeigneten Materialien für die Sensoren, deren notwendige Induktivität, der Einfluss verschiedener Sensorkopfdurchmesser etc. ermittelt. Grundlegende Schwerpunkte bilden geeignete Speisekabel und das Temperaturdriftverhalten, da Magnetlager auch für höhere Temperaturen einsetzbar sind. Die bevorzugten Baugrößen der Wirbelstromsensoren belaufen sich auf (6 und 8) mm Durchmesser. Das Fanglagerspiel und der kleinste Wellendurchmesser bestimmten dabei diese Baugrößen. Um Untersuchungen der Sensoren durchführen zu können, bedarf es einer geeigneten Auswerteelektronik. Die Anforderungen an diese Elektronik liegt in deren Universalität, d.h. es sollen nach Möglichkeit nicht nur eigens hergestellte Sensoren angeschlossen werden können, sondern ebenso auch Sensoren von Fremdherstellern. Dabei wird eine kostengünstige Auswerteelektronik angestrebt, welche zwischen Spannungs- und Stromcharakteristik umschaltbar ist. Bei Bedarf ist eine Linearisierung der Wirbelstrommesssignale möglich. Im Beitrag wird die Low-Cost Auswerteelektronik mit verschiedenen Linearisierungsvorschlägen der Sensorsignale als auch deren Universalität vorgestellt.