Zuverlässigkeitsbewertung aktiver Magnetlagerungen unter der Berücksichtigung erweiterter Umgebungsbedingungen

Aktive Magnetlagerungen können in modernen Industrieapplikationen wie Turbomaschinen eine Schlüsseltechnologie darstellen. Gegenwärtig berücksichtigt der Designprozess Nennwerte in der statischen Auslegung und dyna-mischen Simulation des magnetgelagerten Sys-tems. Im praktischen Einsatz jedoch beeinflussen der Prozess und die Umgebung die Funktionsweise der Sensoren, Leistungsverstärker und magnetischen Aktoren. Insbesondere der thermische Einfluss verursacht mehr oder minder starke Driften in den Komponenten- und Bauteilparametern. Die Ursachen dafür können hohe Umgebungstemperaturen sein oder mechanische Stützanregungen bzw. Druckänderungen. Die mechanischen Einflüsse führen zu einer zunehmenden Relativbewegung zwischen Rotor und Stator. Infolge der Auslen-kungen reagiert das aktive Magnetlager mit Regeleingriffen. Die Steuerstromänderungen führen zu einer veränderten Eigenerwärmung der Leistungssteller und Lagerspulen. Die arbeitspunkt- und lastabhängige Beeinflussung der Lagerkomponenten führt letztendlich zu einer veränderten Dynamik der Lage- und ggf. der unter-lagerten Stromregelkreise. Ein unter Nominalbedingungen funktionsfähiges aktives Magnetlager versagt ggf. aufgrund mechanischer, elektrischer und magnetischer Parameterdriften. Für den Einsatz muss daher die Zuverlässigkeit des mechatronischen Systems objektiv nachgewiesen werden. Dies muss unter der Berücksichtigung von Prozess und Umgebung erfolgen.